电势差教案(人教版选修3-1)
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资料简介
第1章第5节 电势差 ‎ ‎ ‎【知识与技能】‎ ‎1、理解电势差是描述电场的能的性质的物理量 ‎2、知道电势差与电势零点的选取无关熟练应用其概念及定义式进行相关的计算 ‎3、知道电势与电势差的关系 ‎【过程与方法】‎ 培养学生的分析能力抽象思维的能力综合能力 ‎【情感态度与价值观】‎ 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 ‎【教学过程】‎ ‎★重难点一、电势和电势差★‎ ‎1.定义:‎ 电场中两点间电势的差值叫做电势差,也叫电压.‎ ‎2.公式:‎ UAB=φA-φB,UBA=φB-φA,UAB=-UBA ‎3.单位:伏特,符号是V.‎ ‎4.理解电势差的注意事项 ‎(1)电势差是表示电场能的性质的物理量,只由电场本身的性质决定.电场中电势是相对的,而电势差是绝对的,与零电势的选取无关;‎ ‎(2)讲到电势差时,必须明确所指的是哪两点的电势差.A、B间的电势差记为UAB,而B、A间的电势差记为UBA,且UAB=-UBA;‎ ‎(3)电势差是标量,但电势差有正、负之分,且电势差的正、负表示电场中两点电势的高低,如UAB=-6 V,表示A点的电势比B点的电势低6 V.‎ ‎5.电势差与电势的区别和联系(1)‎ 电势φ 电势差UAB=φA-φB 区别 ‎(1)(电场中某点的)电势与电势零点的选取有关(一般取无限远处或地球表面的电势为零电势)‎ ‎(2)电势由电场本身决定,反映电场的能的性质 ‎(3)相对量 ‎(1)(电场中两点间的)电势差与电势零点的选取无关 ‎(2)电势差由电场和这两点间的位置决定 ‎(3)绝对量 ‎(4)标量,可正可负,正负号反映了φA、‎ ‎(4)标量,可正可负,正负号相对电势零点而言 φB的高低 联系 ‎(1)电场中某点的电势在数值上等于该点与电势零点之间的电势差 ‎(2)电势与电势差的单位相同,皆为伏特(V)‎ 电势和电势差的区别与联系(2)‎ 电势φ 电势差U 区 别 定义 电势能与电量比值:φ= 电场力做功与电量比值:U= 决定 因素 由电场和在电场中的位置决定 由电场和场内两点位置决定 相对性 有,与零势能点选取有关 无,与零势能点选取无关 联 系 数值关系 UAB=φA-φB,当φB=0时,UAB=φA 单位 相同,均是伏特(V),常用还有kV,mV等 标矢性 都是标量,但均具有正负 物理意义 均是描述电场能的性质的物理量 ‎【特别提醒】电势差等于两点的电势之差,反过来,某点电势也可看成该点与零电势点的电势差,φA=UAO,φO=0.‎ ‎【典型例题】如图所示,电场中a、b、c三点,ab=bc,则把点电荷+q从a点经b点移到c点的过程中,电场力做功的大小关系有(  )‎ A.Wab>Wbc B. Wab=Wbc C.Wab<Wbc D.无法比较 ‎【答案】C ‎★重难点二、电势差与静电力做功的关系★‎ 一、电势差与静电力做功的关系 ‎1.推导:电荷q从电场中A点移到B点,由静电力做功与电势能变化的关系可得WAB=EpA-EpB,由电势能与电势的关系φ=可得EpA=qφA,EpB=qφB.所以WAB=q(φA-φB)=qUAB ‎,所以有UAB=.‎ 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.‎ 二、对公式UAB=的理解 ‎1.由UAB=可以看出,UAB在数值上等于单位正电荷由A点移到B点时电场力所做的功WAB。若单位正电荷做正功,UAB为正值;若单位正电荷做负功,UAB为负值。‎ ‎2.公式UAB=不能认为UAB与WAB成正比、与q成反比,只是可以利用WAB、q来测量A、B两点间的电势差UAB。‎ ‎3.公式UAB=适用于任何电场,UAB为电场中A、B两点间的电势差,WAB仅是电场力的功,不包括从A到B移动电荷时,其他力所做的功。‎ ‎4.公式UAB=中各量均有正负,计算中W与U的角标要对应,即WAB=qUAB,WBA=qUBA。‎ 三、电场力做功的求解四法 四种求法 表达式 注意问题 功的定义 W=Fd=qEd ‎(1)适用于匀强电场 ‎(2)d表示沿电场线方向的距离 功能关系 WAB=EPA-EPB=-ΔEP ‎(1)既适用于匀强电场也适用于非匀强电场 ‎(2)既适用于只受电场力的情况,也适用于受多种力的情况 电势差法 WAB=qUAB 动能定理 W静电力+W其他力=ΔEk ‎【特别提醒】‎ 用WAB=qUAB求电场力做功时,不必考虑静电力的大小和电荷移动的路径,对于静电力是变力时,也同样适用。‎ ‎【典型例题】将一个电荷量为-2×10-8 C的点电荷从零电势点S移到M点,要克服电场力做功4×10-8 J;从M点移到N点,电场力做功为14×10-8 J,求M、N两点的电势.‎ ‎【答案】-2 V 5 V ‎【解析】S、M两点间的电势差为: ‎ 因φS=0 由USM=φS-φM可得:φM=-2 V M、N两点间的电势差为:‎ 由UMN=φM-φN得:φN=5 V

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