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知识改变命运,学习成就未来1.4 电势和电势差教学目标:1.理解电势差的概念及期 定义式,会根据电荷q在电场中移动时电场力所做的功WAB计算UAB,会根据电势差UAB计算电荷Q在电场中移动时电场力所做的功WAB=qUAB2.理解电势的概念,知道电势与电势差的关系UAB=A -B ,知道电势的值与零电势的选择有关。3.知道在电场中沿着电场线的方向电势越来越低。4.知道什么是电势能,知道电场力做功与电势能改变的关系。能力目标:培养学生的分析能力、综合能力。德育目标:使学生能从类似的事物中找出共性。教学重点:电势、电势差的概念教学难点:电势、电势差的概念的引入教学方法:类比法、归纳法、问题解决法教学过程:一、复习引入一个带正电的小球处于匀强电场中,会受到电场对它的力的作用,受力的方向如何呢?受力的大小呢?(FEq)。电荷在电场中受力的作用,我们引入了描述电场力的性质的物理量,场强E。它是与有无电荷q无关的物理量,是由电场本身决定的物理量。如果将带电小球从点移动到时,电场力对电荷做功吗?从本节课开始,我们从功和能的角度来研究电场。学习与电场能量有关的几个物理量(展示课题)二、新课教学电场力做功的问题我们不熟悉,但重力做功的问题。下面我们将从重力做功的问题出发来类比研究电场力做功。(一)电场力做功与路径无关(出示重力做功与路径无关的图)物体在重力作用下,从沿不同的路径运动到位置,重力做功匀为mgh,与路径无关。与此类似,电荷在匀强电场中受力的作用,把电荷从移到电场中的位置时,也可以沿不同的路径运动。类似重力做功,电场力做功也与运动路径无关。这个结论是从匀强电场得到的,对于非匀强电场也适用。所以我们在后面的课程中,研究电荷在电场中移动时,电场力做功的问题,可以认为电荷沿直线运动到另一位置。这是电场力做功的一个特点。(二)电势差1.引入(出示重力做功与重力成正比的图)如果我们让不同的物体先后通过空间的、两个固定的位置。如:重力为物体,做功为h重力为h则:成正比,其比值也就是说重力场中确定的两点间的高度差是一定的。与重物的大小无关与有无重物下落是无关的。但让一重物在、间落下时,则出和,可以用比值量度出hB。类似地(出示电场力做功与成正比的图)我们在电场中、两点间移动不同电量的带电体时:如果q1=+ q,设电场力做功为则q=+2q,则到时,位移相等,在移动过程的任一位置处,q=+2q,则q所受电场为q的倍,即移动过程中电场力做的功则:电q成正比,为一定值。这个比值是由电场的、两点的位置决定的量。与在这两个位置间移动电荷的电量大小无关,与是正电荷、负电荷无关,与在无电荷q无关。只是让这个电荷在这两点间移动后,用功和电量的比值把它的大小量度出来。在物理学中,把这个比值叫做电场中、两点间电势差。2.电势差的概念:板书:一、电势差1.定义:电荷q在电场中由一点移动到另一点时,电场力所做的功与电荷量q的比值q,叫做、两点间的电势差。用表示。2.定义式:AB=同电荷在电场中不同位置间移动时,电场力做的功多,两点间的电势差大。但两点间电电势差由电场本身决定,与Wq无关的。板书五:()点()物理意义:电势差是电场本身的性质,与Wq无关。()单位:1V1J/C电量为的正荷,在电场中两点间移动时,电场力做的功如果为,则两点的电势差为伏特。3.小练习:下面请看例:动画演示过程,标出力和的方向,指出到的过程,电场力做正功,则。如果从到移动时,电场力做负功,其则由例题得到以下启示:(1):,(2)由于q有正负,有正、负功,则其比值有可能为正、负值。一般我们只关心其大小,且电势差的大小记为电压。初中物理中某导体两端的电压,指两点间的电势差。得到板书:(3) (4)根据电势差的定义式,得变形公式qUAB板书:qU (三)电势我们用重力场中的高度差类比得到了电场中两点的电势差。重力场中还有高度一词,表示什么意思呢?劈如说选择(室内)地面作为参考平面,吊灯与地面之间的高度差为hA0=3m,我们也说成吊灯的高度为m。类似地,如果把电场中的某一点作为参考点,另一点与参考点之间的电势差就叫作点的电势。电势的概念板书:二、电势定义:如果在电场中选择某一点为参考点(零电势点),则点与参考点之间的电势差叫做点的电势,记为A,为特殊的电势差。AU所以其单位也是伏特。下面做一个练习,求电场中各点的电势15V 5V 0V -3V A B C D 已知:q+1C15 UBC -3 U CD(边展示力分析为何正功、负功)则以点为零电势点,则:类似地:,(做成填空)则A15V 5V D3V从计算中得到:电势有正、负值,是表示该点电势比零电势点的电势低,不代表方向,是标量。此时:AB之间的电势差呢?推导: 经观察,与A、B点的电势有何关系?(UAB=A-B)原来,AB点的电势差就是A、B点的电势之差,其值为负,表示A点电势比B点电势低是标量。不代表方向。如果以B点为零电势点,则A、C点的电势呢?则A=UAB=10V B=0V看来,取不同的零电势点,各点的电势不同.此时AC点的电势差呢? UAC=A-c=10V-(-5V)=15V与原来以C点为零电势点的电势差相等。所以电势差是绝对的,与零电势点的选择无关,电势是相对的出示板书内容:UAB= A-B说明:电势是相对的,电势差是绝对的再看例题中各点的电势,沿着电场线的方向,电势逐渐降低。练习:例:注意分析10V为什么?正电荷由 点,与位移的方向做什么功?则WAB= qUAB410-8J则电势能增加了410-8J,其它形式的能转化为电势能。如果电荷为负电荷,在同一电场由一点A移动到同一点B呢?由于电场没关,两点的位置没有变,则AB间的电热差不变。所以WAB= qUAB210-8J电势能减少了,转化成了其它形式的能。此题还可由W=U来计算,W的正负根据分析得出,正功为正,负功为负。四、小结:1.类比重力场的高度差引入电势差:反映了电场的能的性质与q无关UAB= 与q无关2.类比重力场的高度引入电势 欢迎各位老师踊跃投稿,稿酬丰厚 邮箱:zxjkw163.com第 1 页 共 5 页
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