高中物理新课标版人教版选修3-1优秀教案:1.5 电势差.pdf

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人教版物理【选修3-1】优秀教案:1.5《电势差》

人教版物理【选修3-1】优秀教案:1.5《电势差》

选修3-1第一章1.5电势差教学设计一【教材分析】本节内容以电势的概念为起点,再次运用类比的方法,把电势差与高度差进行类比引入电势差的概念。

同时,得出电势差与电势零点的选择无关。

在物理学中,特别是在技术应用方面常用到的是电势差的概念,电势差往往比电势更有意义。

二【教学目标】(一)知识与技能理解电势差是描述电场的能的性质的物理量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知道电势与电势差的关系,(二)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(三)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.三【教学重点难点】重点:电势差的概念;静电力做功公式的推导和该公式的具体应用。

难点:静电力做功公式中正负号的应用与正负号的物理意义。

四【学情分析】对电势差概念的引入,考虑到用电场力做功来引入比较具体,且可与力学中做功的概念直接联系起来,教学中采用类比的方法,类比于力学中重力做功,通过电场力作功来引入,以增强知识的可感知性,这有助于学生的理解.在学习电势差的表达式和定义式时,应该注意下标的使用规则和正负号表示的物理意义。

所以,在教学过程中,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。

,这样使学生在已有知识中逐步理解,能帮助学生真正掌握电势差的概念。

五【教学方法】推导公式法、讲授法六【课前准备】多媒体辅助教学设备或挂图七【课时安排】一课时八【教学过程】(二)情景引入、展示目标☆答:重力做功与路径无关,仅跟物体的重力,物体移动的两位置的高度差有关。

对同一物体,两位置的高度差越大,重力做功就越多。

只要高度差确定,移动同一物体重力做功就相同.★问题:电☆答:电场力做功也与路径无关,仅跟电荷电量、电荷在电场中移动的两位置有关。

▲结论:根据类比法,对于同一电荷,电场力对它所做的功,决定于两位置,也为一恒量。

(三)合作探究、精讲点播因此在物理学中,把这比值定义为电势差。

物理:1.5《电势差》精品学案(人教版选修3-1)

物理:1.5《电势差》精品学案(人教版选修3-1)

第5节 电势差要点一 电势差定义式U AB =W AB /q 的理解1.U AB =W ABq中,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,即W AB =qU AB ,W BA =qU BA .2.U AB =W ABq中,各量均可带正负号运算.但代表的意义不同.W AB 的正、负号表示正、负功;q 的正、负号表示电性,U AB 的正、负号反映φA 、φB 的高低.3.公式U AB =WAB q 不能认为U AB 与W AB 成正比,与q 成反比,只是可以利用W AB 、q 来测量A 、B 两点电势差U AB ,U AB 由电场和A 、B 两点的位置决定.4.W AB =qU AB ,适用于任何电场.静电力做的功W AB 与移动电荷q 的路径无关.只与初、末位置的电势差有关.要点二 有静电力做功时的功能关系1.只有静电力做功只发生电势能和动能之间的相互转化,电势能和动能之和保持不变,它们之间的大小关系为:W 电=-ΔE 电=ΔE k .2.只有静电力和重力做功只发生电势能、重力势能和动能之间的相互转化,电势能、重力势能、动能三者之和保持不变,功和能的大小关系为:W 电+W G =-(ΔE 电+ΔE p )=ΔE k .3.多个力做功多种形式的能量参与转化,要根据不同力做功和不同形式能转化的对应关系分析,总功等于动能的变化,其关系为:W 电+W 其他=ΔE k .4.静电力做功的计算方法有三种:(1)在匀强电场中,W =Fl cos α=qEl cos α,α是E 、l 方向的夹角. (2)W AB =qU AB 既适用于匀强电场,又适用于非匀强电场. (3)由静电场的功能关系也可确定静电力做功.1.描述电势差的两个公式U AB =W AB q 和U AB =φA -φB 的区别是什么?电场具有多种属性,我们可以从不同角度描述电场的属性,公式U AB =W ABq是从静电力做功的角度,而U AB =φA -φB 是从电势出发来定义电势差.U AB =W ABq 中,W AB 为q 从初位置A移动到末位置B 静电力做的功,W AB 可为正值,也可为负值;q 为电荷所带电荷量,正电荷取正值,负电荷取负值.由U AB=W ABq可以看出,U AB在数值上等于单位正电荷由A移到B点时静电力所做的功W AB,若静电力对单位正电荷做正功,U AB为正值;若静电力对单位正电荷做负功,则U AB为负值.2.电势差和电势的区别与联系是什么?一、电势差概念的理解【例1】下列说法正确的是()A.A、B两点的电势差,等于将正电荷从A点移到B点时静电力所做的功B.电势差是一个标量,但是有正值或负值之分C.由于静电力做功跟移动电荷的路径无关,所以电势差也跟移动电荷的路径无关,只跟这两点的位置有关D.A、B两点的电势差是恒定的,不随零电势面的不同而改变,所以U AB=U BA答案BC解析解本题的关键是要全面理解电势差这个概念,从电势差的定义可知A项错误.从电势差的特性可知电势差是标量,有正负之分,B项正确.从静电力做功的特性及电势差的定义可知两点间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.二、电势差公式的应用【例2】有一个带电荷量q=-3×10-6 C的点电荷,从某电场中的A点移到B点,电荷克服静电力做6×10-4J的功,从B点移到C点,静电力对电荷做9×10-4J的功,求A、C 两点的电势差并说明A、C两点哪点的电势较高.答案-100 V C点的电势较高解析负电荷从A移至B的过程,电荷克服静电力做功,可见负电荷从电势高处移至电势低处,即φA >φB .电势差大小U AB =WAB q =-6×10-4-3×10-6 V =200 V电势高低:φA -φB =200 V ①负电荷从B 移至C ,静电力做正功,可见负电荷从电势低处移至电势高处:φB <φC 电势差大小U BC =W BCq =9×10-4-3×10-6 V =-300 V电势高低:φB -φC =-300 V ② 由①②式相加得U AC =φA -φC =-100 V 所以A 、C 两点中C 点的电势较高.1.对U AB =1 V 的正确理解是( )A .从A 到B 移动qC 的正电荷,静电力做功1 J B .从A 到B 移动1 C 的正电荷,静电力做功1 J C .从B 到A 移动1 C 的正电荷,静电力做功1 JD .从A 到B 移动1 C 的正电荷,静电力做功-1 J 答案 B2.一个带正电荷的质点,电荷量q =2.0×10-9 C ,在静电场中由a 点移到b 点,在这过程中,除静电力做功外,其他力做功为6.0×10-5 J ,质点的动能增加了8.0×10-5 J ,则ab 两点间电势差U ab 为( )A .3.0×104 VB .1.0×104V C .4.0×104 V D .7.0×104 V 答案 B解析 根据动能定理W =ΔE k ,其中可认为有两个力做功,静电力和其他力,即:W 其它+W 电=ΔE k ,其中W 电=qU ,代入数据即得B 选项正确.3.电荷量为3×10-8 C 的试探电荷从电场中的A 点移到B 点时,它的电势能减少了6×10-7J ,则在这个过程中,静电力对试探电荷做了________ J 的________功(填“正”或“负”),A 、B 两点之间的电势差为________ V .答案 6×10-7 正 20解析 由W AB =-ΔE p 知:W AB =6×10-7J ,静电力做正功.由W AB =U AB q 知:U AB =W AB q =6×10-7 J 3×10-8 C=20 V 4.如图1-5-2所示,图1-5-2A、B两点间电势差U A B为20 V,电荷量q=-2×10-9C,按图中路径由A点移动至B 点,静电力做的功是多少?答案-4×10-8 J电场中电场强度、电势、电势差、等势面之间的关系如图1所示,实线为电场线,虚线为等势线,且AB=BC,电场中的A、B、C三点的场强分别为E A、E B、E C,电势分别为φA、φB、φC,AB、BC间的电势差分别为U AB、U BC,则下列关系中正确的是()图1A.φA>φB>φC B.E C>E B>E AC.U AB<U BC D.U AB=U BC思维步步高电场线的密集程度决定哪个物理量大小?等势线的密集程度决定哪个物理量的大小?二者之间有什么关系?电势的变化情况和电场线的分布情况有什么关系?解析本题考查静电场中的电场线、等势面的分布知识和规律.A、B、C三点处在一根电场线上,沿着电场线的方向电势降落,故φA>φB>φC,A正确;由电场线的密集程度可看出电场强度大小关系为E C>E B>E A,B对;电场线密集的地方电势降落较快,故U BC>U AB,C对,D错.答案ABC拓展探究如图2所示,图2平行实线代表电场线,但未标明方向,一个带电荷量为-1.0×10-6C的微粒在电场中仅受静电力作用,当它从A点运动到B点时动能减少了1.0×10-5J,则该电荷运动轨迹应为虚线________(选“1”或“2”);若A点的电势为-10 V,则B点电势为________ V.答案1-20解析需要先判断电场线的方向,然后再进行研究,根据带负电的微粒动能减少这个特征,可知静电力做负功,静电力的方向应该水平向左,从而可以判断运动轨迹是虚线1.动能的减少量就是电势能的增加量,可以计算出两个点之间的电势差是-10 V,所以B点电势是-20 V.一、选择题1.万有引力可以理解为:任何有质量的物体都要在其周围空间产生一个引力场,而一个有质量的物体在其他有质量的物体所产生的引力场中都要受到该场的引力作用.这种情况可以与电场相类比,那么在地球产生的引力场中的重力加速度,可以与电场中下列哪种物理量相类比()A.电势B.电势能C.电场强度D.静电力答案 C解析在地球产生的引力场中的重力加速度g=Gm,与电场类比知E=Fq,选项C正确.2.在电场中,一个电子由a点移到b点时静电力做功为5 eV,则以下说法中正确的是() A.电场强度的方向一定由b沿直线指向aB.a、b两点间电势差U ab=5 VC.电子的电势能减少5 eVD.电子的电势能减少5 J答案 C3.关于电势差的说法中正确的是()A.两点间的电势差等于电荷从其中一点移到另一点时静电力所做的功B.1 C电荷从电场中一点移动到另一点,如果静电力做了1 J的功,这两点间的电势差就是1 VC.在两点间移动电荷时,静电力做功的多少跟这两点间的电势差无关D.两点间电势差的大小跟放入这两点的电荷的电荷量成反比答案 B4.如图3所示,图3虚线a、b、c代表电场中三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即U ab=U bc,实线为一带正电的质点,仅在静电力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点,据此可知()A.三个等势面中,a的电势最高B.带电质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大C.带电质点通过P点时的动能比通过Q点时大D.带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时大答案ABD解析由等势面的特点及电荷运动的轨迹可判断电荷所受静电力的方向与等势面垂直向下,即电场的方向垂直等势面向下,则φa>φb>φc,故A正确;电荷在三个等势面上的电势能E p a>E p b>E p c,故B正确;因为动能与电势能之和不变,所以动能E k a<E k b<E k c,故C错;由等势面的性质知等势面越密集,场强越大,D正确.5.如图4所示的匀强电场E的区域内,图4由A、B、C、D、A′、B′、C′、D′作为顶点构成一正方体空间,电场方向与面ABCD 垂直,下列说法正确的是()A.A、D两点间电势差U AD与A、A′两点间电势差U AA′相等B 带正电的粒子从A点沿路径A→D→D′移到D′点,静电力做正功C带负电的粒子从A点沿路径A→D→D′移到D′点,电势能减小D带电粒子从A点移到C′点,沿对角线A→C′与沿路径A→B→B′→C′静电力做功相同答案BD>0;带正电的粒子从解析AD与电场方向垂直,则U AD=0,AA′沿电场方向,则U AA′A到D静电力不做功,从D到D′静电力做正功,其电势能是减小的,而带负电的粒子从A 到D静电力不做功,从D到D′静电力做负功,其电势能是增大的;静电力做功与路径无关,与初、末状态的位置有关,综上所述,B、D选项正确.6.图5中图5虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4,相邻的等势面之间的电势差相等,其中等势面3的电势为0.一带正电的点电荷在静电力的作用下运动,经过a、b点时的动能分别为26 eV 和5 eV.当这一点电荷运动到某一位置,其电势能变为-8 eV,它的动能应为() A.8 eV B.13 eVC.20 eV D.34 eV答案 C解析等势面3的电势为零,则该电荷在此位置的电势能也为零.由于两相邻等势面的电势差相等,又知E k a>E k b,则a点的电势能可表示为-2qU(U为相邻两等势面的电势差),b点的电势能可表示为qU.由于总的能量守恒,则有:E k a+(-2qU)=E k b+qU即26-2qU=5+qU,解得qU=7 eV则总能量为7 eV+5 eV=12 eV当电势能为-8 eV时,动能E k=12 eV-(-8) eV=20 eV.7.如图6所示,匀强电场场强为1×103 N/C,ab=dc=4 cm,图6bc=ad=3 cm,则下述计算结果正确的是()A.ab之间的电势差为4 000 VB.ac之间的电势差为50 VC.将q=-5×10-3 C的点电荷沿矩形路径abcda移动一周,静电力做功为零D.将q=-5×10-3 C的点电荷沿abc或adc从a移动到c,静电力做功都是-0.25 J 答案 C二、计算论述题8.如图7所示,图7为一组未知方向的匀强电场的电场线,把电荷量为1×10-6 C的负电荷从A点沿水平线移至B点,静电力做了2×10-6 J的功,A、B间的距离为2 cm,求:(1)匀强电场场强是多大?方向如何?(2)A、B两点间的电势差是多大?若B点电势为1 V,则A点电势是多大?电子处于B点时,具有多少电势能?答案 (1)2×102N/C ,方向沿电场线方向斜向下 (2)-2 V -1 V -1 eV解析 (1)根据题意,AB 间的电势差 U AB =W ABq =2×10-6-1×10-6 V =-2 VAB 间沿电场线方向上的位移为d =1 cm 所以场强E =UAB d=2×102 N/CA 点电势低于B 点电势,所以电场强度方向斜向下.已知AB 间电势为-2 V ,如果已知B 点电势为1 V ,所以A 点电势为-1 V ,电子处于B 点时,具有电势能为-1 eV .9.如图8所示,图8光滑绝缘细杆竖直放置,它与以正电荷Q 为圆心的某圆交于B 、C 两点,质量为m 、带电荷量-q 的有孔小球从杆上A 点无初速度下滑,已知q ≪Q ,AB =h ,小球滑到B 点时的速度大小为 3gh .求:(1)小球由A 到B 的过程中静电力做的功. (2)AC 两点的电势差. 答案 (1)12mgh (2)-mgh2q解析 (1)因为杆是光滑的,所以小球从A 到B 过程中只有两个力做功:静电力做的功W E和重力做的功mgh ,由动能定理得:W E +mgh =12m v 2B 代入已知条件v B = 3gh 得静电力做功W E =12m ·3gh -mgh =12mgh .(2)因为B 、C 在同一等势面上,所以φB =φC ,即U AC =U AB 由W =qU 得U AB =U AC =W E -q =-mgh 2q10.为使带负电的点电荷q 在一匀强电场中沿直线匀速地由A图9运动到B ,必须对该电荷施加一个恒力F ,如图9所示.若AB =0.4 m ,α=37°,q =-3×10-7C ,F =1.5×10-4 N ,A 点的电势φ=100 V .(不计负电荷受的重力)(1)在图中用箭头标出电场线的方向,用虚线画出通过A 、B 两点的等势线,并标明它们的电势.(2)求q 在由A 到B 的过程中电势能的变化量. 答案 (1)见解析图 (2)电势能增加4.8×10-5 J解析 (1)电荷由A 匀速运动到B ,说明电荷受到的静电力与恒力F 是一对平衡力,等大反向,又因为是负电荷,所以静电力跟场强的方向相反,可以判断出场强与F 同向.再根据电场线与等势面垂直画出过A 、B 两点的等势线,如右图所示.要求B 点的电势和由A 到B 过程中电荷电势能的变化量,就要先求出q 在由A 到B 的过程中静电力所做的功.电荷由A 到B 过程中静电力做的功5cos 4.810AB W F AB a J -=∙=-⨯A 、B 两点的电势差 574.810160310AB AB W U V V q---⨯===-⨯所以φA-φB=160 V所以φB=φA-160 V=100 V -160 V=-60 V(2)q 由A 到B 过程中,电势能的变化量等于静电力做的功ΔE=qUAB=3×10-7×160 J=4.8×10-5 J。

高中物理选修3-1教案4:1.5 电势差教学设计

高中物理选修3-1教案4:1.5 电势差教学设计

5 电势差教学目的:掌握电势差的概念。

会应用电势差的概念求解静电力对电荷所做的功。

过程与方法:通过类比法教学,使学生理解电势差的概念;应用所学知识推导静电力做功与电势差的关系式。

情感态度与价值观:培养对比学习的学习方法,培养逻辑思维能力。

教学重点:应用电势差的概念求解静电力对电荷所做的功。

教学难点:应用电势差的概念求解静电力对电荷所做的功。

教学过程一.课前导学复习引入:上节课我们学习了静电力做功的特点,从静电力做功的角度学习了电势能和电势的概念。

下面简要回顾一下上节课学习的内容。

(1)静电力做功的特点:(学生回答)(2)电势:电场中某一点,电荷的__________________,叫做这一点的电势。

电势是个相对的量,某点的电势与__________的选取有关。

因此电势有正、负,表示该点电势比零电势点高还是低。

通常把______________的电势规定为零。

教师:电场中两点间电势的差值,叫做电势差。

那么,电势差与静电力做功和电荷的电势能之间有什么关系呢?下面我们就来推导它们间的关系。

二、质疑讨论质疑讨论1:什么叫电势差、电势差与电势有怎样的关系?引导学生推导电势差与电势的关系式设电场中A 点的电势为,B 点的电势为,则有A ϕB ϕ或者表示成显然质疑讨论2:(1)电势差可以是正值也可以是负值,电势差的正负表示什么意义?(2)电势的数值与零电势点的选取有关,电势差的数值与零电势点的选取有关吗?为什么?这与力学中学过的哪个概念相似?质疑讨论3:静电力做功与电势差有怎样的关系?引导学生推导静电力做功与电势差的关系式或讨论:U AB 由什么决定?由W AB 、q 决定吗?W AB 由q 、U AB 决定吗?U AB 仅由电荷移动的两位置A 、B 决定,与所经路径,W AB 、q 均无关,但可由U AB =计算U AB ,而W AB 却由q ,U AB 决定。

这些也可由比值定义法定义概念的共性规律中得到。

高二人教版物理选修3-1导学案:1.5 电势差

高二人教版物理选修3-1导学案:1.5 电势差

15 电势差课前篇(学会自主学习——不看不清)【学习目标】1.理解电势差的概念,知道电势差与零电势点的选择无关.2.掌握两点间电势差的表达式,知道两点之间电势差的正负号与这两点的电势高低之间的对应关系.3.知道在电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差的关系,会应用静电力做功的公式进行相关的计算.【知识储备】1.静电力做功的特点:.2.静电力做功与电势能变化的关系:.3.电势的定义式:,电场是描述电场性质的物理量.4.等势面的特点:.【自主预习】1.电势差概念:.表达式:.矢标性:.2.静电力做功与电势差的关系式:.【我的困惑】课上篇(学会合作交流——不议不明)【要点突破】1.电势差2.静电力做功与电势差的关系【典例剖析】【例1】把一个电量为q=4.0×10-6C的正电荷从电场中的A点移到B点,电场力做了2.0×10-3J的功,(1)A、B两点的电势差多大?(2)取A点为零电势点,B点的电势多大?(3)若取B点为零电势点,A点的电势多大?【例3】如图所示,三条虚线表示某电场的三个等势面,其中φ1=10V,φ2=20V,φ3=30V一个带电粒子只受电场力作用,按图中实线轨迹从A点运动到B点,由此可知( )A.粒子带负电 B.粒子的速度变大C.粒子的加速度变大 D.粒子的电势能变大三、达标检测1.关于电势差与电场力做功的说法中,正确的是( )A.电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷的电荷量决定B.电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电势差和该电荷的电荷量决定C.电势差是矢量,电场力做的功是标量D.电场中两点间的电势差等于电场力做功,电荷的电势能减小2.有一个带电荷量q=-3×10-6 C的点电荷,从某电场中的A点移到B点,电荷克服电场力做6×10-4 J的功,则( )A.U AB=-200 V B.U AB=200 VC.U BA=-200 V D.U BA=200 V3.如图所示,是一个点电荷电场的电场线(箭头线)和等势面(虚线),两等势面之间的电势差大小为2 V,有一个带电荷量为q=-1.0×108 C的电荷,从A点沿不规则曲线路径移到B点,电场力做功为( )A.2.0×108 J B.-2.0×108 JC.1.60×107 J D.-4.0×108 J4.如图所示,在处于O点的点电荷+Q形成的电场中,试探电荷+q由A点移到B点电场力做功为W1,以OA为半径画弧交OB于C,再把试探电荷由A点移到C点电场力做功为W2;由C点移到B点电场力做功为W3,则三次电场力做功的大小关系为( )A.W1=W2=W3<0B.W1>W2=W3>0C.W1=W3>W2=0D.W3>W1=W2=05.将带电荷量为6×10-6 C的负电荷从电场中A点移到B点,克服电场力做3×10-5 J的功,再将电荷从B点移到C点,电场力做了1.2×10-5J的功,则关于A、B、C三点的电势φA、φB、φC,以下关系正确的是( )A.φA>φB>φC B.φB>φA>φCC.φC>φA>φB D.φA>φC>φB6.在电场中把一个电荷量为-6×10-8C的点电荷从A点移动到B点,电场力做功为-3×10-5J,将此电荷从B点移到C点,电场力做功4.5×10-5J,求:(1)A、C两点间的电势差;(2)取C点为电势零点时,A点的电势为多大.课后篇(学会应用与拓展——不练不通)1.在以点电荷为球心,r为半径的球面上,各点相同的物理量是( )A.电场强度B.同一电荷所受电场力C.电势D.同一电荷具有的电势能2.一个带正电荷的质点,电荷量q=2.0×10-9C,在静电场中由a点移到b点.在这个过程中,除电场力外,其他力做功6.0×10-5 J,质点的动能增加了8.0×10-5 J,则a、b两点的电势差φa-φb为( )A.3×104 V B.1×104 VC.4×104 V D.7×104 V3.如图所示,实线为电场线,虚线为等势线,且相邻两等势线间的电势差相等.一正电荷在φ3上时,具有动能20 J,它运动到等势线φ1上时,速度为零.令φ2=0,那么该电荷的电势能为4 J时,其动能大小为( )A.16 J B.10 J C.6 J D.4 J4.如图为一匀强电场,某带电粒子从A点运动到B点,在这一运动过程中克服重力做的功为3.0 J,电场力做的功为2.0 J.则下列说法正确的是( )A.粒子带负电B.粒子在A点的电势能比在B点少2.0 JC.粒子在A点的机械能比在B点少1.0 JD.粒子在A点的动能比在B点多1.0 J5.空间存在匀强电场,有一电荷量为q(q>0)、质量为m的粒子从O点以速率v0射入电场,运动到A点时速率为2v0,若粒子以速率2v0仍从O点射入该电场,运动到B点时速率为3v0,若忽略重力的影响,则( )A.在O、A、B三点中,O点电势最高B.在O、A、B三点中,B点电势最高C.OA间的电势差比AB间的电势差大D.OA间的电势差比AB间的电势差小6.如图所示.用绝缘细线悬挂一个带正电的小球,置于水平向右的匀强电场中,将小球从最低点A无初速释放,当小球通过B点时具有速度v,则这一过程中( )A.小球的重力势能增加B.小球的电势能减少C.增加的重力势能等于减少的电势能D.增加的重力势能小于减少的电势能7.一个带正电的质点,电荷量q=2×10-9C,在静电场中由a点移到b点,在这过程中,除电场力做功外,其他外力对质点做功为6.0×10-5J,质点的动能增加了8×10-5J,求a、b两点的电势差U ab.高考理综物理模拟试卷注意事项:1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

高中物理选修3-1优质教案8:1.5电势差教学设计

高中物理选修3-1优质教案8:1.5电势差教学设计

1.5 电势差第一课时一、三维目标(一)知识与技能理解电势差的概念;会计算点电荷在电场力作用下,从电场中一点移动到另一点时电场力所做的功;(二)过程与方法知道电势和电势差的关系;(三)情感态度与价值观培养学生概括、归纳、类比的能力和抽象思维能力。

二、教学重点电势差的概念,电势能的改变与电场力做功的关系,电功计算。

三、教学难点电势差的定义(比值)及“在电场中电场力对电荷做功引起电荷的电势能的减少”的认识。

四、教学方法1.学案导学2.新授课教学基本环节:预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习五、课前准备1.学生的学习准备:预习课本相关章节。

2.教师的教学准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案。

六、教学过程(一)课前:以练导学,找出不会的首先,我们一起来对本节课的知识进行梳理,并对预习效果进行检测。

[知识梳理](幻灯片展示,学生集体回答)1.定义电场中两点间电势的①差值叫作电势差,也叫②电压,U AB=③φA-φB,U BA=④φB-φA。

2.单位电势差的单位与电势单位相同,在国际单位制中为⑤伏特。

3.特征选择不同位置为电势零点,电场中某点的电势的数值可能⑥不同,但电场中某两点间的电势差却⑦保持不变。

4.电势差与静电力做功的关系式:U AB=⑧。

[预习效果检测](幻灯片展示,学生单独回答)1.如图所示,MN为电场中某一条方向向右的电场线,在线上取两点a、b,今将一电荷+q从a移到b则()。

A.电场力做正功,+q的电势能增加B.电场力做负功,+q的电势能增加C.电场力做正功,+q的电势能减少D.电场力做负功,+q的电势能减少[答案]C2.下列关于电势差和电场力做功的说法中正确的是()。

A.电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷的电量决定B.电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电势差和该电荷的电量决定C.电势差是矢量,电场力做的功是标量D.在匀强电场中,与电场线垂直方向上任意两点的电势差为零[答案]BD3.下列说法中正确的是()。

选修3-1 1.5电势差 教案

选修3-1 1.5电势差 教案

5.电势差教材分析本节内容以电势的概念为起点,再次运用类比的方法,把电势差与高度差进行类比引入电势差的概念。

同时,得出电势差与电势零点的选择无关。

在物理学中,特别是在技术应用方面常用到的是电势差的概念,电势差往往比电势更有意义。

学情分析已知力学中重力做功未知理解电势差的概念;计算点电荷在电场力作用下,从电场中一点移动到另一点时电场力所做的功。

想知1.通过类比法教学,使学生理解电势差的概念;知道电势和电势差的关系。

2.应用所学知识推导静电力做功与电势差的关系式。

难知电势差的定义及在电场中电场力对电荷做功引起电荷的电势能的减少的认识。

错知电势差的概念,电势能的改变与电场力做功的关系,电功计算。

教学用具:课件、多媒体辅助教学设备。

教学过程[新课导入]上节课我们学习了静电力做功的特点,从静电力做功的角度学习了电势能和电势的概念。

下面简要回顾一下上节课学习的内容。

(投影)1.静电力做功的特点:在电场中移动电荷时,电场力所做的功只与电荷的___________有关,与电荷___________无关,即电场力做功与重力做功有着相同的特点。

因此电荷在电场中也具有势能,这种势能叫做___________。

(起始位置和终止位置;移动路径;电势能)2.电场力做功与电势能变化的关系:电场力做________时,电荷的电势能________;电场力做_________时,电荷的电势能__________。

电场力做功的多少等于_________。

写出电荷从电场中的A点移到B点的过程中,静电力所做的功与电荷在两点的电势能变化的关系式______________________。

(正功;减少;负功;增加;电势能的减少量;W AB=E PA-E PB)3.电势能:电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该点移到___________位置时所做得功。

通常把___________的电势能规定为零。

(零势能;无限远处或大地)4.电势:电场中某一点,电荷的______________________,叫做这一点的电势。

人教版高中物理选修(3-1)-1.5《电势差》教案

人教版高中物理选修(3-1)-1.5《电势差》教案
备注(教师二次备课栏及学生笔记栏)
1.公式WAB=qUAB中各物理量的符号处理方法:
2.用关系式WAB=qUAB进行相关计算时要注意W与U的角标要对应,不要造成混乱,因为UAB=-UBA,WAB=-WBA.
■重点点拨(方法学习)
■及时训练(巩固学习)
1在电场中有A、B两点,它们的电势分别为φA=-100 V,φB=200 V.把电荷量q=-2.0×10-7C的电荷从A点移到B点,电场力是做正功还是做负功?做了多少功?
【学习流程】
■问题引导(自主学习)
物体有高低之分,物体间存在高度差,电场中各点的电势也有高低之分,因此也会存在“电势差”.高度差与起点(零点)选择无关,那么,电场中两点间的“电势差”与零电势的选择又有什么关系呢?
电势差的定义是怎样的?跟电压有区别吗?
电势差与静电力做功的关系是怎样的?
■诱思讨论(合作学习)
2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、c三点的电势大小;
课题:电势差
【学习目标】
在电场力作用下,从电场中一点移动到另一点时电场力所做的功;
3.知道电势和电势差的关系;
【重点难点】
重点:电势差的概念,电势能的改变与电场力做功的关系,电功计算。
难点:电势差的定义(比值)及“在电场中电场力对电荷做功引起电荷的电势能的减少”的认识。
(2)a、b间,b、c间电势差的大小.
3.如图所示,是一个点电荷电场的电场线(箭头线)和等势面(虚线),两等势面之间的电势差大小为2 V,有一个带电荷量为q=-1.0×108C的电荷,从A点沿不规则曲线路径移到B点,电场力做功为( )

高中物理选修3-1教案:1.5电势差

高中物理选修3-1教案:1.5电势差


B .A 、B 两点间 的电 势差等 于将正
电荷从 A 点移到 B 点电场力所做的功
C.将 1 C 电荷 从 A 点移到 B 点, 电场力做 1 J 的功,
这两 点间的 电势差 为 1V
D.电荷由 A 点 移到 B 点的过程中, 除受电场力外,还受 其他力的作用,电荷 电势 能的变 化就不 再等 于电场 力所做
习验
基础知识
收)
记忆。
1
一、电 势 差 表 达 1、提出问题: 1、学生回答。 1、承接自 7 分钟
承 接 式。
电势差表达式。 2、学 生 根 据 问 主学习
结果
题讲解知识点
2、引起学
环节
2、电势差和电
生学习知
场力做功关系 学生分组讨论, 识的欲望
二、电势差与电场 补充答案
交换不同意见
3、让学生
力做功关系
引导学生推导
参与课堂
3、学 生 回 答 并 活动,主
补充。
动思考本
节课重点
2 做议 讲评 环节
将一个电荷量为 10- 6 C 的负电荷从电场
1、布置问题
中的 A 点移到 B 点,
克服电场力做功


10
6
J.从
C
点移
到 D 点,电场力做功
2、提出问题,


10
6
J,若已知
B
补充,评价。
点比 C 点电势高 3
检测 1 变式 1 变式 2 2、 公布答案。 3、 自我批改。 达成
环节
3、 评 价 学 生 4、 订正答案。
作答结果。
5
布置作业及下节课自学内容:
1 分钟

高中物理选修新课标人教版选修3-1第一章1 5 电势差 教案

高中物理选修新课标人教版选修3-1第一章1 5 电势差 教案

第一章静电场1.5电势差【教学目标】1.理解电势差的概念;2.会计算点电荷在电场力作用下,从电场中一点移动到另一点时电场力所做的功;3.知道电势和电势差的关系;重点:电势差的概念,电势能的改变与电场力做功的关系,电功计算。

难点:电势差的定义(比值)及“在电场中电场力对电荷做功引起电荷的电势能的减少”的认识。

【自主预习】1、电势差:(又叫电压)(1)定义:(2)定义式:AB U(3)单位:符号:电势的正负表示比零电势或。

当取无穷远处为零电势时:正点电荷的电场中各点电势都零,负点电荷的电场中各点电势都零。

2. 电荷在电场中移动时:若电场力做正功,则电荷的电势能;若电场力做负功,则电荷的电势能。

(电场力做功跟电势能变化的关系与重力做功跟重力势能变化的关系相似)也就是说电荷q从A移到B时,电场力做功等于电荷在A、B两点时的电势能之差。

即。

3.由此可见在电场中移动电荷时,电场力做的功只与电荷的位置有关,而与电荷运动的具体无关。

(这跟重力做功的特征相似)本节得到的电场力做功公式q 使我们计算电场力做功像计算重力做功一样简单方便。

【典型例题】一、电势差概念的理解【例1】下列说法正确的是( )A.A、B两点的电势差,等于将正电荷从A点移到B点时静电力所做的功B.电势差是一个标量,但是有正值或负值之分C.由于静电力做功跟移动电荷的路径无关,所以电势差也跟移动电荷的路径无关,只跟这两点的位置有关D.A、B两点的电势差是恒定的,不随零电势面的不同而改变,所以=二、电势差公式的应用【例2】有一个带电荷量q=-3×10-6C的点电荷,从某电场中的A点移到B点,电荷克服静电力做6×10-4 J的功,从B点移到C点,静电力对电荷做9×10-4 J的功,求A、C两点的电势差并说明A、C两点哪点的电势较高.【例3】在电场中把一个电量为2×10-9C的正电荷从电场中的A点移到B点,电场力做功1.5×10-7J,再把这个电荷从B点移到C点,电场力做功-4×10-7J,(注意各物理量用正负值代入。

高中物理教案选修3-1 1.5电势差

高中物理教案选修3-1 1.5电势差

教学设计:高中课程标准.物理(人教版)选修3-1主备人:陈卫东学科长审查签名:§1.5电势差(一)内容及解析1、内容:本节主要介绍电势差的基本知识。

2、解析:这一节主要使学生知道电势差是指两点的电压,与零电势的选择无关,电势就是该点与标准位置的电势差。

电势差的定义公式U=W/q变化式可求电功W=U.q。

(二)目标及其解析1、知道电势差和电势是从电场力做功和电场能量来描述电场的物理量。

2、会用电势的差值表示电势差,会运用公式W=U.q计算电功以及比较电场中各点电势高低(三)教学问题诊断分析1、学生在学习知识过程中,电势是学生的难点。

2、电势差和电场力做功的关系,电势的高低判断也要反复练习。

(四)、教学支持条件分析为了加强学生对这部分知识的学习,帮助学生克服在学习过程中可能遇到的障碍,本节课要对电势、电势差进行反复讲解练习。

(五)、教学过程设计1、教学基本流程复习电场强度→电势→电势差→练习、小结2、教学情景问题1电场中的电势差,类似于重力场中的什么量?设计意图:最大电势差和重力势能可于类比问题2电势差的大小怎么算?他的值可否为负值,它是标量还是矢量?设计意图:知道电势差是标量问题3电场力做功与什么有关?怎么计算?选取影响电势差吗?设计意图:会计算电场力做功问题4零电势是怎么规定的?零电势的选取影响电势差吗?设计意图:电势差与零电势选取无关【例1】 课本21页【例题】.【变式】课本22页问题与练习第1题.【例2】在某电场中的A 、B 间移动电量为q 的电荷时,电荷的电势能变化跟电荷电量q E ∆的比值为5.0V ,如果在A 、B 间移动电量为2q 的电荷时,AB 两点间电势差为多少?如果没有在AB 间移动电荷,这时A 、B 间电势差为多少?【解析】有同学可能错误地认为⑴AB 两点间电势差2.5V ⑵AB 间电势差0V产生错误的原因是没有真正理解电势能和电势差这两个不同概念的物理意义,错误地把电势差定义式U AB =理解为电场中两点的电势差与被移动电量成反比。

高中物理 1.5电势差教案 新人教版选修3-1-新人教版高二选修3-1物理教案

高中物理 1.5电势差教案 新人教版选修3-1-新人教版高二选修3-1物理教案

补充质疑教师点评)
基本可以理解.
根据情况教师可以要学生
得出 U MN与U NM的关系.
少?
(2)A板接地,那么B、M、N点
电势各是多少?M、N两点间电势差
U MN是多少?
主题2:
电势差与
电荷
求电势差往往更多是利用
做功的情况,而不是用两点的
电势之差.
教师应注意:
(1)运算公式时学生对物
理量的准确理解情况
(2)学生运算过程中正负
号是如何处理的
如下图的匀强电场中,电荷+q
从A点移动到B点,设AB间距离为
s。

静电力的大小F=Eq为恒力。

(1)将+q从A点移到B点,静电
力做多少功?求功与电荷量的比值.
(2)将-q从A点移到B点,静电
力做多少功?求功与电荷量的比值.
板书结合
PPT课件
主题3:
静电力做
功与电势
差的关系
教师重点评电场力做功的
计算方法:
①根据功的定义,W=Fs cos
θ计算。

②根据W AB=qU AB计算。

③根据功能关系
W AB=E p A-E p B=-ΔE p
这个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。

如下图,在电场中将电荷q从A
移动到B,静电力做的功W AB等于电
荷在A、B两点的电势能之差。

(1)推导静电力做功与电势差
的关系。

(2)电势差U AB跟W AB、q有关吗?
W AB跟q、U AB有关吗?
板书结合
PPT课件
第三层级基本检测根据具体情况与部分同学交全体学生独立思考,独立完成,小PPT课件。

新课标人教版3-1选修三1.5《电势差》WORD教案3

新课标人教版3-1选修三1.5《电势差》WORD教案3

第五节、电势差教学目标:(一)知识与技能掌握电势差的概念。

会应用电势差的概念求解静电力对电荷所做的功。

(二)过程与方法通过类比法教学,使学生理解电势差的概念; 应用所学知识推导静电力做功与电势差的关系式。

(三)情感、态度与价值观培养对比学习的学习方法,培养逻辑思维能力。

教学重点应用电势差的概念求解静电力对电荷所做的功。

教学难点应用电势差的概念求解静电力对电荷所做的功。

归纳推理法、讲授法教学过程: [来源:学科网ZXXK](一)引入新课[来源:学科网ZXXK]教师:上节课我们学习了静电力做功的特点, 从静电力做功的角度学习了电势能和电势的概念。

下面简要回顾一下上节课学习的内容。

来源:](1)静电力做功的特点: (学生回答)(2)电势:电场中某一点,电荷的,叫做这一点的电势。

电势是个相对的量,某点的电势与的选取有关。

因此电势有正、负,表示该点电势比零电势点高还是低。

通常把的电势规定为零。

教师:电场中两点间电势的差值,叫做电势差。

那么,电势差与静电力做功和电荷的电势能之间有什么关系呢?下面我们就来推导它们间的关系。

(二)进行新课1、电势差与电势的关系教师活动:引导学生推导电势差与电势的关系式设电场中A点的电势为':A, B点的电势为订,则有_<P或者表示成U BA—B—A显然U AB = _U BA讨论:(1)电势差可以是正值也可以是负值,电势差的正负表示什么意义?(2)电势的数值与零电势点的选取有关,电势差的数值与零电势点的选取有关吗?为什么?这与力学中学过的哪个概念相似?2、静电力做功与电势差的关系[*源*«+"沖教师活动:引导学生推导静电力做功与电势差的关系式电荷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 =E PA- E pB由电势能与电势的关系二空可得:E PA二q::A ;E PB二q「Bq所以:W AB =q( \ - B)即W AB = qU A B或U.W A BU ABAB讨论:U AB由什么决定?由W AB、q决定吗?W AB由q、U AB决定吗?[学生答]U AB仅由电荷移动的两位置A、B决定,与所经路径,W AB、q均无关,但可由U AB=W AB计算U AB,而W AB却由q,U AB决定。

高中物理新课标版人教版选修3-1优秀教案:1.5电势差

高中物理新课标版人教版选修3-1优秀教案:1.5电势差

教课方案整体设计教课剖析本节内容以比值法定义电势差的观点为起点,加强电势差与电场力做功和尝试电荷无关,运用理论研究的方法,由电场力做功和电势能的关系导出电势差和电势的关系,进而得到电势差命名的由来。

在物理学中,特别是在技术应用方面常用到的是电势差的观点,电势差常常比电势更存心义。

引入电势差的观点,使求静电力做功的计算十分方便,不用考虑静电力的大小和电荷挪动的路径,特别是对于静电力是变力时,就只好用W AB= qU AB来计算。

教课目的1.运用类比值定义的方法,获得电势差的公式,让学生理解电势差的观点。

2.推导得出在电场中挪动电荷时静电力做功与两点间电势差之间的关系,会应用静电力做功的公式进行有关的计算。

3.经过理论研究获得两点间电势差和电势的关系表达式,知道两点之间电势差的正负号与这两点的电势高低之间的对应关系,培育对照学习的学习方法,培育逻辑思想能力。

教课要点难点本节内容的要点是静电力做功公式W ABU AB=q、W AB=qU AB的理解和该公式的详细应用。

本节内容的难点是静电力做功公式中正负号的应用与正负号的物理意义。

教课方法与手段第一在学生已有的基础上指引学生为何要提出电势差观点,运用比值法定义电势差引入观点的教课,以加深对该比值式的理解,并学会娴熟应用静电力做功的公式进行有关的计算。

经过理论研究找到两点间电势差和电势的关系表达式,确立两点之间电势差的正负号与这两点的电势高低之间的对应关系,并能够理解电势差的数值与零势面的选用没关。

让学生理解为何要学,如何学,学了有什么用,以此来打破教课的难点。

课前准备教课媒体多媒体课件、实物投影仪。

知识准备复习电场力做功和电势能的关系式,电势和电势能关系式。

复习高度和高度差的观点、高度差和零势点的选用没关。

学生活动设计电势差、电势能观点抽象,本课采纳类比方法。

学生活动主要安排议论、思虑,要修业生能用正确的语言来表述定义的形式和概括的过程。

教课过程导入新课[事件 1]教课任务:复习旧知,导入新课师生活动:【导入新课】物体在重力作用下从高处向低处挪动时,重力做功,度差越大,重力做功越多。

人教版选修3-1 物理:1.5 电势差 教案设计

人教版选修3-1 物理:1.5 电势差  教案设计

电势差一、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)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、电场电荷有力作用导体(内部自由电荷)静电感应现象一、功的量度:αcosFSW=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:pEWG∆-=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EqF=为恒力,则电场力做功大小为:αcosEqSW=(α为Eq与S之间的夹角) 在这里:αcosESqW=是一个与电荷本身无关的量,类似如重力做功αcoshGW=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qW这一比值叫做A、B两点间的电势差,用ABU来表示电势差,单位伏特,简称伏,符号是V.电势差又叫电压.qWU ABAB=(1V=1J/C)ABABqUW=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ABW,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ACW,ABW与ACW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:2、电势(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BAABUU-=;(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qUW=计算得到;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: qW U AB AB =,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ϕ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qW U AB AB =,即0>-B A ϕϕ,B A ϕϕ>. 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:qW U AB AB = (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ϕ,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)B A AB U ϕϕ-=,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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学海无涯
[事件 2] 教学任务:电势差的定义 师生活动: 【定义】电荷 q 在电场力作用下由 A 点移到另一点 B 的过程中,电场力做的功 WAB 与 电荷量 q 的比值,叫 A、B 两点之间的电势差 UAB。 【定义式】UAB=WqAB UAB 在数值上的含义:即为电场力作用下两点间移动 1 库仑的正电荷电场力做的功。 单位:伏特 符号 V 1 V=1 J/C 电势差是标量。 [事件 3] 教学任务:关于公式 UAB=WqAB的理解 【提出问题】UAB 由什么决定?由 WAB、q 决定吗?WAB 由 q、UAB 决定吗? 【交流合作分析】 UAB 仅由电荷移动的两位置 A、B 决定,与所经路径、WAB、q 均无关,但可由 UAB=WqAB 计算 UAB,而 WAB 却由 q、UAB 决定。这些也可由比值定义法定义概念的共性规律中得到。 【归纳总结】电势差 UAB 与 q、WAB 均无关,仅与电场中 A、B 两位置有关。故电势差 反映了电场本身的性质。 【结论】电势差的物理意义:电势差反映了电场本身的性质。
分析:(1)WNM=-1.4×10-8 J,UNM=WqNM=--12.4××1100--98 V=7 V。
(2)WMN=1.4×10-8 J,UMN=WqMN=-1.42××1100--89 V=-7 V
学海无涯
可以看出 UNM=-UMN。
【方法点拨】例题讲解,结合学生出现的问题,归纳以下注意事项: 1.应用 WAB=qUAB 计算时,相关物理量用正、负值代入计算,符号的含义: WAB>0,电场力做正功;WAB<0,电场力做负功; UAB>0,φA>φB;UAB<0,φA<φB。 2.知道了电场中两点的电势差,就可以很方便地计算在这两点间移动电荷时静电力做 的功,而不必考虑静电力和电荷移动的路径。 [事件 6] 教学任务:理论推导得出电势与电势差的关系 【提出问题】上题中,UAB 也有正负,它代表什么含义,又和电势 φA、φB 存在着怎样 的关系呢? 【问题情境】电荷 q 从电场中 A 点移到 B 时,静电力做功 WAB 等于电荷在 A、B 两点 的电势能之差,那么电势差 UAB 和 A、B 两点的电势 φA、φB 存在着怎样的关系呢? 【理论探究】 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
教学任务:引导学生从知识、方法、情感三个侧面小结本节课的学习活动。
课堂小结:
1.电势差的定义;
2.应用 WAB=qUAB 计算时的注意事项; 3.电势差和电势的关系。
板书设计
1.电势差:UAB=WqAB。
5 电势差
2.静电力做功与电势差的关系:WAB=qUAB
3.电势差和电势 UAB=φA-φB、UBA=φB-φA
[事件 4] 教学任务:课堂训练 对于电场中 A、B 两点,下列说法正确的是( ) A.电势差的定义式 UAB=WAB/q,说明两点间的电势差 UAB 与电场力做功 WAB 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 点电场力所做的功 C.将 1 C 电荷从 A 点移到 B 点,电场力做 1 J 的功,这两点间的电势差为 1 V D.电荷由 A 点移到 B 点的过程中,除受电场力外,还受其他力的作用,电荷电势能 的变化就不再等于电场力所做的功 [事件 5] 教学任务:推导公式 WAB=qUAB 并通过例题强化对它的理解和应用 公式 UAB=WqAB变形为 WAB=qUAB 例题 1 将一个电荷量为-2×10-9 C 的点电荷从电场中的 N 点移到 M 点,需克服电场 力做功 1.4×10-8 J,N、M 两点间的电势差 UNM 为多少?若将该电荷从 M 移到 N,电场力 做什么功?UMN 为多少?
UAB=-UBA
设计说明 本节课虽然作为电场一章中很简短的一节,但起着承前启后的重要作用。在教学中,引 领学生运用类比重力场的方法引入电势差的概念,激起学生对知识的亲切感和关联体验。教 学设计中让学生尽量多地参与到课堂活动中来,通过理论探究、讨论分析等环节,灵活采用 自主、探究、合作的学习方式,培养学生严密的逻辑思维能力和严谨的治学精神。
课前准备 教学媒体 多媒体课件、实物投影仪。 知识准备 复习电场力做功和电势能的关系式,电势和电势能关系式。复习高度和高度差的概念、 高度差和零势点的选取无关。 学生活动设计 电势差、电势能概念抽象,本课采用类比方法。学生活动主要安排讨论、思考,要求学 生能用准确的语言来表述定义的形式和归纳的过程。 教学过程 导入新课 [事件 1] 教学任务:复习旧知,导入新课 师生活动: 【导入新课】物体在重力作用下从高处向低处移动时,重力做功,对于同一个物体,高 度差越大,重力做功越多。与此类似,同一个电荷从一点移动到另一点时,电场力做功越多, 就说这两点间的电势差越大。 推进新课
本节内容的重点是静电力做功公式 UAB=WqAB、WAB=qUAB 的理解和该公式的具体应 用。本节内容的难点是静电力做功公式中正负号的应用与正负号的物理意义。
教学方法与手段 首先在学生已有的基础上引导学生为什么要提出电势差概念,运用比值法定义电势差引 入概念的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ学,以加深对该比值式的理解,并学会熟练应用静电力做功的公式进行相关的计 算。通过理论探究找到两点间电势差和电势的关系表达式,确定两点之间电势差的正负号与 这两点的电势高低之间的对应关系,并能够理解电势差的数值与零势面的选取无关。让学生 明白为什么要学,怎样学,学了有什么用,以此来突破教学的难点。
由电势能与电势的关系 φ=Eqp可得:EpA=qφA;EpB=qφB 得出 WAB=q(φA-φB) 又因为 WAB=qUAB 可得 UAB=φA-φB 或者表示成 UBA=φB-φA 显然 UAB=-UBA。 【结论】电场中两点间的电势差等于电场中两点间电势的差值,这也是电势差命名的由 来。 [事件 7] 见第 36 页[事件 2] [事件 8] 教学任务:例题分析,综合运用所学知识 见第 38 页例题 课堂巩固与反馈 [事件 9] 教学任务:形成性测试 1.一个电荷量为 1×10-5 C 的电荷,从电场外某点移到电场内的一点 A 时(选取电场外 的点为原势能位置),克服电场力做功 0.006 J,则 A 点的电势为____ V;如果此电荷从电场 外移到电场内的另一点 B 时,电场力做功 0.002 J,则 B 点的电势为____ V,UAB=____ V; 若有另一电荷量为 0.2 C 的负电荷从 A 移到 B 点,电场力做正功,大小为______ J。 2.若带正电荷的小球只受到电场力作用,则它在电场中( ) A.一定沿电场线由高电势处向低电势处运动 B.一定沿电场线由低电势处向高电势处运动 C.不一定沿电场线运动,但一定由高电势处向低电势处运动 D.不一定沿电场线运动,也不一定由高电势处向低电势处运动 3.一个带正电的质点,电荷量 q=2.0×10-9 C,在静电场中由 a 点移到 b 点,在这一
学海无涯
过程中,除电场力外,其他力做的功为 6.0×10-5 J,质点的动能增加了 8.0×10-5 J,则 a、
b 两点间的电势差 Ua-Ub 为( )
A.3×104 V
B.1×104 V
C.4×104 V
D.7×104 V
参考答案:1.600 -200 800 160 2.D 3.B
[事件 10]
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教学设计
整体设计 教学分析 本节内容以比值法定义电势差的概念为起点,强化电势差与电场力做功和试探电荷无 关,运用理论探究的方法,由电场力做功和电势能的关系导出电势差和电势的关系,从而得 到电势差命名的由来。在物理学中,特别是在技术应用方面常用到的是电势差的概念,电势 差往往比电势更有意义。引入电势差的概念,使求静电力做功的计算十分方便,不必考虑静 电力的大小和电荷移动的路径,特别是对于静电力是变力时,就只能用 WAB=qUAB 来计算。 教学目标 1.运用类比值定义的方法,得到电势差的公式,让学生理解电势差的概念。 2.推导得出在电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差之间的关系,会应用静电 力做功的公式进行相关的计算。 3.通过理论探究得到两点间电势差和电势的关系表达式,知道两点之间电势差的正负 号与这两点的电势高低之间的对应关系,培养对比学习的学习方法,培养逻辑思维能力。 教学重点难点
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