授课教案电势能与电势差

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《主题六第二节电势能电势电势差》教学设计教学反思

《电势能电势电势差》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 知识与技能：理解电势能、电势、电势差的概念及其关系。

2. 过程与方法：通过实验探究，掌握电势能、电势、电势差的基本计算方法。

3. 情感态度价值观：培养观察、分析、解决问题的能力，树立科学探究的精神。

二、教学重难点1. 教学重点：理解电势能、电势、电势差的概念及其关系，掌握基本计算方法。

2. 教学难点：实验探究，分析实验数据，总结规律。

三、教学准备1. 准备教学用具：黑板、白板、电源、导线、电极、示波器、实验器材等。

2. 准备教学内容：制作PPT，包括图片、视频、案例等，以辅助教学。

3. 安排教学活动：合理安排课堂时间，确保教学进度。

四、教学过程：1. 引入课题(1) 电势能：通过生活中的实例，如小球在斜面上下滑，小球的重力势能如何变化？为什么？引出电势能的概念。

(2) 电势能与重力势能的类比：让学生比较两者的异同点，理解电势能的概念。

(3) 举例说明电场中电荷具有的电势能，并分析其变化规律。

(4) 电势能的计算：介绍电势能计算公式，并通过实例进行计算。

2. 探究新知(1) 电势：通过电场中电荷的电势能与电势的关系，引出电势的概念。

(2) 电势的计算：介绍电势的计算公式，并通过实例进行计算。

(3) 电场中某点的电势与零电势的选择无关：通过实例进行说明。

(4) 电势差的定义：通过电场中两点间的电势差引出定义，并介绍其计算方法。

3. 课堂互动(1) 提问：让学生提出关于电势能、电势、电势差的问题，并共同解答。

(2) 小组讨论：让学生分组讨论电场中某点电势能与哪些因素有关？如何判断两点间的电势差？通过讨论，让学生自主探究新知识，加深对概念的理解。

(3) 课堂小结：教师引导学生总结本节课的主要内容，帮助学生梳理知识体系。

4. 布置作业(1) 完成课后练习题：让学生通过实际练习，巩固本节课所学知识。

(2) 预习下一节的内容：为下一节课的学习做好准备。

电势能电势与电势差教案

§1.4 电势能电势与电势差1．通过与重力做功情形的类比，认识电场力做功的特点．2．理解电势能、电势、电势差，知道它们是从能的角度来描述电场的物理量，知道物理学常把无穷远和大地作为零电势点．3．理解电场力做功与电势能变化的关系.4．了解等势面的概念和特点．重点难点重点：理解电势能、电势、电势差的概念．难点：理解电势能、电势、电势差的概念．1．重力做功和电场力做功(1)物体在地球表面附近运动，重力做功与物体的质量以及起点和终点的位置有关，与________无关．(2)电荷在匀强电场中运动，电场力做功与电荷的______以及________的位置有关，而与________无关．2．电势能(1)物体在地球上因受重力而具有重力势能，电荷在电场中因受________而具有________．(2)若用W AB表示电荷从A点移动到B点的过程中电场力做的功，E p A和E p B分别表示电荷在A点和B 点的电势能，电场力做的功与电势能变化的关系式为：________．(3)若将无穷远处的电势能规定为零，电荷在某点(A点)的电势能大小等于将电荷从________移动到________电场力所做的功，即E p A＝W A∞.3．电势与电势差(1)电势(φ)是描述电场的________(填“力”或“能”)的性质的物理量．电场中某点(A点)的电势在数值上等于________由该点移动到参考点(零电势)时电场力所做的功，可表示为φ＝E pq.电势的单位是伏特(V)，且1 V＝________．(2)电势差就是电场中两点间________的差值，如电场中A、B两点的电势差(从A点到B点)U AB＝________，且U AB＝－U BA.(3)电场中A、B两点的电势差U AB＝φA－φB，由于φA＝E p Aq，φB＝E p Bq，W AB＝E p A－E p B，所以电场力做功与电势差的关系为U AB＝________，这也是计算电势差常用的公式．主题1：电场力做功特点问题：(1)如图甲所示，把一个正电荷q(重力不计)放到电场强度为E的匀强电场中的A点，电荷分别沿直线AB、折线ACB、曲线到达B点，三种情况下电场力做功是否相同？请用功的计算公式推导电荷分别沿直线AB和折线ACB运动时电场力所做的功．(2)如图乙所示，把一个质量为m的物体放到空中A点，物体分别沿直线AB、折线ACB、曲线到达B 点，三种情况下重力做功是否相同？请用功的计算公式推导物体分别沿直线AB和折线ACB运动时重力所做的功．主题2：电势能(重点探究)问题：(1)物体在地球上因受重力而具有重力势能，电荷在电场中因受电场力而具有电势能，重力势能的变化等于重力做功的负值，电势能的变化等于电场力做功的负值．若电场中某电荷顺着电场线方向运动，请分析该电荷的电势能是如何变化的．(2)确定物体的重力势能要先取定重力零势能面，同样的，确定电荷在电场中的电势能要先取定零电势能面，电荷处在零电势能面上时的电势能是多少？电势能的变化量与零电势能面的选取有关吗？(3)电势能有正有负，电势能是矢量还是标量？其正负号表示什么意义？主题3：电势、电势差情景：如果把物体在地球上和电荷在电场中作对比，有质量的物体在重力场中(地球上)受重力，具有重力势能，重力做功与重力势能的变化有关；带电荷量的电荷在电场中受电场力，具有电势能，电场力做功与电势能的变化有关．问题：(1)电场中的电势、电势差与重力场中的什么概念是对应的？(2)电场中的电势、电势差与电荷所带的电荷量有关吗？(3)电荷在电势越高的地方是不是电势能就越多？主题4：等势面问题：阅读教材中的课外阅览“等势面”的内容，思考并回答下列问题．(1)物理学中为什么要引入等势面？(2)电场中的电势可与重力场中的高度类比，那么电场的等势面就可与地图上的等高线类比．观察下面的等势面和等高线(下面的图示)，体会二者的共同之处，说出所给电场等势面的特点．一、电场力做功与电势能变化的关系例1如图所示，光滑绝缘半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为E.在与环心等高处放有一质量为m、电荷量为＋q的小球，小球由静止开始沿轨道运动．下列说法正确的是()A．小球在运动过程中机械能守恒B．小球经过环的最低点时速度最大C．小球经过环的最低点时电势能增加EqRD．小球由静止释放到达最低点，动能的增加量等于mgR二、电势高低及电势能增减的判断例2如图所示，某区域电场左右对称分布，M、N为对称线上的两点．下列说法正确的是()A．M点电势一定高于N点电势B．M点场强一定大于N点场强C．正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能D．将电子从M点移动到N点，电场力做正功三、电势、电势能的计算例3如果把q＝1.0×10－8 C的电荷从无穷远处移至电场中的A点，需要克服电场力做功W＝1.2×10－4 J，规定无穷远处的电势为零，则：(1)电荷在A点的电势能E p A和A点的电势φA各是多少？(2)电荷未移入电场前A点的电势φA是多少？四、电势差的计算例4在电场中把一个电荷量为－6×10－8 C的点电荷从A点移到B点，电场力做功为－3×10－5 J，将此电荷从B点移到C点，电场力做功为4.5×10－5 J.(1)求A与C两点间的电势差．(2)若取C点为零电势点，则A点的电势为多大？1．(考查电场力做功与电势能变化的关系)如图所示，A、B、C为电场中同一电场线上的三点．设电荷在电场中只受电场力作用，下列说法中正确的是()A．若在C点无初速地释放正电荷，则正电荷向B运动，电势能减少B．若在C点无初速地释放正电荷，则正电荷向B运动，电势能增加C．若在C点无初速地释放负电荷，则负电荷向A运动，电势能增加D．若在C点无初速地释放负电荷，则负电荷向A运动，电势能不变2．(考查电势、电势差的概念)下列说法正确的是()A．电势差与电势一样，是相对量，与零电势点的选取有关B．电势差是一个标量，但是有正值和负值之分C．由于电场力做功跟电荷移动的路径无关，所以电势差也跟电荷移动的路径无关，只跟这两点的位置有关D．A、B两点的电势差是恒定的，不随零电势点的不同而改变，所以U AB＝U BA3．(考查电势与场强的区别和联系)关于静电场，下列结论普遍成立的是()A．电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低B．电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关C．在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向D．将正点电荷从场强为零的一点移动到强场为零的另一点，电场力做功为零4．(考查电势差的运算)在电场中把一个电荷量为6×10－6 C的负电荷从A点移到B点，克服电场力做功3×10－5 J；再将电荷从B点移到C点，电场力做功1.2×10－5 J．求A与B、B与C以及A与C间的电势差．课后练习1．下列各组物理量中，由电场本身性质决定的是()A．电场力、电场强度B．电场力做的功、电势能C．电场强度、电势差D．电势差、电势能2．在静电场中，将一电子从a点移至b点，电场力做功5 eV，则下列说法正确的是()A．电场强度的方向一定由b到aB．a、b两点的电势差是5 VC．电子的电势能减少了5 eVD．因电势零点未确定，故不能确定a、b间的电势差3．取无穷远处的电势为零，无论是正电荷还是负电荷，下列说法中正确的是()A．从电场中某点移到无穷远处时，电场力做的正功越多，电荷在该点的电势能就越大B．从电场中某点移到无穷远处时，电场力做的正功越少，电荷在该点的电势能越大C．从无穷远处移到电场中某点时，克服电场力做功越多，电荷在该点的电势能越大D．从无穷远处移到电场中某点时，电场力做的正功越多，电荷在该点的电势能越大4．图示是点电荷形成的电场中的一条电场线，其上有两点A 和B ，比较A 、B 两点电势高低和电场强度的大小，如规定无穷远处电势为零，则下列说法可能正确的是( )A ．E A ＞EB φA ＞φB ＞0 B ．E A ＞E B 0＞φA ＞φBC ．E A ＜E B φA ＞φB ＞0D ．E A ＜E B 0＞φA ＞φB5．在点电荷Q 形成的电场中有一点A ，当一个电荷量为－q 的试探电荷从电场的无限远处被移到电场中的A 点时，电场力做的功为W ，则试探电荷在A 点的电势能及电场中A 点的电势分别为( )A ．E p A ＝－W ，φA ＝W qB ．E p A ＝W ，φA ＝－WqC ．E p A ＝W ，φA ＝W qD ．E p A ＝－W ，φA ＝－Wq6．如图所示，电场中有A 、B 两点，则下列说法中正确的是( )A ．电势φA >φB ，场强E A >E B B ．电势φA >φB ，场强E A <E BC ．将＋q 从A 点移到B 点，电场力做正功D ．将－q 分别放在A 、B 两点时具有的电势能E p A >E p7．一带电粒子只在电场力的作用下沿图中曲线JK 穿过一匀强电场，a 、b 、c 、d 为该电场的等势面，其中有φa <φb <φc <φd .若不计粒子的重力，可以确定( )A ．该粒子带正电B ．从J 到K 粒子的电势能增加C ．该粒子带负电D ．粒子从J 到K 运动过程中，动能与电势能之和可能增加8．如图所示，平行线代表电场线，但未标明方向，一个带正电、电荷量为10－6 C 的微粒在电场中仅受电场力作用，当它从A 点运动到B 点时动能减少了10－5 J ．已知A 点的电势为－10 V ，则以下判断正确的是( )A ．微粒的运动轨迹如图中的虚线1所示B．微粒的运动轨迹如图中的虚线2所示C．B点电势为零D．B点电势为－20 V9．如图所示，在矩形ABCD的AD边和BC边的中点M和N处各放一个点电荷，它们带等量正负电荷．E、F是AB边和CD边的中点，P、Q两点在MN连线上，MP＝QN，则电场强度和电势都相同的两点是()A．E和F B．P和QC．A和B D．C和D10．如图所示，带电体Q固定，带电体P所带电荷量为q、质量为m，与绝缘的水平桌面间的动摩擦因数为μ.将P在A点由静止放开，则其在Q的排斥下运动到B点停下，A、B相距为x.下列说法正确的是()A．将P从B点由静止拉到A点，水平拉力最少做功2μmgxB．将P从B点由静止拉到A点，水平拉力做功μmgxC．P从A点运动到B点，电势能增加μmgxD．P从A点运动到B点，电势能减少μmgx11．A、B是某电场中的一条电场线上的两点，一个正电荷仅在电场力作用下沿电场线从A点运动到B 点，在此运动过程中，其v－t图象如图所示．比较A、B两点间电势φ的高低和场强E的大小：φA________φB，E A________E B.(填“>”、“＝”或“<”)12．如图所示，a、b、c是氢原子的核外电子绕核运动的三个可能轨道，取无穷远处电子的电势能为零，电子在a、b、c三个轨道时对应的电势能分别为－13.6 eV，－3.4 eV，－1.51 eV.由于某种因素(如加热或光照)的影响，电子会沿椭圆轨道跃迁到离核更远的轨道上运动，求：(1)a、b间与b、c间电势差的大小．(2)电子从a跃迁到c的过程中电场力所做的功．13．如图所示，在场强E ＝104 N/C 的水平匀强电场中，有一根长l ＝15 cm 的细线，一端固定在O 点，另一端系一个质量m ＝3 g 、电荷量q ＝2×10－6 C 的带正电小球，当细线处于水平位置时，小球从静止开始释放，g 取10 m/s 2.问：(1)小球到达最低点B 的过程中重力势能、电势能分别变化了多少？ (2)若取A 点电势为零，小球在B 点的电势能、电势分别为多大？ (3)小球到B 点时速度为多大？绳子张力为多大？参考答案：1．(1)路径 (2)电荷量起点和终点路径2．(1)电场力电势能 (2)W AB ＝E p A －E p B (3)该点(或A 点) 无穷远处 3．(1)能单位正电荷 1 J/C (2)电势 φA －φB (3)W ABq主题1：电场力做功特点解答：(1)三种情况下电场力做功相等．电荷沿直线AB 运动时，电场力所做的功W AB ＝Fs ＝Eq ·d ；电荷沿折线ACB 运动时电场力所做的功W AB ＝W AC ＋W CB ＝Eq ·l ·cos θ＋ Eq ·l ′· cos 90°＝Eq ·d .(2)三种情况下重力做功相等．物体沿直线AB 运动时，重力所做的功W AB ＝Fs ＝mg ·d ；物体沿折线ACB 运动时，重力所做的功W AB ＝W AC ＋W CB ＝mg ·l ·cos θ＋mg ·l ′·cos 90°＝mg ·d .主题2：电势能(重点探究)解答：(1)如果正电荷顺着电场线方向运动，电场力与电荷运动方向相同，电场力做正功，故电势能减少；如果负电荷顺着电场线方向运动，电场力与电荷运动方向相反，电场力做负功，故电势能增加．(2)电荷处在零电势能面上时的电势能是零．电势能的变化量与零电势能面的选取无关(与重力势能的变化跟重力零势能面的选取无关一样)．(3)电势能是标量，正值表示电荷在该位置的电势能比该电荷在参考点(零电势能面)位置的电势能多，负值表示电荷在该位置的电势能比该电荷在参考点(零电势能面)位置的电势能少．主题3：电势、电势差解答：(1)电场中的电势对应重力场中的高度；电场中的电势差对应重力场中的高度差． (2)电场中的电势、电势差与电荷所带的电荷量没有关系．(3)正电荷在电势越高的地方电势能越多，负电荷在电势越高的地方电势能越少．主题4：等势面解答：(1)为了表示电势的高低，从而更形象地描绘电场．(2)正点电荷的等势面是以点电荷为球心的一簇球面；等量异种点电荷的等势面是两簇对称曲面；等量同种点电荷的等势面是两簇对称曲面；匀强电场的等势面是垂直于电场线的一簇均匀分布平面．一、电场力做功与电势能变化的关系例1【分析】小球在运动过程中重力和电场力都会做功，故应注意：①电势能的变化与电场力做功有关；②动能的变化与合力做功有关；③机械能的变化与除重力以外的力做功有关．【解析】小球在运动过程中除重力做功外，还有电场力做功，所以机械能不守恒，A 错；小球运动到最低点的过程中，重力与电场力均做正功，重力势能减少mgR ，电势能减少EqR ，而动能增加mgR ＋EqR ，到最低点时动能最大，所以速度最大，因此B 正确，C 、D 错误．【答案】B【点拨】①涉及能量转化问题时，关键是要找准功能关系，每种力做功，都有与之对应的能量变化． ②电场力做功只能决定电势能的变化量，而不能决定电荷电势能的大小．当电荷在电场中的始末位置确定后，电场力所做的功也就确定了，电势能的变化量也就确定了．二、电势高低及电势能增减的判断例2【分析】由电场线的分布和方向可以确定电场强度的大小和方向、电势的高低，结合试探电荷的电性及移动方向就能确定电势能的大小和电场力做功的情况．【解析】沿电场线方向，电势降低，所以M 点电势一定高于N 点电势，A 正确；电场线的疏密程度表示电场的强弱，由题图可知，M 点场强一定小于N 点场强，B 错；正电荷q 在M 点的电势能E p M ＝qφM ，在N 点的电势能E p N ＝qφN ，由于φM ＞φN ，所以E p M ＞E p N ，C 正确；电子在电场中所受电场力的方向沿NM 指向M ，故从M 移动到N ，电场力做负功，D 错误．【答案】AC【点拨】电场强度和电势都是由电场本身决定的，电场线的分布可以反映它们的情况．电势高低及电势能增减的判断方法：①沿电场线方向电势越来越低；②电场力做正功电势能减少，电场力做负功电势能增加．三、电势、电势能的计算例3【分析】注意题中规定了无穷远处的电势为零，把电荷从所处位置移到无穷远与把同样电荷从无穷远移到所处位置电场力做功的绝对值是相同的，再根据电场力做功与电势能变化的关系可求解，即W ＝E p ∞－E p A ，可计算出E p A ，根据A 点的电势能可求出A 点的电势．【解析】(1)规定无穷远处的电势为零，所以电荷在无穷远处的电势能E p ∞＝0电荷从无穷远处移至电场中A 点的过程中，电场力做功W ＝E p ∞－E p A ＝－1.2×10－4 J所以有：E p A ＝1.2×10－4 J 由E p A ＝q ·φA ，可得：φA ＝1.2×104 V.(2)因为电场中电势的大小与放置的电荷无关，所以电荷未移入时A 点的电势仍为φA ＝1.2×104 V.【答案】(1)1.2×10－4 J 1.2×104 V (2)1.2×104 V【点拨】①电势和电势能都具有相对性，与零势面的选择有关．②运用公式φ＝E pq 和W AB ＝E p A －E p B 计算时，可将各物理量的“＋”、“－”直接代入计算，这样更直接、更方便．四、电势差的计算例4 【分析】电势差的计算可利用公式U AB ＝W ABq求解，也可利用公式U AB ＝φA －φB ＝－U BA 计算．不管什么方法都要注意物理量的意义和符号的应用规则．【解析】(1)方法一：把电荷从A 移到C 电场力做功W AC ＝W AB ＋W BC ＝－3×10－5 J ＋4.5×10－5 J ＝1.5×10－5 J则A 、C 间的电势差U AC ＝W AC q ＝1.5×10－5－6×10－8V ＝－250 V . 方法二：A 、B 两点的电势差为U AB ＝W AB q ＝－3×10－5－6×10－8 V ＝500 V B 、C 两点的电势差为U BC ＝W BC q ＝4.5×10－5－6×10－8V ＝－750 V 则U AC ＝U AB ＋U BC ＝500 V －750 V ＝－250 V . (2)取φC ＝0，φA ＝U AC ＝－250 V . 【答案】(1)－250 V (2)－250 V【点拨】①电势和电势差都是反映电场的能的性质的物理量，但电势是相对量，电势差是绝对量，因此，用电势差更能反映电场的能的性质．②各物理量的符号问题：W AB 、U AB 、q 均可正可负，W AB 取正号表示电场力做正功，U AB 取正号表示φA >φB ，q 取正号表示试探电荷为正电荷；W AB 取负号表示电场力做负功，U AB <0表示φA <φB ，q 取负号表示试探电荷为负电荷．涉及W 、U 、q 三者关系的计算时，可将各量的正负号及数值一并代入进行计算，有时为了计算方便，也可以将各物理量都取绝对值，然后根据电荷的移动方向及所受电场力的方向确定电场力做功的正负．电势差的正负要根据在电场中的始末位置及场强方向来判断．1．【解析】若在C 点释放正电荷，由于它只受到向右的电场力，故电荷在电场力作用下沿直线由C 向B 运动，电场力做正功，电势能减少，A 对、B 错．若从C 点释放负电荷，电荷在向左的电场力作用下由C 向A 运动，电场力做正功，电势能减少，C 、D 错．【答案】A2【解析】电势差的大小与零电势点的选取无关，故A 错．由电势差的特性可知电势差是标量，但有正负之分，B 项正确．由电场力做功的特征及电势差的定义可知两点间的电势差只与两点间位置有关，C 项正确．最易错的是把电势差与电压相混淆，电势差可以反映出两点电势的高低，U AB ＝－U BA ，而电压只是电势差的大小，故D 项错误．【答案】BC 3．【解析】在静电场中，电场强度大小与电势高低无确定关系，A 项错；电势差等于移动单位正电荷电场力所做的功，而场强大小在数值上只等于单位正电荷所受的力，一个力所做的功不仅与这个力有关，而且与位移等其他因素有关，B 项错；在所有静电场中，场强方向都是电势降低最快的方向，C 项正确；场强为零的地方，电势不一定为零，故场强均为零的两点间的电势差不一定为零，即电场力做功不一定为零，D 项错．【答案】C 4．【解析】根据电荷移动时电场力做的功和电势差的关系得：U AB ＝W AB q ＝－3×10－5－6×10－6 V ＝5 V U BC ＝W BC q ＝1.2×10－5－6×10－6 V ＝－2 V U AC ＝U AB ＋U BC ＝5 V ＋(－2 V)＝3 V.【答案】5 V －2 V 3 V 1．【解析】电场力、电场力做的功、电势能不仅与电场有关，还跟研究电荷的电荷量大小有关，电势跟零电势点的选择有关，只有电场强度、电势差由电场本身的性质决定，跟其他因素没有关系．【答案】C 2．【解析】电子在移动过程中电场力做正功，说明电势升高，电子的电势能减少，因此B 错误，C 正确；由于电场线方向不一定沿ab 连线方向，故A 错误；电场中两点间电势差为确定的数值，与电势零点的选择无关，故D 错误．【答案】C 3．【解析】无穷远处的电势为零，电荷从电场中某处移到无穷远时，若电场力做正功，电势能减少，移到无穷远处时电势能减为零，电荷在该点的电势能为正值，且等于移动过程中电荷电势能的变化，也就等于电场力做的功，因此电场力做的正功越多，电荷在该点电势能越大，A 正确，B 错误．电荷从无穷远处移到电场中某点时，若克服电场力做功，电势能由零增大到某值，此值就是电荷在该点的电势能值，因此，电荷在该点的电势能等于电荷从无穷远处移到该点时克服电场力所做的功，所以C 正确，D 错误．【答案】AC 4．【解析】顺着电场线方向电势降低，所以φA ＞φB ，由于只有一条电场线，无法看出电场线疏密，也就无法判定场强大小．同样无法判定当无穷远处电势为0时，A 、B 的电势是大于0还是小于0.若是正电荷形成的电场，则E A ＞E B ，φA ＞φB ＞0；若是负电荷形成的电场，则E A ＜E B ，0＞φA ＞φB .所以选项A 、D 正确．【答案】AD5．【解析】由W ＝－E p A ，可得：E p A ＝－W ，由φ＝E p A q A ＝－W －q ＝Wq.故只有A 正确．【答案】A 6．【解析】沿电场线方向电势降低，可知φA >φB ，由电场线的疏密程度可判定E A <E B ，A 错误，B 正确．正电荷q 受的电场力沿电场线的切线方向，故＋q 从A 移到B 点，电场力做正功，C 正确；而－q 从A 点到B 点电场力做负功，电势能增大，即E p A <E p B ，故D 错误．【答案】BC 7．【解析】由题意可知，带电粒子从J 移动到K 点，电势逐渐升高，该粒子只受电场力作用，电场力方向向右，所以该粒子必定带负电；从J 到K ，电场力做正功，所以电势能降低．整个过程能量变化情况是：电势能转化为动能．根据能量守恒定律，动能和电势能的总和是不变的．所以C 对，A 、B 、D 错．【答案】C 8．【解析】因微粒仅受电场力作用，且由A 点到B 点时动能减少，故电场力做负功，电场力的方向水平向左，轨迹应为虚线1所示，A 正确，B 错误；由W AB ＝U AB ·q ＝－10－5 J ，可得：U AB ＝－10 V ，由U AB ＝φA －φB ，可得：φB ＝φA －U AB ＝0，故C 正确，D 错误．【答案】AC 9．【解析】由两等量异种点电荷形成的电场的特点知，E 、F 两点的电场强度和电势都相同；P 、Q 两点的电场强度相同，但P 点的电势比Q 点的高；A 、B 两点的电场强度的大小相等，但方向不同，A 点的电势为正，B 点的电势为负，A 点的电势高于B 点，C 、D 两点情况与A 、B 两点相同．【答案】A 10．【解析】设带电体P 由A 运动到B 的过程中，电场力做功为W 电，由动能定理得：W 电－μmgx ＝0.将带电体P 从B 点拉到A 点的过程中，要克服电场力和摩擦力做功，由动能定理得：W 拉－μmgx －W 电＝0.由以上可得：W 电＝μmgx ，电势能减少μmgx ，W 拉＝2μmgx ，故A 、D 正确，B 、C 错误．【答案】AD11．【解析】由v －t 图象知，正电荷由A 到B 做的是加速度减小的减速运动．加速度减小，电场力减小，场强减小，E A >E B ；速度减小，正电荷一定逆着电场线运动，所以φA <φB .【答案】< >12．【解析】(1)由φ＝E p q可知电子在a 、b 、c 时的电势分别为： φa ＝E p a q ＝－13.6 eV －e ＝13.6 V φb ＝－3.4 eV －e ＝3.4 V φc ＝－1.51 eV －e＝1.51 V 所以U ab ＝φa －φb ＝10.2 V ，U bc ＝φb －φc ＝1.89 V .(2)U ac ＝U ab ＋U bc ＝12.09 V从a 到c 电场力做功W ac ＝－eU ac ＝－12.09 eV.【答案】(1)10.2 V 1.89 V (2)－12.09 eV13．【解析】(1)小球由A 到B 的过程中，重力做功W G ＝mgl ＝4.5×10－3 J ，重力势能减少4.5×10－3 J电场力做功W 电＝－Eql ＝－3×10－3 J ，故电势能增加3×10－3 J.(2)因ΔE p ＝E p B －E p A ＝E p B ，故E p B ＝3×10－3 JφB ＝E p B q故φB ＝1.5×103 V.(3)由W G ＋W 电＝12m v 2B，得v B ＝1 m/s 由F －mg ＝m v 2B l 得：F ＝mg ＋m v 2B l＝5×10－2 N. 【答案】(1)重力势能减少4.5×10－3 J ，电势能增加3×10－3 J(2)3×10－3 J 1.5×103 V(3)1 m/s 5×10－2 N。

高中物理《电场中电势能和电势差》教案

高中物理《电场中电势能和电势差》教案高中物理教案：电场中电势能和电势差一、教学目标1. 知识目标：掌握电势能和电势差的概念，了解电势能和电势差的计算方法。

2. 能力目标：培养学生分析和解决电场中的问题的能力。

3. 情感目标：培养学生对物理学科的兴趣和热爱，增强学生的科学素养。

二、教学内容1. 电势能的概念和计算方法。

2. 电势差的概念和计算方法。

3. 电势能和电势差的关系。

三、教学重难点1. 电势能的概念和计算方法是本课的重点，要求学生掌握电势能的概念和计算方法。

2. 电势差的概念和计算方法是本课的难点，要求学生通过练习掌握电势差的概念和计算方法。

四、教学方法1. 讲授法：通过讲解电势能和电势差的概念和计算方法，帮助学生掌握相关知识。

2. 实验法：通过实验观察电场中电势能和电势差的变化，加深学生对相关知识的理解。

五、教学过程1. 导入（5分钟）通过提问“什么是电势能？”，引导学生思考电势能的概念。

2. 讲授（30分钟）讲解电势能的概念和计算方法，包括：（1）定义：在电场中，带电粒子由于位置不同具有不同的能量，这种能量称为电势能。

（2）计算方法：$E_p=qV$，其中$q$为带电粒子的电量，$V$为该点电势。

3. 实验（30分钟）通过实验观察不同位置带电粒子的电势能变化情况，加深学生对电势能的理解。

4. 讲授（30分钟）讲解电势差的概念和计算方法，包括：（1）定义：在电场中，两点之间的电势差是指从一个点移动到另一个点所需做的功与单位正电荷所具有的电势能之比。

（2）计算方法：$\Delta V=V_B-V_A$，其中$V_A$为A点电势，$V_B$为B点电势。

5. 练习（25分钟）通过练习加深学生对电势差的理解，并帮助学生掌握相关计算方法。

6. 总结（5分钟）总结本节课所学内容，强调电势能和电势差的关系。

六、教学评价1. 学生是否掌握了电势能和电势差的概念和计算方法。

2. 学生是否能够分析和解决与电场相关的问题。

电势差与电势能高中一年级物理科目教案

电势差与电势能高中一年级物理科目教案【前言】物理学中电势差与电势能是重要的概念，它们贯穿于电学的各个方面。

正确理解和掌握电势差与电势能的概念对于学生建立起电学知识的框架和培养科学思维具有重要意义。

本文将结合一年级物理科目的特点，设计一份电势差与电势能的教案，帮助学生理解和掌握相关概念。

【教案】【第一部分：教学目标】1. 理解电势差的概念：电势差是指电场力对单位电荷所做的功。

2. 理解电势差的计算公式：ΔV = W / q。

3. 掌握电势能的概念：电势能是指电荷由于在电场中的位置而具有的能量。

4. 理解电势能与电势差之间的关系：电势能差等于电势差与电荷之积。

【第二部分：教学重点】1. 理解电势差的概念与计算方法。

2. 掌握电势能的概念与计算方法。

3. 理解电势能与电势差之间的关系。

【第三部分：教学过程】1. 导入：通过一个生活实例，如电池驱动电路中的电流传导，引出电势差与电势能的概念。

2. 展示：通过展示电势差的计算公式ΔV = W / q，引导学生理解电势差的概念与计算方法。

3. 实践：设计实验，使用一个带电粒子在电场中移动的模型，让学生感受电势能的变化与电势差的关系。

通过实验数据的采集与计算，巩固电势能与电势差之间的关系。

4. 拓展：通过举例讲解不同位置的电势能差，引导学生理解电势能与电势差之间的关系。

例如，同一电场中两点之间的电势能差等于电势差与电荷之积。

5. 练习：组织学生进行相关题目的练习，巩固对电势差与电势能的理解与计算方法。

【第四部分：教学评价】1. 提供示范题目，要求学生进行解答。

考察学生对电势差与电势能的理解及计算方法。

2. 给予反馈与讲解，帮助学生理解和纠正错误，加深对概念的理解。

3. 布置作业，要求学生独立完成一些应用题，巩固相关知识点。

【第五部分：教学反思】本节课通过生活实例、实验、练习等多种教学方式，帮助学生理解和掌握了电势差与电势能的相关概念。

通过实践与练习，学生对电势差与电势能之间的关系有了更深入的理解。

中职物理(高教版)教案：电势能电势电势差

电势能的规律：处于地球表面的物体，可以认为处于重力场中。当物体由高处竖直下落位移 h 时，重力做正功mgh，物体的重力势能将减少 mgh；反之，当物体由低处竖直上升位移 h 时，重力做负功mgh，物体的重力势能将增加 mgh。电场中电荷的电势能与重力场中物体的重力势能在这方面相类比：在电场中，当电荷从一点移动到另一点时，如果电场力对电荷做了多少正功，电荷的电势能就减少多少；如果电场力对电荷做了多少负功，电荷的电势能就增加多少。电场中，电场力做功和电势能变化之间的关系可以归纳为WAB = EpA－EpB上式中的 WAB 是电荷从A点移动到 B 点时电场力做的功，EpA是电荷在 A 点具有的电势能，EpB是电荷在B 点具有的电势能。
组织学生合作学习【思考与讨论】
3电势差
电场中任意两点的电势之差，称为这两点的电势差，也称为电压，用符号U 表示。若电场中 A、B 两点的电势分别为 VA和 VB，则这两点间的电势差为UAB= VA－VB电势差也是标量，它的国际单位制单位也是 V（伏）。在图 5-2-4 中，A、B 两点间的电势差 UAB＝30 V－20 V＝10 V；B、A两点间的电势差 UBA＝20V－30 V＝－10 V。电场中某点电势的大小与零电势点的选取有关，其值是相对的。而任意两点间的电势差却与零电势点的选取无关，是绝对的。例如，在上两图中，不论选择哪一点作为零电势点，AD两点间的电势差始终是30 V。展示图片、讲解电势差的概念及特点。
重点
让学生建构电势能、电势、电势差的概念，了解匀强电场中电势差与电场强度的关系。
难点
建构电势能的概念，运用类比方法判断电荷在电场中不同位置电势能的增减。运用类比方法建构电势的概念。
教法
启发式讲授、演示实验、组织合作学习
教学设备

电势能电势与电势差(教案)

§1-4电势能电势与电势差（教案）学习目标：1.知道电场力做功的特点和电势能的概念．2．理解电场力做功与电势能变化的关系．3．知道电势的定义方法及其相对性．4．理解电势差的概念及正值、负值的含义，知道电势差与零电势点的选择无关．5．会用公式U AB＝φA－φB及U AB＝W AB/q进行有关计算．重点难点：1.电场力做功与电势能变化的关系．2．利用公式U AB＝W AB/q解决问题．课前自主学案：一、电场力做功的特点在匀强电场中,电场力做功只与移动电荷的电荷量以及起点和终点的位置有关，而与路径无关，该结论也适用于任意静电场．二、电势能1．电势能：电荷在电场中具有的势能叫做电势能．2．静电力做的功与电势能变化的关系：静电力做的功等于电势能的减少量．若用W AB表示电荷从A点移动到B点的过程中静电力做的功，E pA和E pB分别表示电荷在A点和B点的电势能，公式表达为：W AB＝E pA－E pB.3．电势能等于什么：电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功．4．电势能零点的规定：通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零．三、电势与电势差1．电势(1)定义：场中某点的电势数值上等于单位正电荷由该点移动到参考点(零电势点)时电场力所做的功．(2)定义式：φ=E p/q，单位：伏特，符号为V，即1 V＝1 J/C.(3)物理意义：描述电场能的性质的物理量．(4)相对性：与电势能一样具有相对性，规定了零势点之后，才能确定电场中各点的电势．在物理学的理论研究中常取离场源无限远处或大地上的电势为零．(5)标量：只有大小没有方向，但有正负值，比零点高为正值，比零点低为负值．(6)判断电势高低的方法：电场线指向电势降低的方向．2．电势差(1)定义：电场中两点间电势的差值.(2)电场中两点间的电势差与零电势点的选择无关．(3)公式U AB＝φA－φB，U BA＝φB－φA，可见U AB＝－U BA(4)电势差是标量，可以是正值，也可以是负值，也叫电压.(5)电势差的单位是伏特，符号是V .四、静电力做功与电势差的关系1．W AB＝qU AB，知道了电场中两点的电势差，就可以计算在这两点间移动电荷时静电力做的功，而不必考虑静电力的大小和方向以及电荷移动的路径．2．U AB＝W AB/q是确定电势差常用的公式．核心要点突破：一、电势能和重力势能的对比理解两种势能电势能重力势能系统电荷和电场物体和地球大小的相对性电荷在某点的电势能等于把电荷从该点移到零势能位置时静电力做的功物体在某点的重力势能等于把物体从该点移到零势能位置时重力做的功变化大小的量度静电力的功是电势能变化大小的量度，静电力做的功等于电势能的减少量重力的功是重力势能变化大小的量度，重力做的功等于重力势能的减少量对应力做功特点做功多少只与始末位置有关，与经过的路径无关，且功等于势能的减少量特别提醒：静电力做功和重力做功尽管有很多相似特点，但因地球产生的重力场只会对物体产生引力，但电场对电场中的电荷既可产生引力，也可产生斥力，所以计算电场力的功时要注意电荷的电性、移动的方向、场强的方向等，以便确定功的正负和电势能的变化情况．即时应用1.带电粒子以速度v 0沿竖直方向垂直进入匀强电场E 中，如图所示，经过一段时间后，其速度变为水平方向，大小仍为v 0，则一定有(ABD)A ．电场力与重力大小相等B ．粒子运动的水平位移大小等于竖直位移大小C ．电场力所做的功一定等于重力所做的功D ．电势能的减少量一定等于重力势能的增加量二、对电势的理解1．电势的相对性(1)电势是相对的，只有先确定了零电势的位置，才能确定其他点的电势． (2)电场中某点的电势跟零电势位置的选择有关．(3)实际问题中，常选取无限远处电势为零，还常取大地电势为零． 2．电势是标量(1)电势是标量，只有大小，没有方向．(2)电势有正、负，正值表示该点电势比零电势高，负值表示该点电势比零电势低．(3)当规定了无限远处为零电势时，正电荷产生的电场中各点的电势均为正值，且越靠近正电荷的地方电势越高．负电荷形成的电场则相反． 3．电势和电场强度的关系电势φ电场强度E物理意义描述电场的能的性质描述电场的力的性质大小(1)电场中某点的电势等于该点跟选定的标准位置(零电势点)间的电势差(2)φ＝Ep /q ，φ在数值上等于单位正电荷在电场中该点具有的电势能(1)电场中某点的场强等于放在该点的点电荷所受到的电场力F 跟点电荷电荷量q 的比值(2)E ＝F /q ，E 在数值上等于单位正电荷在该点所受到的静电力矢标性标量矢量单位V/mN/C联系 (1)电势沿着电场强度的方向降低(2)大小之间不存在任何关系，电势为零的点，场强不一定为零；电势高的地方，场强不一定大；场强为零的地方，电势不一定为零；场强大的地方，电势不一定高特别提醒：当涉及φ、Ep 、q 三者关系的问题时，一定要考虑三者的正负号问题． 4．电势和电势能的区别和联系电势φ电势能Ep物理意义反映电场的能的性质的物理量电荷在电场中某点所具有的电势能相关因素电场中某一点的电势φ的大小，只跟电场本身有关，跟点电荷q 无关电势能大小是由点电荷q 和该点电势φ共同决定的大小电势沿电场线逐渐下降，取定零电势点后，某点的电势高于零者，为正值；某点的电势低于零者，为负值正点电荷(＋q )电势能的正负跟电势的正负相同；负点电荷(－q )电势能的正负跟电势的正负相反即时应用 2.如图所示，关于电场中的A 、B 两点，下列说法中正确的是(BC) A ．电势φA ＞φB ，场强E A ＞E B B ．电势φA ＞φB ，场强E A ＜E BC ．将＋q 电荷从A 点移到B 点静电力做了正功D ．将－q 电荷分别放在A 、B 两点时具有的电势能E pA ＞E pB三、对电势能的理解1．静电力做功与电势能变化的关系静电力对电荷做了功，电势能就发生变化，静电力对电荷做了多少功，就有多少电势能转化为其他形式的能，电荷克服静电力做了多少功，就有多少其他形式的能转化为电势能，也就是说，静电力做的功是电势能转化为其他形式的能的量度，静电力做的功等于电势能的减少量，即W AB＝E pA －E pB.即静电力做正功，电荷电势能一定减少，静电力做负功，电荷电势能一定增加．2．电势能的大小和计算重力势能一样，必须取参考点，也就是说，电势能的数值是相对于参考位置来说的，所谓参考位置，就是电势能为零的位置，参考位置的选取是人为的，通常取无限远处或大地为参考点．设电荷在电场中某点A的电势能为E pA，移到参考点O电场力做功WAO，即W AO＝E pA－E pO，规定O为参考点时，就有E pO＝0，所以E pA＝W AO. 即电荷在电场中某点的电势能的大小等于把电荷从该点移到电势能为零的点的过程中电场力所做的功．3．电势能是标量，有正负，无方向，电势能为正值表示高于零电势能，负值表示低于零电势能．即时应用3.下列说法中正确的是(AC)A．无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，电场力做的正功越多，电荷在该点的电势能就越大B．无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，电场力做的正功越少，电荷在该点的电势能越大C．无论是正电荷还是负电荷，从无穷远处移到电场中某点时，克服电场力做功越多，电荷在该点的电势能越大D．无论是正电荷还是负电荷，从无穷远处移到电场中某点时，电场力做功越多，电荷在该点的电势能越大四、对电势差与电势关系的理解电势φ电势差U区别定义电势能与电量比值φ=E p/q 电场力做功与电量比值U=W/q 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U AB＝φA－φB，当φB＝0时，U AB＝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：(1)讲电势差，必须明确是哪两点的电势差．A、B间的电势差记为U AB，而B、A间的电势差记为U BA，U BA ＝φB－φA＝－(φA－φB)＝－U AB.(2)电势差的正负表示电场中两点电势的相对高低，若U AB>0，则φA＞φB，若U AB<0，则φA＜φB；电势的正负表示比零电势点的电势高还是低,φA＞0，说明A点电势高于零电势点电势．即时应用4.在电场中，A、B两点间的电势差U AB＝75 V，B、C两点间的电势差为U BC＝－200 V，则A、B、C三点电势高低关系为(C)A．φA>φB>φC B．φA<φC<φB C．φC>φA>φB D．φC>φB>φA五、对电场力做功与电势差关系的理解1．正确理解电势差U AB＝W AB/q(1)定义式U AB＝W AB/q，式中U AB为A、B两点间的电势差，W AB为q从初位置A运动到末位置B时静电力做的功，计算时W与U的角标要对应．(2)决定因素：由电场本身性质决定，与W AB、q无关．2．电场力做功的求解方法(1)W AB＝qU AB，既适用于匀强电场，又适用于非匀强电场．(2)W＝qEd适用于匀强电场，公式中d表示初末位置间沿电场线方向的距离．(3)W AB＝E pA－E pB＝－ΔE p，适用于任何电场．以上三个公式可以互相导出，应用时注意它们的适用条件，根据具体情况灵活选用公式．3.各物理量的符号问题：(1)W AB、U AB、q均可正可负，W AB取正号表示静电力做正功，U AB取正号表示φA＞φB，q取正号表示试探电荷为正电荷．W AB 取负号表示静电力做负功，U AB<0表示φA＜φB，q取负号表示试探电荷为负电荷．(2)涉及W、U、q三者关系的计算时，可将各量的正负号及数值一并代入进行计算，也可以各物理量都取绝对值，电场力做功的正负要根据电荷的移动方向及所受电场力的方向的具体情况来确定，电势差的正负要看在电场中的始末位置及场强方向．即时应用5.对于电场中的A、B两点，下列说法正确的是(C)A．电势差的定义式U AB＝W AB/q，说明两点间的电势差U AB与静电力做功W AB成正比，与移动电荷的电荷量q成反比B．A、B两点间的电势差等于将正电荷从A点移到B点静电力所做的功C．若将1 C正电荷从A点移到B点，静电力做1 J的功，则两点间的电势差为1 VD．若电荷由A点移到B点的过程中，除受静电力外，还受其他力的作用，则电荷电势能的变化就不再等于静电力所做的功课堂互动讲练：类型一、电势高低及电势能增减的判断例题1如图所示，某区域电场左右对称分布，M、N为对称线上的两点，下列说法正确的是(AC)A．M点电势一定高于N点电势B．M点场强一定大于N点场强C．正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能D．将电子从M点移动到N点，电场力做正功【思路点拨】由电场线的分布和方向可以确定电场强度的大小和方向，电势的高低，结合试探电荷的电性及移动才能确定电势能的大小和电场力做功情况．【规律总结】电势高低及电势能增减的判断方法：(1)沿电场线方向电势越来越低；(2)电场力做正功电势能减小，电场力做负功电势能增加．变式训练1如图所示，A、B、C为电场中同一电场线上的三点．设电荷在电场中只受电场力作用，则下列说法中正确的是(A)A．若在C点无初速地释放正电荷，则正电荷向B运动，电势能减少B．若在C点无初速地释放正电荷，则正电荷向B运动，电势能增加C．若在C点无初速地释放负电荷，则负电荷向A运动，电势能增加D．若在C点无初速地释放负电荷，则负电荷向A运动，电势能不变类型二、电势、电势能的计算例题2如果把q＝＋1.0×10－8 C的电荷从无穷远处移到电场中A点，需克服电场力做功W＝1.2×10－4 J，那么：(1) q在A点的电势能和A点的电势各是多少？(2) q在未移入电场前A点的电势是多少？【思路点拨】由W＝E p∞－E pA，可计算出E pA，根据A点的电势能可求出A点的电势．【答案】(1)1.2×10－4 J 1.2×104 V (2)1.2×104 V【规律总结】(1)电势和电势能都具有相对性，与零势面的选择有关．(2)由φ＝E p/q求电势时可得各量的“＋”“－”直接代入计算，这样更直接、更方便．变式训练2将带电荷量为6×10－6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了3×10－5 J的功，再从B移到C，电场力做了1.2×10－5 J的功，则(1)电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能共改变了多少？(2)如果规定A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少？B点和C点的电势分别为多少？答案：(1)增加了1.8×10－5 J (2)E pB＝3×10－5 J，E pC＝1.8×10－5 J φB＝－5 V，φC＝－3 V类型三、电势差的计算例题3在电场中把一个电荷量为－6×10－8 C的点电荷从A点移到B点，电场力做功为－3×10－5 J,将此电荷从B点移到C点，电场力做功为4.5×10－5 J，求：(1)A与C两点间的电势差．(2)取C点为电势零点时，A的电势为多大？【思路点拨】本题利用公式U AB＝W AB/q求解，注意符号的应用规则．【答案】(1)－250 V(2)－250 V【规律总结】电势和电势差都是反映电场能的性质的物理量，但电势是相对量，电势差是绝对量，因此，用电势差更能反映电场能的性质．变式训练3在电场中把一个电荷量为6×10－6C的负电荷从A点移到B点，反抗电场力做功3×10－5 J，再将电荷从B点移到C点，电场力做功1.2×10-5 J，求A与B、B与C以及A与C间的电势差．答案：U AB＝5 V U BC＝－2 V U AC＝3 V课后练习：5. 如图，一绝缘细杆的两端各固定着一个小球，两小球带有等量异号的电荷，处于匀强电场中，电场方向如图中箭头所示，开始时，细杆与电场方向垂直，即图中Ⅰ位置，接着使细杆绕其中心轴转动90度，到达图中Ⅱ位置，最后使细杆移到图中Ⅲ位置，以W1表示细杆由位置Ⅰ到位置Ⅱ过程中电场力对两小球做的功，以W2表示细杆由位置Ⅱ到位置Ⅲ过程中电场力对两小球做的功，则有：A. W1=0 , W2≠0B. W1=0 , W2=0C. W1≠0 , W2=0D. W1≠0 , W2≠06．一个带正电的质点,电量q=2.0×10-9库,在静电场中由a点移到b点,在这过程中,除电场力外,其他力作的功为6.0×10-5焦,质点的动能增加了8.0×10-5焦,则a、b两点间的电势差U a-U b为( ).(A)3×104伏(B)1×104伏(C)4×104伏(D)7×104伏7．如图。

高中物理《1.3 电势能、电势、电势差》教案新人教版选修3-1

高中物理《1.3 电势能、电势、电势差》教案新人教版选修3-1【基本内容】一、电势能1．静电力做功的特点：在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的始、末位置有关，与移动路径路径无关。

2．电势能：（1）电荷在电场中由电荷的相对位置所决定的能叫电势能，用E P表示。

电势能具有相对性。

电荷在某点的电势能等于将电荷从这点移到电势能为零点电场力所做的功。

（2）静电力做的功等于电势能的减少量：W AB = E PA - E PB 。

电场力对电荷做正功，电荷的电势能增加；电场力对电荷做负功，电荷的电势能减少。

（3）电荷在电场中的电势能由电荷与电场两个方面共同决定的，其表达式为E P =qφ。

二、电势3．定义：电荷在电场中某点的电势能与电荷量的比值，叫做该点的电势。

φ= E P /q。

4．电势是标量：只有大小，没有方向。

电势具有相对性，通常取离场源电荷无穷远处或大地为零电势，其正号表示高；负号表示低于零电势。

5．电势的实质：是与零电势的电势差，即电场中某点的电势，在数值上等于把电荷移到零势能（零电势点）时电场力所做的功。

6．变化：沿着电场线的方向，电势降低。

三、电势差7．定义：电荷在电场中，由一点A移动到另一点B时，电场力所做的功W AB与电荷量q 的比值，叫做A、B两点间的点势差，用U AB表示；其定义式：U AB =W AB/q。

8．单位：电势差的单位为导出单位，在国际单位制中为伏特，简称“伏”，符号为“V”。

1伏=1焦/库，即1C的正电荷在电场中由一点移到另一点,电场力所做的功为1焦耳，则这两点间的电势差就是1伏。

9．电势差也等于两点电势之差：U AB=φA－φB如果U AB＞0，即φA＞φB，表示A点电势高于B点电势；若U AB＜0，即φA＜φB，表示A 点电势低于B点电势。

四、等势面10．定义：由电场中电势相同的点构成的面。

11．特点：（1）在同一等势面上移动电荷时电场力不做功，说明电场力方向与电荷移动方向垂直。

《主题四第二节电势能电势电势差》教学设计

《电势能电势电势差》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 知识与技能：理解电势能、电势、电势差的观点及其干系。

2. 过程与方法：通过实验探究，掌握电势能、电势、电势差的基本计算方法。

3. 情感态度价值观：培养学生对物理学科的兴趣，树立科学探索精神。

二、教学重难点1. 教学重点：理解电势能、电势、电势差的观点及其干系，掌握基本计算方法。

2. 教学难点：实验探究，如何引导学生正确理解电势能、电势、电势差之间的干系。

三、教学准备1. 准备教学用具：黑板、白板、电源、导线、验电器等。

2. 准备教学视频：介绍电势能、电势、电势差基本观点的短视频。

3. 准备实验器械：静电实验装置，以便进行实验探究。

4. 制定教学计划：根据教学内容和学生实际情况，制定详细的教学计划。

四、教学过程：1. 引入课题(1)回顾重力势能的观点及计算方法。

(2)引出电势能、电势和电势差的观点。

(3)强调本节课的重点内容是掌握电势能和电势的观点及计算方法。

2. 讲授新课(1)电势能：电荷在某点具有的电势能，等于该点电势与电荷量的乘积。

可以通过类比的方法引入电势能的观点，并引导学生推导类似于重力势能的表达式。

(2)电势：静电场中某点的电势，是相对的，与零电势点的选择有关。

可以通过类比的方法引出电势的观点，并强调与重力势的异同。

(3)引导学生推导电势差的公式，理解其定义方式，可通过一些具体的例子进行说明和应用。

3. 实例分析通过一些实际案例或实验现象，引导学生分析电势能、电势和电势差在具体问题中的应用，加深学生对观点的理解和掌握。

4. 教室练习设计一些有针对性的教室练习题，让学生进行练习，及时反馈学生的学习情况，并对学生的问题进行针对性的讲解和指导。

5. 总结回顾对本节课的重点内容进行总结回顾，强调电势能、电势和电势差在平时生活和生产中的应用，激发学生的兴趣和求知欲。

6. 安置作业根据学生的实际情况，安置适量的作业，包括一些相关的练习题和思考题，以帮助学生更好地理解和掌握本节课的内容。

电势能与电势差高中一年级静电学教学教案

电势能与电势差高中一年级静电学教学教案引言：电势能与电势差是静电学中重要的概念，对于理解电场和电势的关系至关重要。

本教案旨在帮助高中一年级的学生深入理解电势能和电势差的概念，并能应用于解决与静电相关的问题。

一、教学目标1. 理解电势能和电势差的概念；2. 掌握计算电势能和电势差的方法；3. 能够应用所学知识解决与静电相关的问题。

二、教学内容1. 电势能的概念及计算方法；2. 电势差的概念及计算方法；3. 电势能与电势差的关系。

三、教学过程1. 电势能的概念及计算方法电势能是指物体在电场中由于位置的不同而具有的能量。

在电场中，带电物体具有电势能，其大小与物体的电荷量、电势差以及电场强度有关。

电势能的计算公式为：Ep = qV，其中Ep表示电势能，q 表示物体的电荷量，V表示物体所处位置的电势。

2. 电势差的概念及计算方法电势差是指单位正电荷在电场中从一点移到另一点所做的功，也可以理解为电场对单位正电荷做的功。

电势差的计算公式为：ΔV =ΔW / q，其中ΔV表示电势差，ΔW表示从一点移到另一点所做的功，q表示单位正电荷的电荷量。

3. 电势能与电势差的关系电势差可以理解为单位正电荷在电场中移动时所获得或所失去的电势能。

根据这一概念，可以得出电势能与电势差的关系公式：Ep= qΔV，其中Ep表示电势能，q表示物体的电荷量，ΔV表示电势差。

这个关系式可以用于计算带电物体在电场中的电势能。

四、教学示例以一个简单的电场问题来展示如何应用电势能与电势差的概念。

例题：一个带电粒子由点A移动到点B，其电势差为10V，如果它的电荷量为2C，求其在点A和点B处的电势能分别为多少？解析：根据电势能与电势差的关系公式，可以得出电势能的计算公式为：Ep = qΔV。

代入已知量，Ep = 2C × 10V = 20J。

所以在点A和点B处的电势能分别为20焦耳。

五、教学拓展将以上的概念和计算方法扩展到更复杂的电场问题中，例如由多个带电粒子组成的系统，学生可以通过计算各个粒子的电势能和电势差，从而求解整个系统的能量分布情况。

电势能电势和电势差(绝对经典)课件

电势差与电场强度的关系
电场强度与电势差呈正比关系，即电场强度越大，电势差也越大。
在匀强电场中，电场强度的大小与电势差成正比。电场强度越大，两点之间的电势差也越大。同时，沿着电场线方向，电势差逐渐减小。
04
电场力做功与电势能变化的关系
电场力做功的特点
静电力做功与路径无关
01
在静电场中，电场力做功仅与初末位置的电势差有关，而与路
电势能的计算公式是 (E = qvarphi)。
详细描述
电势能的大小与电荷量 (q) 和电势 (varphi) 有关，其计算公式为 (E = qvarphi) 。其中，(varphi) 表示电荷所在位置的电势。
02
电势
电势的定义
总结词
电势是描述电场中某点电荷所具有的势能与其电荷量的比值。
详细描述
电势的计算
总结词
电势可以通过积分或查表的方式进行计算。
详细描述
计算电势的方法主要有两种，一种是通过对电场进行积分来计算电势，另一种是通过查表来获取电势值。在实际应用中，可以根据具体情况选择合适的方法进行计算。
03
电势差
电势差的定义
电势差是衡量电场中两点间电势能差值的物理量，表示为电压或电动势。
VS
详细描述
在匀强电场中，各点的电场强度相等，因此电荷所受的电场力大小与电荷的电量成正比，与电荷所在位置的电势差成正比。也就是说，在匀强电场中，电势差越大，电荷所受的电场力也越大。这个关系是库仑定律的一种应用，也是理解电场和电势差关系的重要基础。
匀强电场中电势差与电场力做功的关系
总结词
电势差是指电场中两点之间的电势之差，通常用电压或电动势来表示。在电路中，电势差是电流做功的驱动力，也是电荷移动的能量来源。

物理教学教案：电势差与电势差变化

电势差与电场强度成正比，即电场强度越大，电势差也越大。
电场强度是描述电场中力的性质的物理量，而电势差是描述电场中能的性质的物理量。
电场强度的大小与电势差的大小无关，但它们的方向相同。
在匀强电场中，电势差与电场强度的关系可以表示为U=Ed，其中U表示电势差，E表示电场强度，d表示沿电场线方向的距离。
电势差是描述电场中电势差大小的物理量，等于电场力做功与电荷量的比值电势差变化是描述电场中电势差随时间变化的物理量，等于电场力做功与时间的变化率
电势差和电势差变化是描述电场中电势分布的重要概念，对于理解电场性质和电场力做功具有重要意义
电势差和电势差变化是电路分析中的重要参数，对于分析电流和电压具有重要意义
电势差是电场中两点之间的电势之差，表示电场力做功的能力。电势能是电荷在电场中具有的能量，等于电势与电荷量的乘积。电势差越大，电场力做功越多，电势能减小。电势差变化与电势能变化成正比，即电势差变化越大，电势能变化也越大。
电流方向：由高电势流向低电势
电压表测量：电压表可以测量电势差的大小
添加标题
在电磁感应中，电势差和电势差变化可以用来分析电路中的能量转化和传输过程。
通过电势差和电势差变化，可以研究电磁感应现象中的物理过程，例如磁场的变化与感应电流之间的关系。
在实际应用中，电势差和电势差变化的应用非常广泛，例如在电机、变压器等电气设备的设计和优化中起着关键作用。
电势差在水电站中的应用：利用水位差产生电能电势差在风力发电中的应用：利用风能驱动发电机产生电能电势差变化在太阳能电池板中的应用：利用光能产生电能电势差变化在电动汽车中的应用：利用电池组产生的电势差驱动电机
电势差的单位是伏特（V），电势差的符号是V

电势能电势电势差讲义

电势能电势电势差主讲：郭立国一、电势能1．定义：因电场对电荷有作用力而产生的由电荷相对位置决定的能量叫电势能。

2．电势能具有相对性，通常取无穷远处或大地为电势能的零点。

3．电势能大小：电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电场力所做的功4．电场力做功是电势能变化的量度：电场力对电荷做正功，电荷的电势能减少；电荷克服电场力做功，电荷的电势能增加；电场力做功的多少和电势能的变化数值相等，这是判断电荷电势能如何变化的最有效方法。

二、电势1．电势：电场中某点的电势，等于单位正电荷由该点移动到参考点（零电势点）时电场力所做的功。

电势用字母φ表示。

①表达式：qW AO A=ϕ 单位：伏特（V ），且有1V=1J/C 。

②意义：电场中某一点的电势在数值等于单位电荷在那一点所具有的电势能。

③相对性：电势是相对的，只有选择零电势的位置才能确定电势的值，通常取无限远或地球的电势为零。

④标量：只有大小，没有方向，但有正、负之分，这里正负只表示比零电势高还是低。

⑤高低判断：顺着电场线方向电势越来越低。

三、等势面：电场中电势相等的点构成的面。

①意义：等势面来表示电势的高低。

②典型电场的等势面：ⅰ匀强电场；ⅱ点电荷电场；ⅲ等量的异种点电荷电场；ⅳ等量的同种点电荷电场。

③等势面的特点： ⅰ同一等势面上的任意两点间移动电荷电场力不做功；ⅱ等势面一定跟电场线垂直；ⅲ电场线总是从电势较高的等势面指向电势较低的等势面。

四、电势差1．电势差：电荷q 在电场中由一点A 移动到另一点B 时，电场力所做的功W AB 与电荷量的q 的比值。

U AB =qW AB注意：电势差这个物理量与场中的试探电荷无关，它是一个只属于电场的量。

电势差是从能量角度表征电场的一个重要物理量。

电势差也等于电场中两点电势之差 ①BAABA B BAB A ABU UU U-=⎭⎬⎫-=-=ϕϕϕϕ②电势差由电场的性质决定，与零电势点选择无关。

高二选修31电势能电势和电势差讲义

一、教学目标1、电势能理解电场力做功的特点，能正确利用公式qEd W =求解电荷在匀强电场中移动时电场力所做的功；2、通过对重力做功和电场力做功对比，了解电势能的概念，知道电场力做功与电势能变化之间的关系；3、知道电势的概念，知道电势和电场强度是反映电场性质的两个物理量；4、知道等势面的概念。

5、理解电势差，知道电势差与电场力做功之间的关系6、会用公式B A AB -U ϕϕ=及AB AB qU W =进行相关计算二、重难点1、利用qEd W =求解电荷在匀强电场中移动时电场力所做的功；2、电势差与电场力做功之间的关系3、B A AB -U ϕϕ=、AB AB qU W =公式的应用4、区分电场强度、电势能、电势、电势差。

三、知识点梳理 1、静电力做功的特点（1）在电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，与电荷经过的路线无关。

（2）在匀强电场中电荷受到的静电力F=qE ，从而可以得到匀强电场中静电力所做的功qEd W =，其中d 表示在场强方向的移动距离。

2、电势能（1）定义:由于移动电荷时静电力做的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，可用p E 表示。

（2）静电力做功与电势能变化的关系①静电力做功量等于电势能的改变静电力对电荷做了功，电势能就发生变化，静电力对电荷做了多少功，就有多少电势能转化为其他形式的能，电荷克服静电力做了多少功，就有多少其他形式的能转化为电势能，也就是说，静电力做的功是电势能转化为其他形式的能的量度.②静电力做的功等于电势能改变的负值.pB pA pA pB AB AB E -E E E -E -W =-=∆=）（即静电力做了多少正功，电势能就减少多少;静电力做了多少负功，电势能就增加多少. (3)电势能的大小和计算重力势能一样，必须取参考点，也就是说，电势能的数值是相对于参考位置来说的.所谓参考位置，就是电势能为零的位置，参考位置的选取是人为的，通常取无限远处或大地为参考点·设电荷在电场中某点A 的电势能为pA E ，移到参考点O 电场力做功为AO W ，则：pO pA AO E -E W =，规定O 为参考点时，就有AO pA W E =电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功.上式告诉我们，电荷在电场中某点的电势能的大小等于把电荷从该点移到电势能为零的点，电场力所做的功。

电场中电势能与电势差实验教学设计

电场中电势能与电势差实验教学设计一、实验目的本实验旨在通过实验操作，让学生深入理解电场中电势能与电势差的概念和计算方法，并掌握电势能与电势差之间的关系。

二、实验原理在电场中，电荷的位置和电势能之间存在着一种函数关系，通过计算电荷从一个位置移到另一个位置所需的功，就可以得到电荷在电场中的电势能变化。

电场中两个位置之间的电势差则是单位正电荷从一个位置移到另一个位置时的电势能变化。

电势差与电场强度有一定的数学关系，可以通过测量电场强度和两位置之间的距离，计算出电势差的大小。

三、实验器材和材料1. 高压直流电源2. 电场测量仪器（例如电场计）3. 金属导线4. 电荷质量计5. 电压表四、实验步骤1. 搭建电场实验装置：将金属导线有序地固定在排列整齐的导线架上，形成一个均匀的电场。

可以选择直线或者平行板电容器形式。

2. 测量电场强度：使用电场计或其他电场测量仪器，在电场中不同位置测量电场强度的大小，并记录下来。

3. 电势能的测量：选择一个参考点，将电势能定义为该点的电势能为零，将一个知道质量和电荷量的小金属球放置在各个位置，并记录下电场强度和该位置的电势能。

4. 电势差的测量：选择两个不同位置，并测量它们之间的电势差。

可以使用电压表将两个位置连接起来，测量电压差。

5. 数据处理与分析：根据测得的电势能值和电势差值，进行数据处理和分析，验证电势能与电势差之间的关系。

五、实验注意事项1. 实验过程中应注意安全，避免触碰高压电源和导线。

2. 实验装置要保持整洁，并确保导线和电场计等仪器的准确连接。

3. 在测量电势差时，注意将两个位置之间的路径保持相对稳定，避免电荷的意外损失。

4. 实验结束后，及时关闭电源，并清理实验现场。

六、实验结果与讨论根据实验数据的处理与分析结果，可以得出电势能与电势差之间满足一定的数学关系，进而进一步讨论电场中电势能的计算方法和电势差的测量方法。

七、实验拓展1. 可以通过改变电场的形状和强度，探究电势能和电势差的变化规律。

《主题五第二节电势能电势电势差》教学设计

《电势能电势电势差》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 掌握电势能、电势、电势差的观点及意义。

2. 理解电势能与电势、电势能与重力势能之间的异同。

3. 学会运用电势能和电势差的相关公式进行计算和解决问题。

二、教学重难点1. 教学重点：电势能和电势差的定义及公式应用。

2. 教学难点：理解电势能和重力势能之间的异同，掌握复杂计算题的解决方法。

三、教学准备1. 准备教学PPT，包含图片、视频、案例等丰富的教学资源。

2. 准备实验器械，进行电势能和电势差的相关实验。

3. 准备习题集，包含各种难度等级的练习题，供学生练习和稳固。

4. 提醒学生提前预习，准备好笔记本和笔，记录教室重点和难点。

四、教学过程：1. 引入课题(1)通过生活实例，如电场线的分布，引出电势能、电势、电势差的观点。

(2)介绍本节课的主要内容和学习目标：理解电势能、电势、电势差的观点，掌握它们的计算方法。

2. 讲授新课(1)电势能：通过实验演示电荷在电场中的运动，让学生观察电荷的能量变化，从而引出电势能的观点。

接着介绍电势能的变化与电场力做功的干系，得出电场中某点的电势能等于该点电荷的电势能与它的电荷量的比值。

(2)电势：通过实验演示电荷在电场中的运动，让学生观察电场中各点的电势情况。

介绍电势的定义及其与场强之间的干系。

同时让学生讨论一些特殊的点，如零势能点的选择及与距离的干系等。

(3)电势差：介绍电势差的观点及定义式，说明它与电场力做功的干系，并通过实例分析，让学生了解电势差在工程中的应用。

3. 教室互动(1)通过提问和小组讨论的方式，引导学生深入理解电势能、电势、电势差的观点和干系。

(2)鼓励学生提出疑问，对问题进行解答和讨论，加深学生对知识的理解。

4. 教室小结(1)总结本节课的主要内容，强调重点和难点。

(2)引导学生思考如何在实际工程中应用电势能和电势差的知识。

5. 安置作业(1)完成教材上的相关练习题。

(2)预习下一节课的内容，准备讨论问题。

《主题四第二节电势能电势电势差》教学设计教学反思

《电势能电势电势差》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 知识与技能：理解电势能、电势、电势差的概念及其关系。

2. 过程与方法：通过实验探究，掌握电势能、电势、电势差的基本计算方法。

3. 情感态度价值观：培养科学探究精神，树立严谨的物理思维。

二、教学重难点1. 教学重点：理解电势能、电势、电势差的概念及其关系，掌握基本计算方法。

2. 教学难点：实验探究，如何引导学生建立正确的物理模型，理解电场力做功与电势能变化的关系。

三、教学准备1. 准备教学用具：黑板、白板、演示实验器材、投影仪等。

2. 准备教学课件：包括相关图片、视频、公式推导等。

3. 安排实验：进行电场力做功与电势能变化关系的实验，帮助学生理解概念。

4. 布置预习：学生自行预习相关内容，初步了解电势能、电势、电势差的基本概念。

四、教学过程：1. 引入课题(1)通过生活实例引入电势能的概念，如：为什么物体在山顶上重力势能较大？(2)回顾重力做功与重力势能变化的关系，类比电场力做功与电势能变化的关系。

(3)通过演示实验观察电场力移动电荷时电场力做功与电势能变化的关系。

(4)引导学生归纳电势能的概念。

2. 探究新知(1)让学生通过实验探究电势能与电势的关系，理解电势能是相对的，具有相对性。

(2)通过实验探究电势能与电荷量的关系，理解电荷量一定时，正、负电荷在电势相同的地方具有不同的电势能。

(3)让学生理解电势差的概念，并会进行简单的电势差计算。

3. 课堂小结(1)让学生总结本节课的主要内容，强调重点、难点。

(2)教师进行补充和总结，强调电势能、电势和电势差在生活中的应用。

4. 课堂练习(1)设计一些有针对性的课堂练习题，让学生独立完成，检验学生对本节课知识的掌握情况。

(2)教师对课堂练习进行批改，及时发现学生存在的问题，并进行针对性的讲解。

5. 布置作业(1)布置一些与本节课内容相关的课外作业，让学生进一步巩固所学知识。

(2)鼓励学生结合生活实际，运用所学知识解决一些实际问题。

《主题四第二节电势能电势电势差》教学设计教学反思-2023-2024学年中职物理高教版电工电子类

《电势能电势电势差》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 掌握电势能、电势、电势差的概念及意义。

2. 理解电势能与电势、电势能与重力场中重力势能的关系。

3. 学会运用电势能和电势、电势能与电势差的关系进行简单的计算。

4. 培养观察、分析和解决问题的能力。

二、教学重难点1. 教学重点：（1）电势能和电势的关系。

（2）电势差的定义及意义。

（3）运用电势能和电势差的关系进行计算。

2. 教学难点：（1）理解电势能和电势的关系时的抽象思维。

（2）运用电势能和电势差的关系进行复杂计算。

三、教学准备1. 准备教学用具：黑板、白板、投影仪、电源、电线、电阻器等。

2. 准备教学视频：展示电场中电荷受力及移动的动态过程。

3. 准备练习题：用于检验学生对概念和公式理解程度的题目。

4. 设计教学活动：包括讲解、讨论、互动、练习等环节。

四、教学过程：1. 引入（1）电势能和电势的概念解释。

（2）介绍电势差的概念及单位。

（3）电势能与电势差的关系介绍。

（4）引导学生理解本节课主题。

2. 探索新知（1）电势能的定义和性质。

（2）演示实验，帮助学生理解电势能与电势的关系。

（3）电势差的定义和性质。

（4）演示实验，帮助学生理解电势差与电场强度的关系。

（5）引导学生探索电势能与电势差的关系。

3. 实践活动（1）学生分组实验，测量不同位置的电势能与电势差。

（2）分析实验数据，总结规律。

（3）教师点评，强调注意事项。

4. 总结回顾（1）回顾本节课的主要知识点。

（2）强调重点内容。

（3）鼓励学生提出疑问和建议。

5. 布置作业（1）完成相关练习题。

（2）预习下一节内容。

教学设计方案（第二课时）一、教学目标1. 知识与技能：学生能够理解电势能、电势、电势差的概念及其三者之间的关系，掌握计算方法。

2. 过程与方法：通过实验和案例分析，提高学生的观察、分析和解决问题的能力。

3. 情感态度价值观：培养学生严谨的科学态度和探索精神，树立正确电能观念。

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