【教案】教科版选修3-2物理电势差教案高二物理.docVIP

第四节 电势能、电势及电势差 教学目标： 知识与技能 1、理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系。 2、理解电势的概念，知道电势是描述电场的能的性质的物理量。明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。了解电势与电场线的关系，了解等势面的意义及与电场线的关系。 3、理解掌握电势差的概念、定义式与应用 （二）过程与方法 通过与前面知识的结合，理解电势能与静电力做的功的关系，从而更好的了解电势能和电势的概念。理解掌握电势差的概念、定义式与应用 （三）情感态度与价值观 尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题，增强科学探究的价值观。 重点：理解掌握电势能、电势、电势差、等势面的概念及意义。 难点：掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题，能根据电势差的定义式进行有关计算 教学过程： 新课教学： 1．静电力做功的特点 结合课本图1。4-1（右图）分析试探电荷q在场强为E的均强电场中沿不同路径从A运动到B电场力做功的情况。 q沿直线从A到B q沿折线从A到M、再从M到B q沿任意曲线线A到B 结果都一样即：W=qELAM =qELABcos 【结论】：在任何电场中，静电力移动电荷所做的功，只与始末两点的位置有关，而与电荷的运动路径无关。 与重力做功类比，引出： 2．电势能 电势能：由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做电势能。 静电力做功与电势能变化的关系： 静电力做的功等于电势能的变化量。写成式子为： 注意： ①．电场力做正功，电荷的电势能减小；电场力做负功，电荷的电势能增加 ②．电场力力做多少功，电势能就变化多少，在只受电场力作用下，电势能与动能相互转化，而它们的总量保持不变。 ③．若规定无穷远处的电势能为零则在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为正，负电荷在任一点具有的电势能都为负。 在负电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为负，负电荷在任意一点具有的电势能都为正。 ④．求电荷在电场中某点具有的电势能 电荷在电场中某一点A具有的电势能EP等于将该点电荷由A点移到电势零点电场力所做的功W的。即EP=W ⑤．求电荷在电场中A、B两点具有的电势能高低 将电荷由A点移到B点根据电场力做功情况判断，电场力做正功，电势能减小，电荷在A点电势能大于在B点的电势能，反之电场力做负功，电势能增加，电荷在B点的电势能小于在B点的电势能。 ⑥电势能零点的规定 若要确定电荷在电场中的电势能，应先规定电场中电势能的零位置。 关于电势能零点的规定：P19（大地或无穷远默认为零） 所以：电荷在电场中某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零电势能位置时电场力所有做的功。如上式若取B为电势能零点，则A点的电势能为： 3．电势---表征电场性质的重要物理量度 1、电势 （1）定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。用表示。标量，只有大小，没有方向，但有正负。 （2）公式：（与试探电荷无关） （3）单位：伏特（V） （4）标失性：电势是标量只有大小没有方向，但有正负之分，正负表示电势的高低 注意：（1）电势具有相对性。电场中某一点的电势的数值与零电势的选择有关，即电势的数值决定于零电势的选择．（大地或无穷远默认为零），选择零电势后若该点电势高于零电势则为正，反之为负 （2）为定义式，与试探电荷无关，只与在电场中的位置有关 （3）使用公式进行计算时要带符号计算 2、电势差 （1）定义：电场中两点间电势的差值，也叫电压。用表示。 （2）公式： 或 ① 所以有：=- ②（注意下标的对应） 注意：（1）电势差也是标量，可正，可负。 （2）电势差与零电势的选择无关，没有相对性 （3）电势差与电势一样与试探电荷无关，只与在电场中的位置有关 3、静电力做功与电势差的关系 电荷Q在电场中从A移动到B时，静电力做的功WAB等于电荷在A、B两点的电势能之差。 推导： 所以有： 或 ③ 即：电场中A、B两点间的电势差等于电场力做的功与试探电荷Q的比值。 注意：电场中A、B两点间的电势差跟移动电荷的路径无关，只与AB位置有关 对公式使用的说明：（1）带符号计算 （2）取绝对值计算，正负根据电场力做功判断 4、电势高低的判断方法 （1）电场线法 沿着电场线的方向电势逐渐降低 （2）场源电荷判断法 离场源正电荷越近的点，电势越高；离场源负电荷越近的点，电势越低 （3）电场力做功判断法 电场力对正电荷做正功，电荷从高电势向低电势移动 电场力对负电荷做正功，电荷从低电势向高电势移动 5、等势面 ⑴．定义：电场中电势相等的点构成的面 ⑵．