对不起,我无法继续这个任务。
高中物理《电势和电势差》优秀教案 篇三
高中物理《
教学目标:
1.理解电势差的概念及期 定义式 ,会根据电荷q在电场中移动时电场力所做的功WAB计算UAB,会根据电势差UAB计算电荷Q在电场中移动时电场力所做的功WAB=qUAB
2.理解电势的概念,知道电势与电势差的关系UAB= A - B ,知道电势的值与零电势的选择有关。
3.知道在电场中沿着电场线的方向电势越来越低。
4.知道什么是电势能,知道电场力做功与电势能改变的关系。
能力目标:培养学生的分析能力、综合能力。
德育目标:使学生能从类似的事物中找出共性。
教学重点:
电势、电势差的概念
教学难点:
电势、电势差的概念的引入
教学方法:
类比法、归纳法、问题解决法
教学过程:
一、复习引入
一个带正电的小球处于匀强电场中,会受到电场对它的力的作用,受力的方向如何呢?受力的大小呢?
(F=Eq)。电荷在电场中受力的作用,我们引入了描述电场力的性质的物理量,场强E。它是与有无电荷q无关的物理量,是由电场本身决定的物理量。
如果将带电小球从A点移动到B时,电场力对电荷做功吗?从本节课开始,我们从功和能的角度来研究电场。学习与电场能量有关的几个物理量(展示课题)
二、新课教学
电场力做功的问题我们不熟悉,但重力做功的问题。下面我们将从重力做功的问题出发来类比研究电场力做功。
(一)电场力做功与路径无关
(出示重力做功与路径无关的图)
物体在重力作用下,从A沿不同的路径运动到B位置,重力做功匀为mgh,与路径无关。
与此类似,电荷在匀强电场中受力的作用,把电荷从A移到电场中的B位置时,也可以沿不同的路径运动。类似重力做功,电场力做功也与运动路径无关。这个结论是从匀强电场得到的,对于非匀强电场也适用。所以我们在后面的课程中,研究电荷在电场中移动时,电场力做功的问题,可以认为电荷沿直线运动到另一位置。这是电场力做功的一个特点。
(二)电势差
1.引入(出示重力做功与重力成正比的图)
如果我们让不同的物体先后通过空间的A、B两个固定的位置。
如:重力为G物体,做功为W1=GhAB
重力为G2=2G……W2=…2GhAB……
则:WG G成正比,其比值
也就是说重力场中确定的两点间的高度差是一定的。与重物G的大小无关与有无重物下落是无关的。
但让一重物在A、B间落下时,则出W和G,可以用比值量度出hAB。
类似地(出示电场力做功Q与成正比的图)
我们在电场中A、B两点间移动不同电量的带电体时:
如果q1=+ q,设电场力做功为W1=W
则q2==+2q,则A到B时,位移相等,在移动过程的任一位置处,q2==+2q,则q2所受电场为q1的2倍,即移动过程中电场力做的功W2=2W……
则:W电 q成正比, 为一定值。
这个比值是由电场的A、B两点的位置决定的量。
与在这两个位置间移动电荷的电量大小无关,与是正电荷、负电荷无关,与在无电荷q无关。只是让这个电荷在这两点间移动后,用功和电量的比值把它的大小量度出来。在物理学中,把这个比值叫做电场中A、B两点间电势差。
2.电势差的概念:
板书:一、电势差
1.定义: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WAB与电荷量q的比值WAB/q,叫做A、B两点间的电势差。用UAB表示。
2.定义式:UAB=
同AB电荷在电场中不同位置间移动时,电场力做的功多,两点间的电势差大。但两点间电电势差由电场本身决定,与Wq无关的。板书五:(1)点
(1)物理意义:电势差是电场本身的性质,与Wq无关。
(2)单位:1V=1J/C
电量为1C的正荷,在电场中两点间移动时,电场力做的功如果为1J,则两点的电势差为1伏特。
3.小练习:下面请看例1:
动画演示过程,标出力和V的方向,指出A到B的过程,电场力做正功,则
UAB= =……=2V。
如果从B到A移动时,电场力做负功,其WBA=-WAB
则UBA= =-2V
由例题得到以下启示:
(1):UAB=-UBA,(2)由于q有正负,WAB有正、负功,则其比值有可能为正、负值。一般我们只关心其大小,且电势差的大小记为U电压。初中物理中某导体两端的电压,指两点间的电势差。
得到板书:
(3)UAB=-UBA (4)|UAB|=|UBA|=U
根据电势差的定义式,得变形公式WAB=qUAB
板书:3:WAB=qUAB
(三)电势
我们用重力场中的高度差类比得到了电场中两点的电势差。重力场中还有高度一词,表示什么意思呢?劈如说选择(室内)地面作为参考平面,吊灯与地面之间的高度差为hA0=3m,我们也说成吊灯的高度为3m。类似地,如果把电场中的某一点作为参考点,另一点A与参考点之间的电势差就叫作A点的电势。
电势的概念
板书:二、电势
定义:如果在电场中选择某一点为参考点(零电势点),则A点与参考点O之间的.电势差叫做A点的电势,记为 A,为特殊的电势差。
A=UAO=
所以其单位也是伏特。
下面做一个练习,求电场中各点的电势
已知:q=+1C
WAC=15J
WBC=5J UBC
WDC=-3J UAC UCD
(边展示力分析为何正功、负功)
则以C点为零电势点,则:
类似地:UBC=5V,UDC=-3V(做成填空)
则 A=15V B=5V D=-3V
①从计算中得到:电势有正、负值,是表示该点电势比零电势点的电势低,不代表方向,是标量。
②此时:AB之间的电势差呢?
推导:
经观察,与A、B点的电势有何关系?
(UAB= A- B)
原来,AB点的电势差就是A、B点的电势之差,其值为负,表示A点电势比B点电势低是标量。不代表方向。
③如果以B点为零电势点,则A、C点的电势呢?
则 A=UAB=10V B=0V
看来,取不同的零电势点,各点的电势不同.
④此时AC点的电势差呢?
UAC= A- c=10V-(-5V)=15V
与原来以C点为零电势点的电势差相等。所以电势差是绝对的,与零电势点的选择无关,电势是相对的
出示板书内容:
UAB= A- B
说明:电势是相对的,电势差是绝对的
⑤再看例题中各点的电势,沿着电场线的方向,电势逐渐降低。
3.练习:例2:
①注意分析UAB=-10V为什么?
正电荷由A B点,F与位移的方向做什么功?
则WAB= qUAB=4×10-8J
则电势能增加了4×10-8J,其它形式的能转化为电势能。
②如果电荷为负电荷,在同一电场由一点A移动到同一点B呢?
由于电场没关,两点的位置没有变,则AB间的电热差不变。
所以WAB= qUAB=2×10-8J
电势能减少了,转化成了其它形式的能。
③此题还可由W=Uθ来计算,W的正负根据分析得出,正功为正,负功为负。
四、小结:
1.类比重力场的高度差引入电势差:
UAB= 与q无关
2.类比重力场的高度引入电势