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1 、 电势差的概念是一个比较困难的过程。对此,我们应引导学生应用类比的方法 2 、学生对电势能和电势理解不够透彻将直接影响到对电势差的认识。 3 、通过实例加深学生对电势差的理解。. 教学重点难点及学生情况分析. 返回. 教学过程:. 复习巩固:. 1 、电场力做功的特点是什么?. 静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关,但与电荷经过的路径无关 。. 2 、电场力做功和电势能的关系如何?. 电场力做正功,电势能就减少. 电场力做负功,电势能就增加. W AB = E PA -E PB. 3 、电势能和电势的关系如何?它们是绝对量还是相对量?.
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1、电势差的概念是一个比较困难的过程。对此,我们应引导学生应用类比的方法1、电势差的概念是一个比较困难的过程。对此,我们应引导学生应用类比的方法 2、学生对电势能和电势理解不够透彻将直接影响到对电势差的认识。 3、通过实例加深学生对电势差的理解。 教学重点难点及学生情况分析 返回
教学过程: 复习巩固: 1、电场力做功的特点是什么? 静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关,但与电荷经过的路径无关。 2、电场力做功和电势能的关系如何? 电场力做正功,电势能就减少 电场力做负功,电势能就增加 WAB= EPA-EPB 3、电势能和电势的关系如何?它们是绝对量还是相对量? 它们都是相对量,与零势能点的选择有关。
类比法 重力场 电场 电场力 重力 重力势能 电势能 电场力做功 重力做功 WG= EP1-EP2 W电= EPA-EPB 某点的电势 某点的高度 两点间高度差 ???
设电场中A点的电势为 ,B点的电势为 一、电势差与电势的关系 1、电势差:【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。 电场中两点间电势的差值,也叫电压 则有 或者表示成 显然 思考题
思考题 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? 表示两点电势高低 2、如果某一点的高度可以理解为该点距离 零参考点的高度差,那么某一点的电势应该 如何理解呢? 某一点的电势可以理解为距离零参考点 的电势差 φA=UAO 返回
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, ; 即 或
典型例题: 1、如图所示的电场中,A、B两点间的电势差UAB = 20 V,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? 解:电场力所做的功 WAB = UAB·q = 20×(-2×10-9) = -4.0×10-8J
典型例题: 2、在电场中把2.0 ×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-4.0 ×10-7J. • A、B、C三点中哪点电势最高?哪点最低? • A、B间, B、C间, A、C间的电势差各是多少? • 把-1.5 × 10-9C的电荷从A点移到C点电场力做多少功? • 根据以上所得结果,定性地画出电场分布的示意图,标出A、B、C三点可能的位置
3、在研究微观粒子常用电子伏特(eV)做能量的单位。1eV等于一个电子经过1v电压加速后所增加的动能。请推导电子伏特与焦耳的换算关系。3、在研究微观粒子常用电子伏特(eV)做能量的单位。1eV等于一个电子经过1v电压加速后所增加的动能。请推导电子伏特与焦耳的换算关系。 据动能定理有:ΔEk=W=qU=1.6×10-19×1J =1.6 ×10-19J 即:1ev =1.6 ×10-19J 返回
电势差的另一种定义方法-比值定义法 电势差在数值上等于移动单位正电荷所做的功 注:电场力做功有正负之分,电场力做正功WAB>0;电场力做负功,WAB<0.电荷量也有正负之分,对正电荷取q>0;对负电荷取q<0;利用该式计算时,要注意到WAB、q及UAB的正负.
公式 的应用 说明: ①此适用于任何电场。 ②式中UAB、WAB、 q都有正负,计算时都要注意各量的正负。 【提出问题】UAB由什么决定?由WAB、q决定吗?WAB由q、UAB决定吗? 【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=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。 返回
小结 1、电势差 :两点的电势之差,也叫电压 2、静电力做功与电势差的关系: 3、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。 4、电势差的单位:伏特 符号V 1V=1 J/C 5、电势差是标量。 或
1. 下列说法正确的是( ) A.电势差和电势一样,是相对量,与零点的选取有关 B.电势差是个标量,但是有正负之分 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. AB两点的电势差是恒定的,不随零电势点的不同位置而改变,所以 UAB=-UBA BC
C 2.对于电场中A、B两点,下列说法中正确的是( ) 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点移动到 B点电场力做的功。 C.将1C电荷从A点移到B点,电场力做1J的功,这 两点的电势差为1V。 D.电荷由A点移动到B点的过程中,除受电场力外, 还受其他力作用,电荷的电势能的变化就不再等 于电场力做的功。
3.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?3.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? 解:由静电力做功与电势差的关系得 V V
4.电场中A、B两点的电势是 A=800 V, B= -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? B=800-(-200)=1000 V 解:UAB= A- ∴WAB=qUAB=(-1.5×10- 8)×1000 = -1.5×10-5 J 电场力做负功,则电势能增加,增加1.5×10-5J
5.带电量为+3×10-6C的粒子先后经过电场中的A、B5.带电量为+3×10-6C的粒子先后经过电场中的A、B 两点,克服电场力做功6×10-4J,已知B点电势为 50V,则(l)A、B间两点间的电势差是多少? (2)A点的电势是多少?(3)电势能变化了多少? (4)把电量为-3×10-6C的电荷放在A点的电势能是多少? 解:(1) (2)φA=UAB+φB=(-200+50)V= -150V (3)因为克服电场力做功6×10-4J,所以电势能增 加了6×10-4J。 (4)EpA=qφA= -3×10-6×(-150)J= 4.5×10-4J
板书设计:电势差 • 一、有关功的知识以及重力做功和重力势能的关系 1、的量度:2、力做功:①力做功只与位置有关、与经过的路径无关;②力做功与势能的关系: ③力势能是相对的,有零势能面。(人为选定) • 二、电势差(1)定义:电场中两点间电势的差值,也叫电压。用UAB=。(2)公式: 或 ①所以有:=- ②电势差是标量,可正可负。正负表示两点电势的高低。与零电势点的选取有关,电势差的数值与零电势点的选取无关。③电势差UAB与q无关,仅与电场中A、B两位置有关,反映电场本身的性质。④电场中A、B两点间的电势差跟移动电荷的路径无关,只与AB位置有关 • 三.静电力做功与电势差的关系:WAB=qUAB。场力做功,电势能减少;做多少功,电势能就减少多少. • 四.电势差和电势UAB=φA-φB、UBA=φB-φA UAB=-UBA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. • 符号的处理:将各量的正、负号代入公式,并根据结果的正、负号进行判断。
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。