高中物理人教版选修3-1导学案: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。
【精品】高中物理(人教版)选修3-1 优秀教案--1.5《电势差》
【精品】高中物理(人教版)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(二)情景引入、展示目标重力做功有什么特点?☆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:电场力做功具有什倾听、思考、回答↓培养学生的分析能力↓么特点呢?☆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。
1、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。
2、定义式:★问题:分析、思考倾听、思培养思维、理解能力↓这是采用什么方法定义的?☆答:比值定义法★问题:由什么决定?是否与、q有关?☆答:仅由电荷移动的两位置A、B决定,与所经路径,、q均无关。
【高中物理】高中物理(人教版)选修3-1同步教师用书: 第1章 5 电势差
5 电势差学习目标知识脉络1.知道电势差的概念,知道电势差与电势零点的选择无关.2.掌握两点间电势差的表达式,知道两点之间电势差的正、负与这两点电势高低之间的对应关系.(重点)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计算.(难点)电势差[先填空]1.定义:电场中两点间电势的差值,也叫电压.2.表达式:若A点电势为φA,B点电势为φB.则U AB=φA-φB;U BA=φB-φA.3.单位:伏特,符号V.[再判断]1.电势差有正、负,是矢量.(×)2.电场中两点间电势差是恒定的,与零电势点选取无关.(√)3.若U AB>0,说明从A到B电势降低.(√)[后思考]电势差由什么来决定?与电场中有无试探电荷是否有关?与零电势位置的选取有关吗?【提示】电势差由电场中的两点位置来决定,与有无试探电荷无关;与零电势的位置选取也无关.[合作探讨]如图1-5-1所示,A、B、C为同一电场线上的三点,取B点电势为零时,A 点的电势φA=8 V,C点的电势φC=-6 V.图1-5-1探讨1:A、C两点的电势差U AC是多少?C、A两点的电势差U CA是多少?【提示】U AC=φA-φC=14 V,U CA=φC-φA=-14 V.探讨2:若取C点为零电势点,则U AC是多少?φA、φB又各是多少?【提示】U AC=14 V,φA=14 V,φB=6 V.探讨3:选取不同的零电势参考面,电场中某点的电势、两点间的电势差也会随之而改变吗?【提示】电势随之而改变,电势差不变.[核心点击]1.电势差的理解电势差由电场本身的性质决定,与在这两点间移动的电荷的电荷量、电场力做功的大小无关.2.电势和电势差的比较电势φ电势差U AB区别定义φ=E pqU AB=φA-φB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,与零电势点的选取有关无,与零电势点的选取无关概念比较内容联系数值关系U AB=φA-φB,U BA=-U AB单位相同,均是伏特(V),常用的还有kV、mV等标矢性都是标量,均具有正负物理意义均是描述电场的能的性质的物理量1.在电场中A、B两点间电势差为U AB=75 V,B、C两点间电势差U BC=-200 V,则A、B、C三点的电势高低关系为()A.φA>φB>φC B.φA<φC<φBC.φC>φA>φB D.φC>φB>φA【解析】因为U AB=φA-φB=75 V>0,所以φA>φB,因为U BC=φB-φC=-200 V<0,所以φB<φC,又U AC=U AB+U BC=75 V+(-200)V=-125 V<0,所以φA<φC,则φC>φA>φB,C正确.【答案】 C2.有一带电荷量q=-3×10-6 C的点电荷,从电场中的A点移到B点时,克服静电力做功6×10-4 J,从B点移到C点时,静电力做功9×10-4 J.求:(1)AB、BC、CA间电势差各为多少?(2)如果B点电势为零,则A、C两点的电势各为多少?电荷在A、C两点的电势能各为多少?【导学号:34522011】【解析】根据U=W q则U AB=-6×10-4-3×10-6V=200 V,即φA-φB=200 VU BC=9×10-4-3×10-6V=-300 V,即φB-φC=-300 V U CA=φC-φA=100 V.(2)若φB=0,则φA=200 V,φC=300 VE p A=φA q=200×(-3×10-6) J=-6×10-4 J.E p C=φC q=300×(-3×10-6) J=-9×10-4 J.【答案】(1)200 V-300 V100 V(2)200 V300 V-6×10-4 J-9×10-4 J电势差求解技巧(1)采用直接代入符号运算的方法,会更加便捷,但要注意正、负号的运用.(2)电场中各点间的电势差可依次用代数方法相加,但要注意角标的排序,如U AD=U AB+U BC+U CD,U AB=-U BA.静电力做功与电势差的关系[先填空]1.公式推导电荷q在电场中从A点移到B点,由静电力做功与电势能变化的关系可得:W AB=E p A-E p B,由电势能与电势的关系φ=E pq可得E p A=qφA,E p B=qφB.所以W AB=q(φA-φB)=q·U AB,所以有U AB=W AB q.2.公式U AB=W AB q.3.物理意义电场中A、B两点间的电势差等于电场力做的功与电荷量q的比值.[再判断]1.若电场中两点间的电势差U AB=1 V,则将单位电荷从A点移到B点,电场力做功为1 J.(×)2.将电荷量为q的电荷从A点移到B点与将-q从B点移到A点电场力所做的功相同.(√)3.若将电荷q从电场中的A点分别移到B、C、D各点过程中,电场力做功相同,则B、C、D三点的电势必然相等.(√)[后思考]把电荷从电场中电势较高的地方移动到电势较低的地方,电场力做正功还是负功?【提示】根据U AB=φA-φB,电势差为正.由W AB=qU AB,若q为负电荷,电场力做负功;若q为正电荷,则电场力做正功.[合作探讨]如图1-5-2所示,带电荷量为q=+5.0×10-8 C的点电荷从A点移至B点,克服静电力做功3.0×10-6 J.外力F做功5.0×10-6 J.图1-5-2探讨1:电荷q从A点移至B点的过程中,电势能变化了多少?【提示】电势能增加了3.0×10-6 J.探讨2:A、B两点的电势差U AB为多大?【提示】U AB=W ABq=-3.0×10-65.0×10-8V=-60 V.探讨3:电荷的动能变化了多少?【提示】动能增大了5.0×10-6 J-3.0×10-6J=2.0×10-6 J. [核心点击]1.正确理解电势差公式U AB=W AB q(1)用U AB=W ABq或W AB=qU AB计算时,W AB、U AB、q都要带入正、负号,理解各物理量正、负号的意义.(2)计算时,也可把各物理量都代入绝对值,电场力做功的正、负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、负根据两点电势的高低判断.(3)W AB=qU AB适用于任意电场.2.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(1)W AB=E p A-E p B(2)W AB=-ΔE p(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W AB=qU AB动能定理W静电力+W其他力=ΔE k3.(多选)如图1-5-3所示的同心圆是电场中的一簇等势面,一个电子只在电场力作用下沿着直线由A向C运动时的速度越来越小,B为线段AC的中点,则有()【导学号:34522012】图1-5-3A.电子沿AC运动时受到的电场力越来越小B.电子沿AC运动时它具有的电势能越来越大C.电势φA>φB>φCD.电势差U AB=U BC【解析】由于等势线是电场中的一簇同心圆,且电子由A向C运动过程速度越来越小,故题中电场是由一个处于圆心的负电荷产生的,根据库仑定律可以判断,电子沿AC方向运动时受到的电场力越来越大,故A错误;电子沿AC 方向运动时,电场力做负功,故电势能逐渐变大,故B正确;电场线与等势面垂直,且由电势高的等势面指向电势低的等势面,电子由A向C运动过程速度越来越小,故电场力向外,场强向内,故外侧电势较高,故φA>φB>φC,故C正确;电子沿AC 方向运动过程中,电场力逐渐变大,从A 到B 过程电场力较小,故从A 到B 过程电场力做功较少,根据电势差与电场力做功关系U AB =W AB q ,可以得到:U AB <U BC ,故D 错误.【答案】 BC4.(多选)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v 0射入电场,运动到A 点时速率为2v 0.现有另一电荷量-q 、质量m 的粒子以速率2v 0仍从O 点射入该电场,运动到B 点时速率为3v 0.若忽略重力的影响,则( )A .在O 、A 、B 三点中,B 点电势最高B .在O 、A 、B 三点中,A 点电势最高C .OA 间的电势差比BO 间的电势差大D .OA 间的电势差比BO 间的电势差小【解析】 由动能定理有:qU OA =12m (2v 0)2-12m v 20=32m v 20;-qU OB =12m (3v 0)2-12m (2v 0)2=52m v 20,故在三点中,B 点的电势最高,A 点的电势最低,OA 间的电势差比BO 间的电势差小,所以选AD.【答案】 AD静电场中功能关系问题的三种情况(1)合力做功等于物体动能的变化量,即W 合=ΔE k .这里的W 合指合外力做的功.(2)电场力做功决定物体电势能的变化量,即W AB =E p A -E p B =-ΔE p .这与重力做功和重力势能变化之间的关系类似.(3)只有电场力做功时,带电体电势能与动能的总量不变,即E pl +E kl =E p2+E k2.这与只有重力做功时,物体的机械能守恒类似.高中物理考试答题技巧及注意事项在考场上,时间就是我们致胜的法宝,与其犹犹豫豫不知如何落笔,倒不如多学习答题技巧。
高中物理(人教版)选修3-1 优秀学案--1.5《电势差》
第五节电势差学案课前预习学案一、预习目标1.理解电势差是描述电场的能的性质的物理量。
2.理解电势是描述电场的能的物理量。
二、预习内容1、你知道什么叫“类比”吗?所谓类比,就是将两个(或两类)研究对象进行对比,根据它们在某些方面有相同或相似的属性,进一步推断它们在其他方面也可能有相同或类似的属性。
“类比”法是一种科学的研究方法。
2、电势能和我们以前学过的哪种能量相类似?二、电势能与重力势能对比后得到:结论:,电势能减小;电场力作负功(克服电场力做),。
静电力做的功等于电势能的减少量,公式三、电势定义:公式:变形得:。
课内探究学案一、学习目标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逐渐降低.3.知道电势能,知道电场力做功与电势能改变的关系.二、学习过程电势差与电势的关系。
电势差定义:也叫。
设电场中A点的电势为,B点的电势为,电势差表示成也可以表示成显然讨论与交流: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?这与力学中学过的哪个概念相似?二、静电力做功与电势差的关系。
电荷q 从电场中A 点移到B 点,静电力做功与电势差的关系。
= = =即或1、由什么决定?跟、q 有关吗?2、跟q 、有关吗?三、反思总结1、电势差和电势的概念。
2、电势差和电势的区别。
3、应用AB AB qU W 计算时的注意事项。
四、当堂检测1、关于对 和 = 的理解,正确的是( )A 、电场中A 、B 两点的电势差和两点间移动电荷的电量q 成反比B 、在电场中A 、B 两点移动不同的电荷,电场力的功和电量q 成正比C 、与q 、无关,甚至与是否移动电荷都没有关系D 、与q 、无关,与电荷移动的路径无关2、关于电势差和电势φA 、φB 的理解,正确的是( )A 、表示B 点与A 点之间的电势差,即 = φB - φAB 、和是不同的,它们有关系: =C 、φA 、φB 都有正负,所以电势是矢量D 、零电势点的规定虽然是任意的,但人们常常规定大地和无穷远处为零电势点课后练习与提高1、有一个带电量q = -3.0×10-6 C 的点电荷,从电场中的A 点移到B 点时,克服电场力做功6.0×10-4J ,从B 点移到C 点时,电场力做功9.0×10-4 J 。
高中物理选修3-1学案5:1.5 电势差
1.5 电势差课程目标:1.理解电势差的概念及其正值、负值的含义,知道电势差与零电势点的选择无关。
2.会用公式U AB =φA -φB 及U AB =W AB q进行有关计算。
情景思考:雷电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观又有点令人生畏的放电现象,你知道雷电是怎么形成的吗?基础知识梳理:(1)电场中任意两点间的电势之差叫做________,也叫做电压,它与电势零点的选取无关。
(2)电场中A 点的电势记做φA ,B 点的电势记做φB ,则A 、B 两点间的电势差表示成U AB =________,B 、A 两点间的电势差表示成U BA =________。
(3)电荷q 在电场中从A 点移动到B 点,A 、B 两点间的电势差为U AB ,则静电力做的功W AB =qU AB ,该公式不仅适用于__________,而且对________(或任何电场)也成立。
(4)电势差也可以这样定义:在电场中把检验电荷从A 点移动到B 点,静电力所做的功W AB 跟被移动的电荷的电荷量q 的比值叫做A 、B 两点间的电势差。
公式记做____________。
重点难点突破:1.怎样正确理解电势差(1)电势差。
①电场中两点的电势差,由电场本身的初末位置决定。
在确定的电场中,即使不放入电荷,任何两点间的电势差都有确定的值;与零电势点的选取无关,即有绝对性。
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U AB 、而B 、A 之间的电势差记为U BA 。
且U AB =-U BA 。
③电势差是标量,但电势差有正负,且电势差的正负表示电场中两点电势的高低,如U AB =-6 V ,表示B 点的电势比A 点的电势高6 V 。
(2)电势差与电势的区别和联系。
AB AB(1)W AB=qU AB的理解:W由q及两点间电势差来决定。
W∝q,W∝U AB。
(2)U AB=W ABq的理解:A、B两点间的电势差,数值上等于单位正电荷由A移到B时,电场力所做的功W AB,但电势差的大小只与电场中A、B的位置决定,与q、W AB无关。
人教版选修3—1 物理:1.5 电 势 差 学案
电势差【学习目标】(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。
【学习重点】应用电势差的概念求解静电力对电荷所做的功。
【学习过程】一、自主学习(1)静电力做功的特点:(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。
(3)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?二、合作探究1.电势差与电势的关系讨论:(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讨论:UAB 由什么决定?由WAB。
q决定吗?WAB由q、UAB决定吗?三、例题点拨教师引导学生分析、求解。
培养学生对概念的理解能力和分析解决问题的能力。
例题之后教师要帮助学生及时总结点评:在应用公式,对各物理量的符号的处理方法:计算时将各量的正、负号代入公式,并根据结果的正、负号进行判断。
【达标检测】1.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,电场力作的功是标量D.在匀强电场中与电场线垂直方向上任意两点2.电场中,把点电荷q=+2×10-11C,由A点移到B点,电场力做功WAB=4×10-11J。
人教版物理选修3-1 1.5电势差导学案(无答案)
【使用说明】先明确学习目标,再认真阅读教材,独立完成自主学习部分,然后完成合作探究问题。
【学习目标】
1.记住电势差的概念
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.激情投入,感受学习物理的乐趣
【自主学习】
补充与质疑
1、什么叫电势差?
电场中两点间的差值,也叫。
(1)则电场力做的总功为;
(2)a、b两点间的电势差Uab为;
(3)a、c两点的电势差Uac为。
6课后第二题
7课后Байду номын сангаас三题
【我的课堂小结】
4、如图所示的电场中,A、B两点间的电势差UAB=20V,将点电荷q=-2×10-9C,由A点移到B点,静电力所做的功是多少
5、如图所示,匀强电场场强E=100V/m,A、B两点相距10cm,A、B连线与电场线夹角为60o,则UBA为( )
A.-10V
B.10V
C. -5V
D.
5、如图所示的电场,E=1000V/C,ab=3cm,bc=2cm。将电荷量为q=5×10-8C的点电荷沿矩形abcda移动一周。
2、电场中A、B两点的电势是 =800 V, = -200 V,把电荷q= -1.5×10-8C由A点移到B点,电场力做了多少功?电势能是增加还是减少,增加或者减少多少?
3、在如图所示的电场中,把点电荷q=+2×10-11C,由A点移到B点,电场力做功WAB=4×10-11J。A、B两点间的电势差UAB等于多少?B、A两点间的电势差UBA等于多少?
,
2.设电场中A点的电势为 ,B点的电势为 ,
则有
或者表示成显然
【合作探究】
补充与质疑
高中物理 1.5电势差导学案 新人教版选修3-1(2021年最新整理)
高中物理1.5电势差导学案新人教版选修3-1编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(高中物理1.5电势差导学案新人教版选修3-1)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第一章 静电场第五节 电势差【学习目标】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 .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。
预习案【自主学习】1、试分析图1的数据说说高度、高度差、重力功与零势能面的选择是否有关?2、试分析图2的数据说说电势、电势差、电场力功与零电势的选择是否有关?3、比较图1和图2的数据说说哪些量可以类比?【学始于疑】 图2图1探究案【合作探究一】电势差与电势的关系问题1:电势差U AB 与U BA 相同吗?问题2:电势差的正负表示什么意义?归纳总结【合作探究二】静电力做功与电势差的关系1、电荷q 从电场中A 点移到B 点,试推导静电力做功与电势差的关系。
2、U AB 由什么决定?跟W AB 、q 有关吗?3、W AB 跟q 、U AB 有关吗?【课堂小结/本节知识网络】【思考】1、应用AB AB qU W 计算时的注意事项。
2、试总结计算电场力做功的几种方法。
【当堂检测】1.将一个电量—2×10—8C的点电荷,从零电势点O移到M点需克服电场力做功4×10—8J,则M 点电势φM=___________;若将该电荷从M点再移至N点,电场力做功1.4×10-7J,则N点电势φN=__________,M、N两点间的电势差U MN =_____________。
人教版高中物理选修(3-1)-1.5《电势差》教案
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学案:1.5 电势差
第5节电势差学习目标核心提炼1.理解电势差的概念,知道电势差与电势零点的选择无关。
1个概念——电势差2个公式——U AB=φA-φBU AB=W ABq2.掌握两点间电势差的表达式,知道两点之间电势差的正负与这两点的电势高低之间的对应关系。
3.会用U AB=φA-φB及U AB=W ABq进行有关计算。
一、电势差1.定义:电场中两点间电势的差值。
也叫电压。
2.电场中两点间的电势差与零电势点的选择无关(填“有关”或“无关”)。
3.公式:电场中A点的电势为φA,B点的电势为φB,则U AB=φA-φB,U BA=φB -φA,可见U AB=-U BA。
4.电势差是标量,U AB为正值,A点的电势比B点的电势高;U AB为负值,A点的电势比B点的电势低。
5.电势差的单位和电势的单位相同,均为伏特,符号是V。
二、静电力做功与电势差的关系1.推导:⎭⎬⎫W AB=E p A-E p BE p A=qφA,E p B=qφB⇒W AB=qU AB⇒U AB=W ABq。
2.结论:静电力做功与路径无关,只与初、末位置间的电势差有关。
思考判断1.电势差的正、负代表了电势差的大、小。
(×)2.U AB=8 V,表示A点电势比B点高8 V。
(√)3.某点电势也可以看成是该点与零电势点的电势差。
(√)4.电势差U AB等于将电荷q从A点移到B点时,静电力所做的功。
(×)W AB q 可知,U AB与W AB成正比,与q成反比。
(×)5.由U AB=电势与电势差的关系[要点归纳]1.关于电势差的四点说明(1)电场中两点间的电势差,由电场本身决定,与在这两点间移动的电荷的电荷量、静电力做功的大小无关。
在确定的电场中,即使不放入电荷,任何两点间的电势差也有确定值。
(2)求电势差时,必须明确所指的是哪两点的电势差。
A、B间的电势差记为U AB,B、A间的电势差记为U BA。
U AB=-U BA。
人教版高二物理 选修3-1导学案:1.5电势差 无答案
1、5、电势差( )A.W AB>W AC B.W AD>W ABC.W AC=W AD D.W AB=W AC3.一电荷量为+2×108−C的点电荷在外力作用下,从静电场中的a点运动到b点,在这个过程中电场力对点电荷做功为8×108−J,若a点电势为ϕa,b点电势为ϕb,则下列结论中正确的是( )A.可以判定ϕa-ϕb=400 V B.可以判定ϕa-ϕb=-400 V C.ϕa-ϕb可能等于零D.不能判断ϕa-ϕb的值4.电场中有A、B两点,把某点电荷q从A点移到B点的过程中,电场力对该电荷做了负功,则下列说法正确的是( )A.该电荷是正电荷,则电势能减少B.该电荷是正电荷,则电势能增加C.该电荷是负电荷,则电势能增加D.电荷的电势能增加,但不能判定是正电荷还是负电荷5.如图1-5-3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ϕ2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4J时其动能大小为( )A.16 J B.10 J C.6 J D.4J6.如图1—5-5所示的电场中,将2C的正电荷分别由A、C两点移动到B点时,电场力所做的功分别是30 J、-6 J,如果取B点为零电势点,A、C两点的电势分别是ϕA=____________ V,ϕC=______________ V,AC间的电势差U AC=____________________ V.7.在电场中把电荷量为2.0×109−C的正电荷从A点移到B点,静电力做功为-1. 5×107−J,再把电荷从B点移到C点,静电力做功为4.0×107−J.(1) A、B、C三点中哪点的电势最高? 哪点的电势最低?(2) A、B间,B、C间,A、C间的电势差各是多大?(3) 把-1.5×109−C的电荷从A点移到C点,静电力做多少功?拓展提高:1.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U AB=W AB/q,说明两点间的电势差U AB与电场力做功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点电场力所做的功C.将l 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 VD.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2.(2005年上海高考)在场强大小为E的匀强电场中,一质量为m,带电荷量为+q的物体以某一初速沿电场反方向做匀减速直线运动,其加速度大小为0.8qE/m,物体运动s距离时速度变为零,则( )A.物体克服电场力做功qEs B.物体的电势能减少了0.8qEsC.物体的电势能增加了qEs D.物体的动能减少了0.8qEs3.如图1-5-7所示,在粗糙水平面上固定一点电荷Q,在M点无初速释放一带有恒定电荷量的小物块,小物块在Q的电场中运动到N点静止,则从M点运动到N点的过程中()A.小物块所受电场力逐渐减小B.小物块具有的电势能逐渐减小C.M点的电势一定高于N点的电势图1-5-7 D.小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功4.电场中某一电场线为一直线,线上有A、B、C三个点,把电荷q1=108−C 从B点移到A点时电场力做了107−J的功;电荷q2=-108−C,在B点的电势能比在C点时大107−J ,那么:(1) 比较A、B、C三点的电势高低,由高到低的排序是___________ ;(2) A、C两点间的电势差是__________________ V;(3) 若设B点的电势为零,电荷q2在A点的电势能是____________ J.5.在电场中有A、B两点,它们的电势分别为ϕA=-100V,ϕB=200 V,把电荷量q=-2.0×107−C的电荷从A点移动到B点,是电场力做功还是克服电场力做功? 做了多少功?6.如图1—5—8所示,将一质量为m,电荷量为+g的小球固定在绝缘杆的一端,杆的另一端可绕通过O点的固定轴转动,杆长为L,杆的质量忽略不计,杆和小球置于场强为E的匀强电场中,电场方向如图所示,将杆拉至水平位置OA,在此处将小球自由释放,求杆运动到竖直位置OB时小球的动能及小球电势能的变化.探究:对比高度差与电势差,谈谈你对电势差的认识。
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。
高二人教版物理选修3-1 精品导学案: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6×10-6C的负电荷从电场中A点移到B点,克服电场力做3×10-5J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=2.0×10-9 C,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.教师个人研修总结在新课改的形式下,如何激发教师的教研热情,提升教师的教研能力和学校整体的教研实效,是摆在每一个学校面前的一项重要的“校本工程”。
高级中学高中物理(人教版)选修3-1导学案:1.5电势差
1.5 电势差班级姓名,1课时使用时间一.学习目标结合电势、电势能、静电力做功,通过对比让学生深入理解电势差及其之间的关系重点:理解掌握电势差的概念、定义式。
难点:根据电势差的定义式进行有关计算。
重点:理解掌握电势差的概念、定义式。
难点:根据电势差的定义式进行有关计算。
二、自学检测电势差1、定义:2、定义式:U AB= U BA=说明:3、电场力做功与电势差的关系:两种表达形式:强调:(1)(2)4、静电场中电势差怎样来测量呢?三、合作探究任务一、电势差[问题设计]如图1所示,A、B、C为同一电场线上的三点,取B点电势为零时,A、C两点的电势分别为8 V和-6 V.(1)电荷量为q=3 C的电荷在三点具有的电势能分别是多少?(2)电荷从A到B和从A到C电场力做的功分别是多少?(3)若取C点电势为零,电荷在三点的电势能分别是多少?三点的电势分别是多少?(4)当选取B点电势为零时,A点电势比B点电势高多少?B点电势比C点电势高多少?当选取C点电势为零时,情况又如何?不论选B点电势为零还是选C点电势为零,A都是比B高8 V,B都是比C高6 V.【归纳小结】1.电势差:电场中两点间_____的差值,又叫_____,其单位是______.2.电势差的计算公式:UAB=________,UBA=________,UAB=-UBA.3.电势差有正负,电势差的正负表示电势的______.例1 下列说法正确的是 ( )A .电势差与电势一样,是相对量,与零点的选取有关B .电势差是一个标量,但是有正值和负值之分C .电势差的大小与移动的电荷量有关,电荷量大,电势差大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UAB =UBA 任务二、电场力做功与电势差的关系[问题设计]电荷沿如图2所示的曲线由电场中的A 点运动到B 点,已知A 、B 两点的电势分别为φA 、φB ,则:(1)电荷在A 、B 两点具有的电势能分别为多少?(2)此过程电场力做功WAB 为多少?【归纳小结】1.电场力做功与电势差的关系:WAB =_______或UAB =_____.2.上面两个公式确定了电场力做功与电势差的关系,由于电势差由__________决定,故不能认为UAB 与WAB 成正比,与q 成反比.3.公式WAB =qUAB 中各物理量符号的处理方法:(1)带正、负号进行运算:把电荷q 的电性和两点间的电势差U 的正、负代入,算出的功为正,则说明电场力做正功,电荷的电势能减小;算出的功为负,则说明电场力做负功,电荷的电势能增大.(2)只将绝对值代入公式运算:即在计算时,q 、U 都取绝对值,算出的功也是绝对值,至于电场力做的是正功还是负功,可以根据电荷的正、负及电荷移动的方向与电场线方向的关系判断.4.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,电荷克服电场力做6×10-4 J 的功,从B 点移到C 点,电场力对电荷做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.右图中MN 为电场中某一条电场线方向向右,在线取两点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。
高二物理人教版选修3-1《1.5电势差》共案
课题 5电势差设计教师 单立强授课教师时间课型 新授课 课时1课时 教学目标一、知识与能力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 二、过程与方法 结合电势、电势能、静电力做功,通过对比让学生深入理解电势差及其之间的关系 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 重点 难点 重点:1、电势差的概念;2、电势能的改变与电场力做功的关系;3、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。
教法讲授法、讨论法 教具多媒体课件 教学过程设计教材处理师生活动一、复习前一课时的知识1、静电力做功与电势能的关系。
2、电势概念。
二、新课教学通过对重力场中的高度、高度差和电场中的电势、电势的差值进行类比教学过程设计 教材处理 师生活动1、 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。
用AB U 表示。
(2)公式:B A AB U ϕϕ-= 或 A B A B U ϕϕ-= ①所以有:AB U = -BA U ②注意:电势差是标量,可正,可负。
、 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?答:表示两点电势高低 (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?这与力学中学过的哪个概念相似?答:①无关 ②与重力势能相似2、静电力做功与电势差的关系 电荷Q 在电场中从A 移动到B 时,静电力做的功W AB 等于电荷在A 、B 两点的电势能之差。
推导:()AB B A B A PB PA AB qU q q q E E W =-=-=-=ϕϕϕϕ 所以有: AB AB qU W = 或 qW U ABAB = ③即:电场中A 、B 两点间的电势差等于电场力做功与试探电荷Q 的比值。
注意:电场中A 、B 两点间的电势差与移动电荷的路径无关,只与AB 位置有关[例题] 分析P 21例题(教案略)教师引导学生分析、求解。
人教版物理选修3-1《电势差》导学案(含答案)
1.5 (一)《电势差》导学案【提振信心】学而不思则罔,思而不学则殆;要学思恰当结合,才能掌握到位。
【上节目标检测】1、将带电量为1×10-8C的正电荷,从无限远处移到电场中的A点,要克服电场力做功1×10-6J,问:⑴电荷的电势能是增加还是减少?电荷在A点具有多少电势能?⑵A点的电势是多少?⑶若电场力可以把带电量为2×10-8C的电荷从无限远处移到电场中的A点,说明电荷带正电还是带负电?电场力做了多少功?(取无限远处为电势零点)【本节目标展示】1、理解电势差的概念,知道电势差与电势零点的选择无关。
2、掌握两点间电势差的表达公式,知道两点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之间的关系,会应用静电力做功的公式进行相关的计算。
【本节目标探究及释疑】1、电势差(1)电势差是电场中两点间的电势的差值,即:U AB= 或U BA=显然U AB=-U BA(2)电场中某一点的电势,与选取的电势零点有关;而电场中两点间的电势差,与选取的电势零点。
(3)电势和电势差单位都是,符号,都有正负值,但都是量a. 电势的正负表示该点比电势零点的电势高或低;b. 电势差的正负表示电场中两点电势的高低。
说明:电势差也叫电压,在很多场合下电压不带正负号。
2 、电势差与电场力做功的关系(1)推导: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W AB与两点间电势差U AB关系:(2)关系式:或[思考]U AB由什么决定?由W AB、q决定吗?所以电势差反映了.3、应用AB AB qU W =计算时,相关物理量用正、负值代入,其结果:AB W >0,电场力做功;AB W <0,电场力做功(也可以说成物体克服电场力做功);AB U >0,表示A ϕB ϕ;AB U <0,表示A ϕB ϕ(比较A ϕ和B ϕ的高低)【本节目标训练及检测】(提示:应用AB AB qU W =计算时,注意各物理量用正负值代入。
人教版高中物理选修(3-1)-1.5《电势差》名师导学案
《电势差》学案
荆门市龙泉中学 孙玉琴
学生实验:探究电势差与零电势的关系
实验器材:干电池两节 铺导电纸的垫板 灵敏电表 探针一对 开关一个 导线若干 实验原理:在导电纸上的电场中,选定不同的零势点,测量各点电势,进而确定两点
间的电势差。
参考步骤:(1)用导线连接电源、开关及导电纸上的两个接线柱,将红、黑探针分别连在灵
敏电表的正、负接线柱上。
(2)在导电纸上选定四个点,标记为A 、B 、O 1、O 2。
(3)闭合开关,先以O 1点为零电势,黑探针触压O 1点,红探针触及A 点,此
时指针偏转的格数便可表示A O 1间电势差的大小,即为A 点电势。
(4)保持黑探针位置不动,将红探针移到B 点读数,注意正负。
(5)再选定O 2点为零电势,则黑探针触压O 2点,同样方法测出A 点及B 点电
势,并记录。
(6)完成实验后断开电源。
数据记录:
实验分析:AB 两点间的电势差与零电势选取是否有关?
电场中任意两点的电势差应由什么决定? B A O 2O 1AB 间电势差( )点电势( )
点电势( )零电势点A ϕB ϕAB U O 1O 2+-A B
例题:在电场中把3.0 ×10-9C 的正电荷从A 点移到B 点,静电力做功1.5 ×10-7J.再把这个电荷从B 点移到C 点,静电力做功-6.0 ×10-7J 。
(1)A 、B 间,B 、C 间,A 、C 间的电势差各是多少?
(2)比较A 、B 、C 三点电势的高低,在右图电场中确定三点的位置。
(3)把一电子从A 点移到C 点电场力做多少功?( )
C e 19106
.1-⨯=。
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。
人教版高二物理选修3-1导学案设计:1.5电势差(无答案)
【课题名称】5.电势差课型 新授课 课时 1 【学习目标】 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U AB =W AB /q 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逐渐降低.3.知道电势能,知道电场力做功与电势能改变的关系.【学习重点】 静电力做功与电势能变化之间的关系 【学习难点】 电势的概念,等势面的特点【学法指导】 合作探究、归纳总结;【导学过程】 (学习方式、学习内容、学习程序、问题)【预习导学笔记】 一、预习内容1、你知道什么叫“类比”吗?所谓类比,就是将两个(或两类)研究对象进行对比,根据它们在某些方面有相同或相似的属性,进一步推断它们在其他方面 也可能有相同或类似的属性。
“类比”法是一种科学的研究方法。
2、电势能和我们以前学过的哪种能量相类似?3、电势能与重力势能对比后得到:结论: ,电势能减小;电场力作负功(克服电场力做), 。
静电力做的功等于电势能的减少量,公式4、电势定义: 公式: 变形得: 。
1.电场中两点间 的差值叫做电势差,U AB =2.静电力做功与电势差的关系:W AB = 。
3.表达式:q W U ABAB (两点电势差与WAB、q无关)二、学习过程一、电势差与电势的关系。
电势差定义: 也叫 。
设电场中A 点的电势为 ,B 点的电势为 , 电势差表示成 也可以表示成 显然讨论与交流: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?自主学习静电力做功与电势能变化之间的关系AB AB qU W =计算时的注意事项。
【堂堂清检测】 〖基础达标〗 1.一个带正电的质点,电量q =2.0×10-9C,在静电场中由a 点移到b 点,在这过程中,除电场力外,其他力做的功为6.0×10-5J,质点的动能增加了8.0×10-5J,则a 、b 两点间的电势差为( ) A.3×104 V B.1×104 V C.4×104 V D.7×104V 2.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 U AB =W AB /q ,说明两点间的电势差U AB 与电场力做功W AB 成正比,与移动电荷的电量q 成反比 B.A 、B 两点间的电势差在数值上等于将正电荷从A 点移到B 点电场力所做的功 C.将1 C的正电荷从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,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 3.关于等势面,正确的是 ( ) A .等势面上各点电势一定为0 B .等势面上任意两点间电势差一定为零 C .在同一等势面上,无论沿任何路径移动电荷.电场力都不做功 D .两个不同的等势面上任意两点间的电势差为一定值 4.某电场中等势面分布如图所示,图中虚线表示等势面,过a 、b 两点的等势面电势分别为40 V 和10 V ,则a 、b 连线的中点C 处的电势应( ) A.肯定等于25 V B.大于25 V C.小于25 V D.可能等于25 V 5.在电场里,一个电子从A 点移到B 点,电场力做功30 eV,已知B 点的电势为110V ,求A 点的电势ϕA . 6.在电场中有甲、乙两点,ϕ甲=10 V ,ϕ乙=5 V ,将一电荷q=-2×10-11C 从甲移到乙,则电场力做多少功?电势能如何变化? 7.如图所示,a 、b 、c 表示点电荷的电场中的三个等势面,它们的电势分别为ϕϕϕ41,32,.一带电粒子从a 面某点由静止释放后,仅受电场力作用而运动,已知它经过b 面时速率为v ,则它经过c 面时的速率是多大? 8.将带电量为6×lO -6C 的负电荷从电场中的A 点移到B 点,克服电场力做了3×10-5J 的功, 再从B 移到C 点, 电场力做了1.2×lO -5J 的正功,则 (1)A 、C 间的电势差U AC 为多少?学生自主学习完成堂堂清检测试题ba c(2)电荷从A点移到B点,再从B点移到C点的过程中电势能共改变了多少?〖能力提升〗9.电场中有A、B两点,一个点电荷在A点的电势能为1.2×10-8J,在B点的电势能为0.80×10-8J.已知A、B两点在同一条电场线上,如图所示,该点电荷的电荷量为1.0×10-9C,那么A.该电荷为负电荷B.该电荷为正电荷C.A、B两点的电势差U AB=4.0 VD.把电荷从A移到B,电场力做功为W=4.0 J10.AB连线是某电场中的一条电场线,一正电荷从A点处自由释放,电荷仅在电场力作用下沿电场线从A点到B点运动过程中的速度图象如图所示,比较A、B两点电势φ的高低和场强E的大小,下列说法中正确的是A.φA>φB,E A>E BB.φA>φB,E A<E BC.φA<φB,E A>E BD.φA<φB,E A<E B11.如图所示,在匀强电场中分布着A、B、C三点,且BC=20 cm.当把一个电荷量q=10-5C的正电荷从A点沿AB线移到B点时,电场力做功为零.从B点移到C点时,电场力做功为-1.73×10-3J,则电场的方向为_______,场强的大小为______.12.如图所示中,A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点,已知A、B、C三点的电势分别为φA=15 V,φB=3 V,φC=-3 V,由此可得D点的电势φD=_____ V.13.质量为m、电荷量为q的质点,在静电力作用下以恒定速率v沿圆弧从A点运动到B点,其速度方向改变的角度为θ(rad),AB弧长为s,则A、B两点间的电势差φA-φB=_______,AB弧中点的场强大小E=_______.14.倾角为30°的直角三角形底边长为2 L,底边处在水平位置,斜边为光滑绝缘导轨,现在底边中点O处固定一正电荷Q,让一个质量为m的带正电质点q从斜面顶端A沿斜边滑下(不脱离斜面),如图所示,已测得它滑到B在斜面上的垂足D处时速度为v,加速度为a,方向沿斜面向下,问该质点滑到斜边底端C点时的速度和加速度各为多大?学生总结本节课主要内容。
物理人教选修3-1教学设计:1.5 电势差含解析
教学设计5 电势差本节分析本节以电势的概念为起点,把地理位置中的两点间的高度差与电场中两点间电势差进行比较,得到高度和电势都具有相对性,它们与参考点的选取有关,但高度差和电势差却保持不变(与参考点的选取无关).因此,在解决实际应用问题时,电势差比电势更方便.教材是通过电场力做功与电荷量的比值法定义的电势差.在教学实践中,很多教师和学生公认这一节内容难教难学.物理概念抽象,物理概念之间的联系复杂.而采用比值定义法使学生在理解概念的物理本质上走弯路,两个与电势差无本质关联的物理量(电荷量和电场力做功)的比值不变只能反映出三个物理量之间的数学关系,无法深入探寻电势差的物理意义.所以本教学设计引导学生从比值定义和电场本质两种方法去探究电势差.学情分析对电势差概念的引入,若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,则可以增强知识的感知性,这有助于学生记住公式.在学习过程中,学生应从电势差的本质意义上进行学习和理解,真正掌握电势差的概念.另外,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.教学目标错误!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,熟练掌握电场力做功与电势能变化的关系.错误!过程与方法培养学生的分析能力、抽象思维的能力和综合能力.错误!情感、态度与价值观通过对原有知识的加工及对新旧知识的类比、概括,培养学生自我更新的能力.教学重难点错误!重点:(1)电势差的概念.(2)静电力做功公式的推导和该公式的具体应用.错误!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.教学方法类比法、推导公式法、讨论法.教学准备多媒体辅助教学设备.教学设计(一)(设计者:王洪娜)教学过程设计点为电势零点,则D点的电势为多少?两点的电势相差多少?【讨论后小结】,φ1>φ2,φ>φ板书设计5 电势差一、电势差1.定义:电场中两点间电势的差值2.电势差与电势的关系:U AB=φA-φB或者U BA=φB-φAU AB=-U BAW AB=E p A-E p B=qφA-qφB=q(φA-φB)=qU AB U AB=错误! 2.电势差的物理意义:电势差反映了电场本身的性质3.单位:伏特符号:V 1 V=1 J/C二、典型例题教学反思首先在学生已有的基础上引导学生提出电势差概念,运用比值法定义电势差引入概念的教学,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电势零点面的选取无关.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.物理教材内容的编排根据学生学习能力发展程度循序渐进地增加知识难度,逐渐提升知识的综合集成度.知识的传授过程可以是重走科学发展的曲折过程,也可以站在科学成果的知识高峰上为学生的攀登指出快捷之路.教学设计要尽量减少弯路和知识迷宫的出现,提高教学效率.课改后的新教材,电势差概念于电势能、电势概念之后出现,这更符合概念上的递进逻辑关系.新教材的编写,有利于学生对电势差的理解,降低了学习难度.电势差,即电压,在工程技术上,乃至在后续理论中占据重要而显著地位.在一定程度上说,比电势概念更为丰富和重要.所以,教师应该采用高超的教学技巧避免“因简单而忽视”的学习心理倾向.其中,强化W=qU的运用,突出其优点的教学可能是一个便捷途径.教学设计(二)(改编者:高娜)教学过程设计一、引入新课用不同的位置作为测量高度的起点,同一位置的高度的数值就不相同,但相同两个位置的高度差却保持不变.同样的道理,选择不同的位置作为电势零点,电场中某点电势的数值也会改变,但电场中某两点间的电势的差值却保持不变.正是因为这个缘故,在物理学中,电势的差值往往比电势更重要.电场中两点间电势的差值,叫做电势差,也叫电压.那么,电势差与静电力做功有什么关系呢?这就是本节我们要学习的内容.(设计意图:用地理的位置高度与电场中的电势作类比,为本节的学习打下基础的同时,也让学生明确了本节的学习目标.)二、新课教学(一)电场力做功及电势【温故知新】上节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学习的内容.问题:1.静电力做功的特点2.电势的概念及特点(设计意图:既复习了旧知识,又为推导静电力做功与电势差的关系打下了基础.)(二)电势与电势差电势差的定义:电场中两点间电势的差值叫做电势差,也叫电压.设电场中A点的电势为φA,B点的电势为φB,则有U AB=φA-φB或者表示成U BA=φB-φA显然U AB=-U BA【提出问题】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.电势的数值与电势零点的选取有关,电势差的数值与电势零点的选取有关吗?为什么?这与力学中学过的哪个概念相似?(教师活动:教师组织学生思考、小组交流讨论,然后学生展示交流结论.)【归纳总结】电势差U AB 可以是正值,表示A 点的电势比B 点电势高,电势差U AB 可以是负值,表示A 点的电势比B 点电势低.电势的正负与电势零点的选取有关,电势差的正负与电势零点的选取无关.(三)静电力做功与电势差的关系在前面的学习中,我们已经得出静电力做功与电势能的变化关系,以及电势能与电势的关系.那能不能试着推导一下静电力做功与电势差的关系呢?(教师活动:组织学生推导静电力做功与电势差的关系式,可以让一名同学在黑板上展示推导步骤.)设一电荷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:W AB =E p A -E p B由电势能与电势的关系φ=E p q可得:E p A =qφA ,E p B =qφB 所以W AB =q (φA -φB ),即W AB =qU AB结论: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,而不必考虑静电荷移动的路径.【提出问题】U AB由什么决定,由W AB、q决定吗?(教师活动:教师组织学生思考、小组交流讨论,然后学生展示交流结论.)【归纳总结】1.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=错误!计算U AB,其中W AB由q和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.2.电势差的物理意义:电势差反映了电场本身的性质.3.电势差的单位:伏特,符号V,1 V=1 J/C。
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§1.5 电势差编号005【课前预习练】1.电场中两点间电势的差值叫,U AB=,U BA=A,因而U AB =-U BA.2.电势差是标量.电势差有正负,电势差的正负表示电场中两点电势的,若U AB>0,则φA>φB.如U AB=-5 V,说明A点的电势比B点的电势低5 V.3.公式W AB=qU AB,适用于电场,应用时要注意各物理量的正负,若q为负,U AB 为负,则静电力做的功为功;若q为负,U AB为正,则静电力做的功为功.4.某电场中,点电荷从a点移到b点,电场力做功为零,则( )A.a、b两点的场强一定相等 B.a、b两点间的电势差一定为零C.a、b两点的电势一定相等 D.电荷所受到的电场力总是垂直于其移动方向5.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U AB=W AB/q,说明两点间的电势差U AB与电场力做功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 VD.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6.关于电势差和电场力做功的说法中,正确的是( )A.电势差是矢量,电场力做的功是标量B.在两点间移动电荷,电场力不做功,则两点间的电势差为零C.在两点间被移动的电荷的电荷量越少,则两点间的电势差越大D.在两点间移动电荷时,电场力做正功,则两点间的电势差大于零7.如图所示为一个点电荷电场的电场线(实线)和等势线(虚线),两相邻等势线间的电势差为4 V,有一个带电荷量为q=1.0×10-8 C的负电荷从A点沿不规则曲线移到B 点,电场力做功为________ J.8.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:A与C两点间的电势差.【课堂探究练】【概念规律练】知识点一电势差1.下列说法正确的是( )A.电势差与电势一样,是相对量,与零点的选取有关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,不随零电势点的不同而改变,所以U AB=U BA2.将一个电荷量为10-6 C的负电荷从电场中的A点移到B点,克服电场力做功2×10-6 J.从C点移到D点,电场力做功7×10-6 J,若已知B点比C点电势高3 V,则U DA =______.知识点二电势差与电场力做功的关系3.关于电势差与电场力做功的说法中,正确的是( )A.电势差的大小由在两点间移动电荷时电场力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的功,电荷的电势能减小4.如图所示,把电荷量为-5×10-9 C的电荷,从电场中的A点移到B点,其电势能________(选填“增大”、“减小”或“不变”);若A点的电势U A=15 V,B点的电势U B=10 V,则此过程中电场力做的功为________ J.5.如图所示,a、b、c、d为匀强电场中四个等势面,相邻等势面间距离为2 cm,已知U AC=60 V,求:(1)设B点电势为零,求A、C、D、P点的电势;(2)将q=-1.0×10-10 C的点电荷由A移到D电场力所做的功W AD;(3)将q=1.0×10-10C的点电荷由B移到C,再经过D最后回到P,电场力所做的功W BCDP.6.如图所示,在a点由静止释放一个质量为m,电荷量为q的带电粒子,粒子到达b 点时速度恰好为零,设ab所在的电场线竖直向下,a、b间的高度差为h,则( )A .带电粒子带负电B .a 、b 两点间的电势差U ab =mgh qC .b 点场强大于a 点场强D .a 点场强大于b 点场强7.如图所示,光滑绝缘细杆竖直放置,它与以点电荷+Q 为圆心的某一个圆周交于B 、C 两点,质量为m ,带电荷量为-q 的小环从A 点由静止下滑,已知q ≪Q ,AB =h ,小环到达B 点时,速度为3gh ,求:(1)小环由A 到B 过程中,电场力对小环做的功;(2)A 、C 两点间的电势差U AC 等于多少?课堂学习记录:_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________【课后巩固练】1.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场强为零的另一点,电场力做功为零2.一电子飞经电场中A 、B 两点,电子在A 点电势能为4.8×10-17 J ,动能为 3.2×10-17 J ,电子经过B 点时电势能为3.2×10-17 J ,如果电子只受静电力作用,则( ) A .电子在B 点时动能为4.8×10-17 JB .由A 点到B 点静电力做功为100 eVC .电子在B 点时动能为1.6×10-17 JD .A 、B 两点间的电势差为100 V3.空间存在匀强电场,有一电荷量q(q>0)、质量m 的粒子从O 点以速率v 0射入电场,运动到A 点时速率为2v 0.现有另一电荷为-q 、质量为m 的粒子以速率2v 0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,B点电势最高B.在O、A、B三点中, A点电势最高C.OA间的电势差比BO间的电势差大D.OA间的电势差比BA间的电势差小4.如图中,a、b、c、d、e五点在一直线上,b、c两点间的距离等于d、e两点间的距离.在a点固定放置一个点电荷,带电荷量为+Q,已知在+Q的电场中b、c两点间的电势差为U.将另一个点电荷+q从d点移动到e点的过程中( )A.电场力做功qUB.克服电场力做功qUC.电场力做功大于qUD.电场力做功小于qU5.如图7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( )A.φA>φB>φC B.E C>E B>E AC.U AB<U BC D.U AB=U BC6.一个电子在电场中的A点具有80 eV的电势能,当它由A点运动到B点时克服静电力做功30 eV,则( )A.电子在B点时的电势能是50 eV B.电子的电势能增加30 eVC.B点电势比A点高110 eV D.B点电势比A点低110 eV7.如图所示,O是一固定的点电荷,另一点电荷P从很远以初速度v0射入点电荷O的电场,在电场力作用下的运动轨迹是曲线MN.a、b、c是以O为中心、R a、R b、R c为半径画出的三个圆,R c-R b=R b-R a.1、2、3、4为轨迹MN与三个圆的一些交点.以|W12|表示点电荷P由1到2的过程中电场力做功的大小,|W34|表示由3到4的过程中电场力做功的大小,则( )A.|W12|=2|W34|B.|W12|>2|W34|C.P、O两电荷可能同号,也可能异号D.P的初速度方向的延长线与O之间的距离可能为零8.图中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 eV9.如图所示,B、C、D三点都在以点电荷+Q为圆心的某同心圆弧上,将一检验电荷从A点分别移到B、C、D各点时,电场力做功大小比较( )A.W AB>W AC B.W AD>W ABC.W AC=W AD D.W AB=W AC10.如图11所示是一匀强电场,已知场强E=2×102N/C,现让一个电荷量为q=-4×10-8 C的电荷沿电场方向从M点移到N点,MN间的距离l=30 cm.试求:(1)电荷从M点移到N点电势能的变化;(2)M、N两点间的电势差.11.已知将电荷量为2.0×10-7C的正点电荷从电场中的M点移到N点时,静电力做功5.0×10-5J,将此点电荷从N点移到无穷远处时,静电力做功为1.5×10-5J,则M点的电势为多大?N点的电势为多大?12.如图所示的匀强电场中,有a、b、c三点,ab=5 cm,bc=12 cm,其中ab沿电场线方向,bc和电场线方向成60°角,一个电荷量为q=4×10-8C的正电荷从a点移到b点时静电力做功为W1=1.2×10-7 J,求:(1)匀强电场的场强E;(2)电荷从b移到c,静电力做功W2;(3)a、c两点间的电势差U ac.课后学习反思:_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。