2022年人教版高中選修3-1 第1章第5節(jié) 電勢差(教案)

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1、2022年人教版高中選修3-1 第1章第5節(jié) 電勢差(教案) 【知識與技能】 1、理解電勢差是描述電場的能的性質(zhì)的物理量 2、知道電勢差與電勢零點的選取無關(guān)熟練應用其概念及定義式進行相關(guān)的計算 3、知道電勢與電勢差的關(guān)系 【過程與方法】 培養(yǎng)學生的分析能力抽象思維的能力綜合能力 【情感態(tài)度與價值觀】 通過對原有知識的加工對新舊知識的類比、概括培養(yǎng)學生知識自我更新的能力 【教學過程】 ★重難點一、電勢和電勢差★ 1.定義: 電場中兩點間電勢的差值叫做電勢差,也叫電壓. 2.公式: UAB=φA-φB,UBA=φB-φA,UAB=-UBA 3.

2、單位:伏特,符號是V. 4.理解電勢差的注意事項 (1)電勢差是表示電場能的性質(zhì)的物理量,只由電場本身的性質(zhì)決定.電場中電勢是相對的,而電勢差是絕對的,與零電勢的選取無關(guān); (2)講到電勢差時,必須明確所指的是哪兩點的電勢差.A、B間的電勢差記為UAB,而B、A間的電勢差記為UBA,且UAB=-UBA; (3)電勢差是標量,但電勢差有正、負之分,且電勢差的正、負表示電場中兩點電勢的高低,如UAB=-6 V,表示A點的電勢比B點的電勢低6 V. 5.電勢差與電勢的區(qū)別和聯(lián)系(1) 電勢φ 電勢差UAB=φA-φB 區(qū)別 (1)(電場中某點的)電勢與電勢零點的選取有關(guān)(一般取

3、無限遠處或地球表面的電勢為零電勢) (2)電勢由電場本身決定,反映電場的能的性質(zhì) (3)相對量 (4)標量,可正可負,正負號相對電勢零點而言 (1)(電場中兩點間的)電勢差與電勢零點的選取無關(guān) (2)電勢差由電場和這兩點間的位置決定 (3)絕對量 (4)標量,可正可負,正負號反映了φA、φB的高低 聯(lián)系 (1)電場中某點的電勢在數(shù)值上等于該點與電勢零點之間的電勢差 (2)電勢與電勢差的單位相同,皆為伏特(V) 電勢和電勢差的區(qū)別與聯(lián)系(2) 電勢φ 電勢差U 區(qū) 別 定義 電勢能與電量比值:φ= 電場力做功與電量比值:U= 決定 因素 由電

4、場和在電場中的位置決定 由電場和場內(nèi)兩點位置決定 相對性 有,與零勢能點選取有關(guān) 無,與零勢能點選取無關(guān) 聯(lián) 系 數(shù)值關(guān)系 UAB=φA-φB,當φB=0時,UAB=φA 單位 相同,均是伏特(V),常用還有kV,mV等 標矢性 都是標量,但均具有正負 物理意義 均是描述電場能的性質(zhì)的物理量 【特別提醒】電勢差等于兩點的電勢之差,反過來,某點電勢也可看成該點與零電勢點的電勢差,φA=UAO,φO=0. 【典型例題】如圖所示,電場中a、b、c三點,ab=bc,則把點電荷+q從a點經(jīng)b點移到c點的過程中,電場力做功的大小關(guān)系有(  ) A.Wab>W(wǎng)bc

5、 B. Wab=Wbc C.Wab<Wbc D.無法比較 【答案】C ★重難點二、電勢差與靜電力做功的關(guān)系★ 一、電勢差與靜電力做功的關(guān)系 1.推導:電荷q從電場中A點移到B點,由靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系可得WAB=EpA-EpB,由電勢能與電勢的關(guān)系φ=可得EpA=qφA,EpB=qφB.所以WAB=q(φA-φB)=qUAB,所以有UAB=. 即電場中A、B兩點間的電勢差等于電場力做的功與試探電荷q的比值. 二、對公式UAB=的理解 1.由UAB=可以看出,UAB在數(shù)值上等于單位正電荷由A點移到B點時電場力所做的功WAB。若單位正電荷做正功,UA

6、B為正值;若單位正電荷做負功,UAB為負值。 2.公式UAB=不能認為UAB與WAB成正比、與q成反比,只是可以利用WAB、q來測量A、B兩點間的電勢差UAB。 3.公式UAB=適用于任何電場,UAB為電場中A、B兩點間的電勢差,WAB僅是電場力的功,不包括從A到B移動電荷時,其他力所做的功。 4.公式UAB=中各量均有正負,計算中W與U的角標要對應,即WAB=qUAB,WBA=qUBA。 三、電場力做功的求解四法 四種求法 表達式 注意問題 功的定義 W=Fd=qEd (1)適用于勻強電場 (2)d表示沿電場線方向的距離 功能關(guān)系 WAB=EPA-EPB=-ΔEP

7、 (1)既適用于勻強電場也適用于非勻強電場 (2)既適用于只受電場力的情況,也適用于受多種力的情況 電勢差法 WAB=qUAB 動能定理 W靜電力+W其他力=ΔEk 【特別提醒】 用WAB=qUAB求電場力做功時,不必考慮靜電力的大小和電荷移動的路徑,對于靜電力是變力時,也同樣適用。 【典型例題】將一個電荷量為-2×10-8 C的點電荷從零電勢點S移到M點,要克服電場力做功4×10-8 J;從M點移到N點,電場力做功為14×10-8 J,求M、N兩點的電勢. 【答案】-2 V 5 V 【解析】S、M兩點間的電勢差為: 因φS=0 由USM=φS-φM可得:φM=-2 V M、N兩點間的電勢差為: 由UMN=φM-φN得:φN=5 V

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