《2022-2023学年人教版必修三 10.2 电势差 教案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022-2023学年人教版必修三 10.2 电势差 教案.docx（7页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、10.2 电势差K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，得出静电力做功与电势差的关系式。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。等势面可以与地理的等高线类比，学生学习起来难度不大。但是对“等势面 一定与电场线垂直”这一结论的理解有困难。教科书中再次运用反证法，阐述这 个问题。K教学目标与核心素养物理观念：理解电势差的概念。知道电势差与零势能点的选取无关，知道它 的定义、公式、符号单位。科学思维：通过电势差概念的建立过程和电势差表达式的得出过程，了解和 体会类比法在科学研究的应用。科
2、学探究：列举电场中电势差的例子，感受电势差的大小以及正负值的含义。 认识到引入电势差概念的物理意义。科学态度与责任：绘画等势面，最求等势面的完美，善于区分事物的相同点 和不同点。培养学生的审美情感。K教学重点与难点重点：电势差的概念，电势能的改变与静电力做功的关系。难点：电势差的定义及在电场中静电力对电荷做功引起电荷的电势能的减少 的认识。K教学准备多媒体课件（教学过程一、新课引入如果我们要从6楼走到8楼，影响我们做功多少的因素是这两层楼的高度差 而不是楼的高度。某个电荷在确定的电场中由A点移动到B点，影响静电力做功多少的因素可能是A点或B点的电 高度差势值呢?还是A、B两点之间电势的差值呢？
3、.展示高楼图片，阐述高度差的含义。认识到从E6楼到8楼，看着两层的高度差就行了。所以静电力做功也是如此，A3的电势值不重要，我们只看电势的差值。得出结论：两点间的电势差值叫做电势差，也叫电压。二、新课教学（一）电势差1 .电势差的表达式类比法：测量这栋楼的高度，从从地面开始测量。即0m点在地面, 其它如图所示。由此可以看出整栋楼高就是50m。如果我选择地下为0m,根据刚才的假设，如图所以。同 样可以看到楼的高度还是50m没有变化。即0n）点的选择不影 响楼的高度，即高度差。电势也是如此。如图电场线上任意四点，随意假定。V势能6VipOV-W。sW点，其它依次类推。可以看出不论OV势能点在哪12
4、V9V3VOV里。每个数值之间相差3V是不变的。即点之间的电势差是不变的。所以选择不同的位置作为零电势点，电场中某点电势的数值会改变，但电场中某两点之间电势的差值却保持不变。这是电差的基本性质。问题1:那电势差的表达式什么呢？电场中A点的电势为泮，3点的电势为98。则它们之间的电势差可以表示为：Uab=qa-（pb我要提醒你注意一下脚标的写法，川-夕8就是U核 如果写成那就是Uba=(pb-(pa容易看出它两互为相反数，即Uab=-Uba2V IV 0V -IV0-0OOA B CD而Uba是负的。课堂练习例，如图求“8和-U丘 以及Ucq和-Udc解题提示：Uab=(pa-qb=2V-1V-
5、1VUba=(pb-(p 后 IV-2V=-lY, 同理 Ucq=/匕 Udc=TV注意：如果A点电势高于B点，那么Uab是正的，问题2：知道了电势差的定义，它和功或者能量有什关系呢？2 .静电力做功与电势差的关系式电荷q在电场中从A点移动到B点时，我们卜BOo知道静电力做的功W等于电荷在两点的电势能之差。整理这个式子，就可以导出静电力做的功与电势差的关系。Wab=Epa-EpbWAB=q(/)A-q(pB=q (q)A-(pB)-qUab 也就说是电场力做么就等于电量乘以电势差。 当然也可以把它写成U=电更 q这组公式非常有用，特别在非匀强电场中。它把初末位置的电势差与静电力 做功直接联系起
6、来，而不再考虑静电力和粒子的轨迹。课本例题：在电场中，把点电荷2X109。的正电荷从A点移到6点，静电力做功1.6x107j。再把这个电荷从8点移动到C点，静电力做功/Ox/。4。(1) A、B、C三点中哪点电势最高？哪点电势最低？(2) A、8间，B、。间，A、。间的电势差各是多大？(3)把-/Jx/gS的电荷从A点移动到。点，静电力做多少功？(4)根据以上结果，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。解题提示：(1)电荷从A移动到b静电力做正功，所以A点电势比8点 高。电荷从3移动到C静电力做负功，所以。点电势比5点高。但5、。间静 电力做功的绝对值比A、8间静电力做功的
7、绝对值大，可以得出C点电势最高,A点次之，8点最低。(2)根据静电力做功与电势差的关系式，A、5间的电势差A点电势比3点电势高80V同样根据静电力做功与电势差的关系式，。间的电势差。点电势比3点电势高200V4、。间的电势差UAC=UAB+UBC=80V-200V=-120V(3)电荷量夕=.5*/0一9。从4点移到。时，静电力做功为Wac=q Uac二(-L5xlg)x (-120) J；E=i.8xia7j. C K f ；即静电力做正功/.8X/0-7/；(4)电场分布图和A、B、。三点可能的位置课堂练习例2：在某电场中，已知A、3两点之间的电势差Uab为20V, q为-2X/0-9。
8、的电荷由A点移动到B点，静电力做的功是多少？电势能是增加还是减少，增 加或者减少多少？解题提示：根据静电力做功与电势差的关系式Wab-qUab二(-2xl0.9)x20J=-4xl08j所以静电力做负功，电势能增加根据 AjEp-WAxdx/O-”增加了 =4x/0附我们已经学习了电势和电势差的概念，比较抽象，如何形象的表示电场中电势的高低呢？(二)等势面130 m120 m110 m100 m! ! , 在地理课上我们们用等高线来表示地势的高低。展示图片：把一座座高山用数字标识，然后画到 水平面上。那么每一个高度所在的平面就可以用，下 面的图表示出来了，一眼就可以看出哪里搞哪里低了。与此相似
9、，在电场的图示中常用等势面来表示电势的高低。电场中，电势相等的各点在空间中构成一个立体的面叫作等势面。在二维图中通常用等势线来代表它。与电场线的功能相似，等势面也是用来 形象地描绘电场的。问题L等势面与电场线有什么关系呢?假设这是一个等势面，就像在同一个楼层面。一个电荷从A 移动到艮的过程中静电力做功是多少？在同一个等势面上，任何两点的电势都相等即Q)a=(pb。那么电势差Uab=(pa-(pb=O则根据静电力做功与电势差的关系式WAB=qUAB9可知，在同一个等势面上移动电荷时，静电力不做功。这跟我们在同一个楼 面上运动，重力不做功是一样的。所以静电力和位移肯定垂直，静电力的方向沿电场线的切
10、线，于是位移的方 向就必须和电场线垂直了。这个电荷是沿等势面移动的，根据数学上的面面垂直判定定理，一条直线与一个面垂直，那么经过这条直线的面也会与该面垂直。也 就是说等势面始终一定跟电场线垂直，即跟电场强度的方向垂直。从物理上来讲，假如不垂直，电场强度就有一个沿着等势面的分量，在等势 面上移动电荷时静电力就要做功，这与这个面是等势面矛盾。前面已经说过，沿 着电场线的方向，电势越来越低。所以，概括起来就是：电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。这样我们就可以轻松画出电场的等式面了。通常画的每两个等势面之间电势 差是相等的。也叫等差等势面I组同心圆中中间密外面疏。等量异种点电
11、荷的等势面等量同种点电荷的等势面匀强电场等势面+ + + + + + + + +Q思考与讨论电势的高低跟重力场中位置的高低的含义有相似之处。(通过图片来阐述)勺! tng (重力8可场方向rj ?(电场力) W场方向(r)课堂练习J=例3：如图，回答以下问题。(1) A、B哪点的电势比较高？负电荷在哪点的电势能比较大？(2)负电荷由B移动到A时，静电力做正功还是负功？(3) A、8两点的电势差Uab是正的还是负的？ Uba呢？解题提示：(1)沿着电场线电势降低，故A点的电势较低；把负电荷从A移 到8,静电力做正功，电势能减小，负电荷在A点的电势能较大；(2)将负电荷从8移动到A,电势逐渐降低，
12、由公式耳产0p,知电荷的电势能增加，则静电力做负功;(3)A、B两点间的电势差。=泮-9*。，是负，Uzm为正。例4 ：如图所示为某电场中的等势面，则Uac-, Ubc-, Uca-, Uab-_解题提示：运用求解。K板书设计10. 2电势差一、电势差1 .电场中两点间电势的差值叫电势差，也叫电压。Uab=(pa-(pbUBA=(pB-(pAUab=-UBA2 .静电力做功与电势差的关系式WAB-qUAB 或 Uar二、等势面：电场中电势相等的点构成的曲面叫做等势面。在同一等势面上移动电荷时，静电力不做功。等势面始终一定跟电场线垂直，即跟电场强度的方向垂直。电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。K教学反思1 .在讲解电势差和电势的关系时大量采用类比法，主要是和高度、高度差 相比，找出它们的供需，体会电场与重力场的特点。等势面就类比等高面，这样 的效果会好很多。2 .在静电力做功与电势能的变化的关系讲解上给学生一些结论，这样虎更好的记忆。