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电势差 电势

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电势差 电势是关于 高二物理教案,方面的资料,本站还有更多关于高二下学期物理教案,高二物理讲解方面的资料,http://www.jiaoxue51.com。

教学目标

知识目标

  1、理解电势差是描述电场的能的性质的物理量,理解电势差与零点电势面位置的选取无关,熟练应用其概念及定义式 进行相关的计算.

  2、理解电势是描述电场的能的物理量,知道电势与电势差的关系 ,电势与零势面的选取有关,知道在电场中沿着电场线的方向电势的变化.

  3、知道电势能,知道电场力做功与电势能改变的关系.

能力目标

  利用学生已经掌握的知识进行类比、概括讲述新知识,培养学生对新知识的自学能力,逻辑推理能力,以及抽象思维的能力.

情感目标

  通过对原有知识的加工,对新旧知识的类比、概括,培养学生知识自我更新的能力.


教学建议

教学建议
  在本节内容中,涉及到电势的讲解,与前面所学的重力势能有相似的规律和原理,因此讲解时可以采取类比、概括这一物理教学中常用的教学方法.教材中首先导出电场力做功的特点,对比重力做功引起势能的变化,得到电势、电势差、电势能的概念,并指出电势能与电场力做功之间的关系:电势能的改变==电场力做的功.

教法建议
  在讲解中,知识点上需要明确的是:
  (1)除了需要说明电势的单位以及标量性,还需要强调电势公式是定义式,电场中某一点的电势与电荷在电场中的电势能无关,与电荷的多寡无关;而电场中某点的电势与产生电场的源电荷有关,与该点在电场中的位置有关.
  (2)关于电势公式的应用时,注意公式中物理量的正负,理解正负只是表示电势的高低而不是方向.
  (3)关于电势的讲解:一是需要注意的是零电势的选取(理论上以距离电场无限远处为零电势,实际上以大地的电势为零电势);二是电势沿着电场线的方向逐渐降低.
  (4)电荷在电场中两点之间的电势能之差是确定的.

重点难点分析
  1、本节重点是电势差的概念以及定义式的应用,电场力做功与电势能改变的关系;
  2、本节的难点是电势差的定义以及电势能与电场力做功的关系.

关于讲解——整体思路的建议
  电势、电势差、电势能的概念比较抽象,在讲解时可以通过引入重力场的有关概念进行类比,以增强知识的可感知性,这有助于学生的理解.但还需要注意的是,在讲解中不仅要掌握好教学的深度,同时要加强学生从不同的知识角度——能的角度、功能关系的角度学习本节知识,从一个更高的全面的基准点对已学知识进行综合,加强学生自身知识的再更新能力,这也是教师急需要注意的问题.

电势差、电势教学设计示例

一、复习引入

  教师讲解(出示图片):

  电场对放入其中的电荷有力的作用,对导体内部电荷同样有力的作用,此力可以做功,所以电场也有能的性质.下面我们从能量角度研究电场性质.

  首先,我们先复习一下有关功的知识以及重力做功和重力势能的关系(如图)

一、功的量度:  

二、重力做功:

1、重力做功只与位置有关、与经过的路径无关;

2、重力做功与势能的关系:

3、重力势能是相对的,有零势能面。(人为选定)

4、重力势能的正负是相对于零势面而言的,不代表方向。数值上等于把物体从该点移到零势能面处时,重力所做的功

  同样,我们还研究过其它力做功,如分子力做功使得分子势能发生变化,弹簧的弹力做功引起弹性势能的变化,那么电场力做功的情形又是怎样的呢?我们又是怎样来研究呢?

二、新授课

  1、电势差

   

  教师出示上图:在某一点电荷+Q形成的电场中,将同一电荷放入电场的不同位置A、B两点,所受到的电场力是不同的,这是因为A、B两点的电场强度是不同的.为了研究问题的方便,我们以匀强电场为例,匀强电场中,电荷从A点移动到B点,电场力的大小

www.jiaoxue51.com为恒力,则电场力做功大小为:           ( 为Eq与S之间的夹角)

  在这里: 是一个与电荷本身无关的量,

  类似如重力做功 也是与物体本身无关的物理量,只与重力场本身性质有关.

  因此我们将 这一比值叫做A、B两点间的电势差,用 来表示电势差,单位伏特,简称伏,符号是V.电势差又叫电压.

             (1V=1J/C)

    

  电荷在场强为E的匀强场中,令电荷q由一点A移至另一点B时(如图)电场力所做的功 ,同样点电荷由A沿着某一曲线移至另一点C(AC在场强E的投影与AB相等)时电场力所做的功 , 与 相等(具体证明可以类比重力做功,采用无限分割法进行证明),也就是说电场力做功与路径无关,仅与电荷运动的起末位置有关.此结论不仅适用于匀强电场而且适用于任何电场(在高中阶段不做具体证明).

              

  这样电场力所做的功可以是正值或负值,所以两点间的电势差也可以是正值或负值.

教师总结:

(1)A、B两点之间的电势差可以是正值,也可以是负值,数值上等于单位正电荷从A点移动到B点时电场力所做的功 ;

(2)电势差的单位——伏特(V),当q电量为1C时在某两点间做功为1J,则这两点之间的电势差为1V;

(3)不论电场如何分布,电场力是恒力还是变力,电场力做功的大小都可以用

www.jiaoxue51.com计算得到;

  2、电势

  教师提出问题:物体在重力作用下移动的高度差越大,重力势能的变化也越大.高度差即高度的差值,电势差也就是电势的差值,那么如何定义电场中各点的电势?

  分析: ,若将B点的电势定义为零电势点,则A点的电势等于单位正电荷由A点移动到B点——零电势点(参考点)时所做的功.

  教师强调:电势通常用 来表示.电场中某一点的电势,等于单位正电荷由该点移动到参考点(零点电势)时电场力所做的功.

  电势差与零点电势的选取无关,但电势是相对零点电势而言的,与零点电势的选取有关.

  分析书中图14-24:

  提出问题:在电场中沿着场强方向移动电荷,电场力做功,电势将如何变化?

  分析:沿着电场线的方向将单位正电荷由A点移动到B点,电场力做正功,电势差大于零 ,即 , .

  总结:沿着电场线的方向,电势越来越低.

  3、电势能

  物体在重力场中具有重力势能,而电荷在电场中也具有能——电势能.

  重力做功使物体重力势能减少,重力做多少功,重力势能就减少多少,减少的重力势能转化为动能或其它形式的能,那么电场力做功与电势能的变化有什么关系呢?

  类似的:

  (1)电场力做功使电荷的电势能减少;

  (2)电场力做多少功,电势能就减少多少;

  (3)减少的电势能转化为电荷的动能或其它形式的能.

  教师指导学生阅读104页例题2归纳总结判断做功为正或负的方法.

  方法(1)可以在计算时将q、U的正负关系直接代入;

  方法(2)在代入数值时以绝对值代入,再判断电场力做功的正负.

  4、总结:

  (1)电场中两点间电势差,类同重力场中两点的高度差.

  电势差:         (1V=1J/C)

  U与W、q无关

  (2)设定零电势点,由电势差定义各个点的电势:电场中某一点的电势 ,等于单位正电荷由该点移动到参考点(零点电势)时电场力所做的功.

  注意:电势的大小与参考点的选取无关;

  电势差的大小与参考点的选取无关.

  (3) ,沿着电场线的方向,电势越来越低.

  (4)电势能是电荷在电场中具有的能:

  电场力做功,电势能减少;做多少功,电势能就减少多少.


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