第一篇:電勢差 電勢 教案 免費_電勢差 電勢 課件 說課稿下載
教學目標 知識目標
1、理解電勢差是描述電場的能的性質的物理量,理解電勢差與零點電勢面位置的選取無關,熟練應用其概念及定義式 進行相關的計算.
2、理解電勢是描述電場的能的物理量,知道電勢與電勢差的關系,電勢與零勢面的選取有關,知道在電場中沿著電場線的方向電勢的變化.
3、知道電勢能,知道電場力做功與電勢能改變的關系. 能力目標
利用學生已經掌握的知識進行類比、概括講述新知識,培養學生對新知識的自學能力,邏輯推理能力,以及抽象思維的能力. 情感目標
通過對原有知識的加工,對新舊知識的類比、概括,培養學生知識自我更新的能力.
教學建議 教學建議
在本節內容中,涉及到電勢的講解,與前面所學的重力勢能有相似的規律和原理,因此講解時可以采取類比、概括這一物理教學中常用的教學方法.教材中首先導出電場力做功的特點,對比重力做功引起勢能的變化,得到電勢、電勢差、電勢能的概念,并指出電勢能與電場力做功之間的關系:電勢能的改變==電場力做的功.
教法建議
在講解中,知識點上需要明確的是:
(1)除了需要說明電勢的單位以及標量性,還需要強調電勢公式是定義式,電場中某一點的電勢與電荷在電場中的電勢能無關,與電荷的多寡無關;而電場中某點的電勢與產生電場的源電荷有關,與該點在電場中的位置有關.
(2)關于電勢公式的應用時,注意公式中物理量的正負,理解正負只是表示電勢的高低而不是方向.
(3)關于電勢的講解:一是需要注意的是零電勢的選取(理論上以距離電場無限遠處為零電勢,實際上以大地的電勢為零電勢);二是電勢沿著電場線的方向逐漸降低.
(4)電荷在電場中兩點之間的電勢能之差是確定的. 重點難點分析
1、本節重點是電勢差的概念以及定義式的應用,電場力做功與電勢能改變的關系;
2、本節的難點是電勢差的定義以及電勢能與電場力做功的關系. 關于講解——整體思路的建議
電勢、電勢差、電勢能的概念比較抽象,在講解時可以通過引入重力場的有關概念進行類比,以增強知識的可感知性,這有助于學生的理解.但還需要注意的是,在講解中不僅要掌握好教學的深度,同時要加強學生從不同的知識角度——能的角度、功能關系的角度學習本節知識,從一個更高的全面的基準點對已學知識進行綜合,加強學生自身知識的再更新能力,這也是教師急需要注意的問題. 電勢差、電勢教學設計示例
一、復習引入
教師講解(出示圖片):
電場對放入其中的電荷有力的作用,對導體內部電荷同樣有力的作用,此力可以做功,所以電場也有能的性質.下面我們從能量角度研究電場性質.
首先,我們先復習一下有關功的知識以及重力做功和重力勢能的關系(如圖)
一、功的量度:
二、重力做功:
1、重力做功只與位置有關、與經過的路徑無關;
2、重力做功與勢能的關系:
3、重力勢能是相對的,有零勢能面。(人為選定)
4、重力勢能的正負是相對于零勢面而言的,不代表方向。數值上等于把物體從該點移到零勢能面處時,重力所做的功
同樣,我們還研究過其它力做功,如分子力做功使得分子勢能發生變化,彈簧的彈力做功引起彈性勢能的變化,那么電場力做功的情形又是怎樣的呢?我們又是怎樣來研究呢?
二、新授課
1、電勢差
教師出示上圖:在某一點電荷+Q形成的電場中,將同一電荷放入電場的不同位置A、B兩點,所受到的電場力是不同的,這是因為A、B兩點的電場強度是不同的.為了研究問題的方便,我們以勻強電場為例,勻強電場中,電荷從A點移動到B點,電場力的大小
第二篇:《電勢差 電勢》說課稿
電勢差 電勢
各位評委,上午好!我叫XXX,來自XXX,今天我的說課題目是《電勢差 電勢》,下面我將圍繞本節課“教什么”、“怎樣教”以及“為什么這樣教”三個問題,從教材分析、教學目標分析、重難點分析、教法與學法分析和教學過程五個方面逐一加以分析和說明。
一、教材分析
(一)、教材的地位和作用
本節是人教社物理選修3-1第一章第4、5節的內容,本節處在電場強度之后,位于靜電現象前,起到承上啟下的作用。教材從電場對電荷做功的角度出發,推知在勻強電場中電場力做功與移動電荷的路徑無關。利用定義法給出電勢的定義,并通過電勢描述等勢面,對學生能力的提高和對知識的遷移、靈活運用給予了思維上的指導作用。
(二)、學情分析
學生已學習了電荷及庫侖定律、電場強度的知識,對本節的學習已具備基礎知識,但不夠深入,仍需要通過本節的學習進一步培養和提高。
(三)、教學內容
本節課為第一課時,主要內容為概念的引入和對其物理含義的理解。
二、教學目標分析
根據高中新課程總目標(進一步提高科學素養,滿足全體學生的終身發展需求)的要求和理念(探究性、主體性、發展性、和諧性)、本節教材的特點(思想性、探究性、邏輯性、方法性和哲理性融會一體)和所教學生的學習基礎(知識結構、思維結構和認知結構),本節課的教學目標為:
知識與技能目標:
1、理解電勢的概念,知道電勢是描述電場的能的性質的物理量,理解電勢差與零點電勢面位置的選取無關,熟練應用其概念及定義式UAB?WAB進行相關計q算。明確電勢差、電勢、靜電力的功、電勢能的關系。
2、理解電勢是描述電場的物理量,知道電勢與電勢差的關系UAB??A??B,電勢與零勢面的選取有關,知道電場中沿著電場線的方向電勢的變化。
過程與方法目標:利用學生已經掌握的知識進行類比、概括,講述新知識,培養學生對新知識的自學能力,以及抽象思維能力。通過與前面知識的結合,理解電勢能與靜電力做的功的關系,從而更好地了解電勢差和電勢的概念。
情感與價值觀目標:嘗試運用物理原理和研究方法解決一些與生產和生活相關的實際問題,增強科學探究的價值觀。
三、重難點分析
為更好地完成教學目標,本課教學重點為:理解和掌握電勢差、電勢、等勢面的概念及意義。在本節學習之前,學生已學習過其他力做功,如分子力做功使得分子勢能發生變化,彈簧的彈力做功引起彈性勢能的變化,因此本節教學的難點為把電勢、電勢面與前后知識區別、聯系,并能用此解決相關問題。
四、教學與學法分析
(一)、學法指導
教學矛盾的主要方面是學生的學。學是中心,會學是目的,因此在教學中要不斷指導學生學習。現代教育更重視在教學過程中對學生的學法指導,物理教學是以實驗為基礎的,重在啟發思維,教會方法。對于簡諧運動豐富的感性認識,在教學中,收集一些簡諧運動實例,巧用提問,評價激活學生的積極性,調動起課堂氣氛,讓學生在輕松,自主,討論的學習環境下完成學習任務。最后讓學生自由發言,舉出生活中一些簡諧運動,做到從實踐到理論,再從理論到實踐。
(二)、教法分析
本節課設計的指導思想是:現代認知心理學—建構主義學習理論。建構主義學習理論認為:應把學習看成是學生主動的建構活動,學生應與一定的知識背景即情景相聯系,在實際情況下學習,可以使學生利用已有知識與經驗同化和索引出當前要學習的新知識,這樣獲取的知識,不但便于保持,而且易于遷移到陌生的問題情境中。
本節課采用“誘思引探教學法”。使用投影儀,形象、直觀的展示教學內容,引導學生發現簡諧運動的規律及描述方式,把分析問題的機會留給學生。
五、教學過程
本節課的教學設計充分體現以學生發展為本,培養學生的觀察、概括和探究能力,遵循學生的認知規律,體現理論聯系實際、循序漸進和因材施教的教學原則,通過問題情境的創設,激發興趣,是學生在問題解決的探索過程中,由學會走向會學,由被動答題走向主動探究。
1、知識回顧。首先展示圖片,電場對放入其中的電荷有力的作用,此導體內部電荷同樣有力的作用,此力可以做功,所以電場也有能的性質。
電勢、電勢差的概念比較抽象,在講解時可以通過引入重力場的有關概念進行類比,以增強知識的可感知性,有助于學生理解。因此接下來,復習有關功的知識以及重力做功和重力勢能的關系。功的量度:W?FScos?;重力做功只與位置有關,與經過的路徑無關;重力做功與勢能的關系:WG??Ep;重力勢能是相對的,有零勢能面。
進一步引導學生擴展思維,回顧所學知識,對新知識產生興趣。例如,我們還研究過其它力做功,如分子力做功使得分子勢能發生變化,彈簧的彈力做功引起彈性勢能的變化,那么電場力做功的情形又是怎樣的呢。
2、引入新課。
指出上圖:在某一點電荷+Q形成的電場中,將同一電荷放入電場的不同位置A、B兩點,所受到的電場力是不同的,這是因為A、B兩點的電場強度不同,為了研究問題的方便,以勻強電場為例,勻強電場中,電荷從A點移動到B點,電場力的大小F?Eq為恒力,則電場力做功大小為:W?EqScos?。在這里,W類似如重力做功W因此,將Wq?EScos?是一個與電荷本身無關的量,G?hcos?,也是與物體本身無關的物理量,只與重力場本身性質有關。
q這一比值叫A、B兩點間的電勢差,用UAB來表示。
繼續聯系重力勢能提出問題:物體在重力作用下移動的高度差越大,重力勢能的變化也越大,高度差即高度的差值,電勢差也就是電勢的差值,那么如何定義電場中各點的電勢?給一分鐘同學思考后,引導學生閱讀教材定義,UAB?WAB,若將B點的電勢定義為零電q勢點,則A點的電勢等于單位正電荷由A點移動到B點——零電勢點時所做的功。因此,老師強調,電勢通常用?表示,電場中某一點的電勢,等于單位正電荷由該點移動到參考點(零電勢點)時電場力所做的功。
3、強化和延伸知識點。
引導學生思考,指出電勢差與零點電勢的選取無關,但電勢是相對零點電勢而言的,與零點電勢的選取有關。然后課堂給出幾分鐘時間,由學生獨立完成一道例題:設電場中AB
2兩點的電勢差U?2.0?10V,帶電粒子的電量q?1.2?10?8C,把q從A點移動到B點,電場力做了多少功?是正功還是負功?設UA?UB。
4、知識小結。(1)、電場中兩點間的電勢差,類似重力場中兩點的高度差,電勢差UAB?WAB,qU與W、q無關。(2)、電場中某一點的電勢?,等于單位正電荷由該點移動到參考點時電場力所做的功,并且注意電勢的大小與參考點的選取無關。(3)、UB?B??,A?A沿著電場線的方向,電勢越來越低。
5、布置作業。布置課后習題,要求學生課后獨立完成。
6、版書設計。
第四節 電勢差 電勢
1、電勢差:在勻強電場中,把電荷從A移動到B,電場力做功W?EqScos?,把W這一比值叫A、B兩點的電勢差,用UAB表示。
2、電勢?:電場中某一點的電勢,等于單位正電荷由該點移動到參考點(零電勢點)時電場力所做的功。
3、UAB??A??B,沿電場線方向,電勢越來越低。
以上是我對本節課的一些粗淺的認識和構想,如有不妥之處,懇請各位專家批評指正。謝謝。
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第三篇:電勢 電勢差 教案
電勢 電勢差
師:張艷紅
教學目標
1.理解電場能的性質,知道電場力做功的特點,知道電場力做功與電勢能的變化關系;
2.理解電勢差的定義式及其物理意義,理解電勢的物理意義,會比較電場中兩點電勢的高低,會求解電勢差; 3.理解勻強電場中電勢差與電場強度的關系式E?U d重點:能區分電勢與電勢差,理解電場力做功的特點以及電場力做功與電勢能的變化之間的關系.難點:會處理電勢差與能量的綜合運用問題
知識梳理
一、電勢能
1.定義:由電荷在電場中的相對位置決定的能量叫電勢能。
注:電勢能實際應用不大,常實際應用的是電勢能的變化。2.說明
(1)電荷在電場中每一個位置都有一定的電勢能,電勢能的大小與電荷所在的位置有關
(3)電勢能的大小具有相對性,電荷在電場中電勢能的數值與選定的零電勢能位置有關,通常取無窮遠處或大地為電勢能和零點。而電勢能的變化是絕對的,與零電勢能位置的選擇無關
(4)電勢能有正負,電勢能為正時表示電勢能比參考點的電勢能大,電勢能為負時表示電勢能比參考點的電勢能小。
(5)電勢能是屬于電荷和電場所共有,沒有電場的存在,就沒有電勢能,僅有電場的存在,而沒有電荷時也沒有電勢能。
(6)電荷在電場中某點的電勢能在數值上等于把電荷從這點移到電勢能為零處(電勢為零處)電場力所做的功,則有Ep?W?qU?q?
(7)電荷電勢能的變化僅由電場力對電荷做功引起,與其他力對電荷做功無關
(8)電勢能的單位,焦爾J還有電子伏,符號為eV,定義為在真空中,1個電子通過1伏電位差的空間所能獲得的能量。為我國法定計量單位。1電子伏=1.602×10-19焦。常用千電子伏及兆電子伏。3.電場力做功與電勢能
電勢能的變化:當運動方向與電場力方向的夾角為銳角時,電場力做正功,電勢能減少,當電荷運動方向與電場力方向夾角為鈍角時,電場力做負功,電勢能增加。電勢能變化的數值等于電場力對電荷做功的數值,這常是判斷電荷電勢能如何變化的依據。
類比:重力勢能變化:重力做正功重力勢能減少;重力做負功重力勢能增加.
電場力做功:由電荷的正負和移動的方向去判斷(4種情況)?功的正負?電勢能的變化(重點和難點知識)(上課時一定要搞清楚的,否則對以后的學習帶來困難)
二、電勢 1.定義:
如果在電場中選一個參考點(零電勢點),那么電場中某點跟參考點間的電勢差,就叫做該點的電勢。電場中某點的電勢在數值上等于單位正電荷由該點移動到參考點(零電勢點)時,電場力所做的功。電勢的單位:伏特(V)2.說明:
(1)電勢是標量,有正負,無方向,只表示相對零勢點比較的結果。(2)電勢是電場本身具有的屬性,與試探電荷無關。
(3)沿著電場線的方向,電勢越來越低(最快),逆著電場線的方向,電勢越來越高,電勢降低的方向不一定就是電場線的方向。(4)電勢與場強沒有直接關系:電勢高的地方,場強不一定大;場強大的地方,電勢不一定高。(5)電勢是標量,沒有方向,但有正負之分,比零電勢點高為正,比零電勢為低為負。(6)電勢的值與零電勢的選取有關
零電勢點可以自由選取,通常取離電場無窮遠處電勢為零,實際應用中常取大地電勢為零
(7)如果取無窮遠電勢為零,正電荷形成的電場中各點的電勢均為正值,負電荷形成的電場中各點的電勢均為負值。
(8)當存在幾個“場源”時,某處合電場的電勢等于各“場源”的電場在經處的電勢的代數和(9)點電荷電場的電勢
在一個點電荷q所形成的電場中,若取無限遠處的電勢為零,則在距此點電荷距離為r的地方的電勢為??k(10)均勻帶電球電場的電勢
對于一個均勻帶電球面所形成的電場,若球半徑為R,帶電量為q,則在球外的任意與球心相距為r的點的電勢為U?kq rqq,而其球面上和球面內任一點的電勢都是U?k rR
三、電勢差:
1.定義:電荷q在電場中由一點A移到另一點B時,電場力所做的功WAB跟它的電荷量q的比值,叫做A、B兩點間的電勢差。2.定義式:UAB?WABq,單位:V=J/C 3.物理意義:電場中A、B兩點間的電勢差UAB在數值上等于單位正電荷從A點移動到B點過程中電場力所做的功WAB。
4.單位:伏特,符號是V。
5.說明: 電勢差是標量,有正負,無方向。A、B間電勢差UAB??B??A,顯然UAB??UBA電勢差的值與零電勢的選取無關。
注:電勢差很類似于重力場中的高度差.物體從重力場中的一點移到另一點,重力做的功跟其重量的比值叫做這兩點的高度差h=W/G.
四、等勢面
1.定義:一般說來,電場中各點的電勢不同,但電場中也有許多點的電勢相等。我們把電場中電勢相等的點構成的面叫做等勢面。2.等勢面的特點:
(1)在同一等勢面上的任意兩點間(不論方式如何,只要起終點在同一等勢面上)移動電荷,電場力不做功。因為等勢面上各點電勢相等,電荷在同一等勢面上各點具有相同的電勢能,所以在同一等勢面上移動電荷電勢能不變,即電場力不做功
(2)等勢面一定跟電場線垂直,即跟場強的方向垂直。
假如不是這樣,場強就有一個沿著等勢面的分量,這樣在等勢面上移動電荷時電場力就要做功。但這是不可能的,因為在等勢面上各點電勢相等,沿著等勢面移動電荷時電場力是不做功的,所以場強一定跟等勢面垂直。(3)沿著電場線方向電勢越來越低。
可見,電場線不但與等勢面垂直,而且由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面。(4)導體處于靜電平衡時,整個導體是一個等勢體,導體表面是一個等勢面。(后面將學到)(5)不同的等勢面是不會相交的,也不能相切。
因為電場線總跟等勢面垂直,如果等勢面相交,則交線處同一點的電場線方向就有兩個,從而場強方向就不唯 一,這是不可能的;如果等勢面相切,則在相切處等勢面“密度”為無窮大,這也是不可能的(6)等差等勢面的疏密表示電場的強弱
等差等勢面密的地方場強大,等差等勢面疏的地方場強弱。
五、電場強度和電勢差的關系 1.關系E?U
d2.上式只適用于勻強電場,它表明在電場當中,場強在數值上等于沿電場強度方向每單位距離上的電勢差。
題型講解
1.電勢和電勢差
(1)如圖(a)所示,AB是某電場中的一條電場線.若有一電子以某一初速度并且僅在電場力的作用下,沿AB由點A運動到點B,其速度圖象如圖(b)所示.下列關于A、B兩點的電勢?和電場強度E大小的判斷正確的是()
A.EA?EB
B.EA?EB
C.?A??B
D.?A??B
(2)如圖所示,實線為電場線,虛線為等勢線,且AB=BC,電場中的A、B、C三點的場強分別為EA、EB、EC,電勢分別為?A、?B、?C,AB、BC間的電勢差分別為UAB、UBC,則下列關系中正確的有()A.?A>?B>?C B.EC>EB>EA
C.UAB<UBC
D.UAB=UBC 2.等勢面和電場線
如圖所示,平行直線AA?、BB?、CC?、DD?、EE?,分別表示電勢為-4 V、-2 V、0、2 V、4 V的等勢線,若AB=BC=CD= DE= 2 cm,且與直線MN成300角,則()
A.該電場是勻強電場,場強方向垂直于AA?,且左斜下 B.該電場是勻強電場,場強大小E=2 V/m C.該電場是勻強電場,距C點距離為2 cm的所有點中,最高電勢為4V,最低電勢為-4V D.該電場可能不是勻強電場,E=U/d不適用
- 3.電場力做功與電勢能變化之間的關系如圖所示,把電量為-5×109C的電荷,從電場中的A點移到B點,其電勢能___(選填“增大”、“減小”或“不變”);若A點的電勢UA=15V,B點的電勢UB=10V,則此過程中電場力做的功為____J.
第四篇:《電勢和電勢差》的教學設計
《電勢和電勢差》的教學設計
李雪麗
今天我要說的是全日制普通高級中學.物理第二冊第十三章第五節《電勢和電勢差》的教學設計,下面我將從以下五個方面開始闡述我的設計思想:
1、教材分析與設計;
2、教學目標及重難點設計;
3、設計理念;
4、教學流程設計;
5、設計體會。一、教材分析與設計
教材分析:本章講述靜電電學,從電荷在電場中受力和電場力做功兩個角度研究電場的基本性質。而電勢差、電勢這是從電場的能的性質來認識電場,.恰當地選擇概念的引入方式,能夠幫助學生理解概念.教材先從電勢差入手,而后引入電勢的概念,并得出二者關系UAB=φA-φB,先講電勢差,開始可以不涉及零電勢的選取,便于學生接受.對電勢差、電勢概念的引入,教材用類比的方法,類比于力學中重力做功,通過電場力作功來引入的,這樣使學生在已有知識中逐步理解,能幫助學生真正掌握電勢,電勢差的概念.
學情分析:高二的學生經過高一階段的學習,已經具備了一定的知識含量,對問題的理解能力和想象能力有所提高,但由于剛剛接觸電場,并且學生抽象思維能力較弱,所以,在教學中應充分利用類比的方法,充分利用學生原有的知識基礎,將抽象的概念轉化為形象的事物,教師時時調動學生,處處設置問題,緊緊抓住學生的思維動向,為學生概念的形成搭橋鋪路。
教材處理 教材的組織結構和靈活處理 教材第一段說明,在前幾節是從力的角度研究電場,然后提出有必要從電場力做功的角度研究電場。在電勢差小節,增加電勢差正負的問題,電勢小節是從類比“高度”引入的,討論了電勢及其相對性。同樣是為了降低難度,課題引入后,從重力做功類比入手較好。
根據教材、教參、大綱、考綱的要求,本著面向全體學生的原則,確立以下教學目標:
二、教學目標及重難點設計
1、教學目標:
(1)知識與能力目標:①知道電勢差的定義;②會用公式W=qu進行計算;③知道電場中某點的電勢即為該點相對于零電勢點的電勢差;④知道電勢是相對的,而電勢差是絕對的;⑤知道沿著電場線的方向電勢越來越低。根據素質教育的要求,在注重學生基本知識的培養的同時,培養學生類比、抽象、概括的思維能力及分析問題和解決問題的能力,培養學生思維的嚴密性。
(2)過程與方法:通過對原有知識的加工,對新舊知識的類比,概括,總結出電勢與電勢差的關系。同時讓學生體會到探索的意義和樂趣。
(3)情感態度價值觀:通過類比教學,對抽象問題具體化,啟發學生積極思維。培養學生的自學能力及抽象思維的能力,提高學習物理的積極性。
2、重難點設計與突破:(1)重點:對電勢差、電勢概念的理解,電勢能的改變與電場力做功的關系
(2)難點:對電勢差、電勢概念的理解
重、難點的突破:
電勢、電勢差、電勢能的概念比較抽象,在講解時可以通過引入重力場的有關概念進行類比,以增強知識的可感知性,這有助于學生的理解.但還需要注意的是,在講解中不僅要掌握好教學的深度,同時要加強學生從不同的知識角度——能的角度、功能關系的角度學習本節知識,從一個更高的全面的基準點對已學知識進行綜合,加強學生自身知識的再更新能力,這也是教師急需要注意的問題.課題引入后,即從重力做功類比入手較好
三、設計理念
在本課的設計時力求體現新課改的精神,體現“教師是主導,學生是主體”的教學理念,教學中以學生為出發點,注重教學情景的創設,為學生的學習搭設平臺,通過對 原有知識的復習,主要采用類比法進行分析,教學過程中,充分調動學生學習的積極性,挖掘學生的內部潛能,提高學生的自主學習的能力,創新能力。
四、教學流程設計
(一)復習引入
采用復習前面所學的內容,引出電場對放入其中的電荷有力的作用,對導體內部電荷同樣有力的作用,此力可以做功,所以電場也有能的性質.下面我們從能量角度研究電場性質.
然后復習一下有關功的知識以及重力做功和重力勢能的關系,主要目的是與今天所學內容進行類比。(用多媒體展示圖片,學生討論回顧)
同樣,我們還研究過其它力做功,如分子力做功使得分子勢能發生變化,彈簧的彈力做功引起彈性勢能的變化,那么電場力做功的情形又是怎樣的呢?我們又是怎樣來研究呢?
(二)新課學習
1.電勢差(用多媒體展示圖片,目的直觀,而且比板畫節省時間)
教師出示上圖,從而兩種情況進行對比,激發學生思維。在某一點電荷+Q形成的電場中,將同一電荷放入電場的不同位置A、B兩點,所受到的電場力是不同的,這是因為A、B兩點的電場強度是不同的.為了研究問題的方便,我們以勻強電場為例,學生討論電荷從A點移動到B點,電場力的大小?電場力做功? 得出:
(為Eq與S之間的夾角)整理得: 是一個與電荷本身無關的量,類比如重力做功 質有關.
因此我們將
也是與物體本身無關的物理量,只與重力場本身性這一比值叫做A、B兩點間的電勢差,用 來表示電勢差,單位伏特,簡稱伏,符號是V.電勢差又叫電壓.
(1V=1J/C)
討論電場力做功特點:(與重力做功類比)
電荷在場強為E的勻強場中,令電荷q由一點A移至另一點B時(如圖)電場力所做的功,同樣點電荷由A沿著某一曲線移至另一點C(AC在場強E的投影與AB相等),與
相等,也就是說電場力做功與路徑無關,僅與電時電場力所做的功
荷運動的起末位置有關.此結論不僅適用于勻強電場而且適用于任何電場。
這樣電場力所做的功可以是正值或負值,所以兩點間的電勢差也可以是正值或負值. 教師強調、總結:
① 兩點間電勢差等于單位正電荷從其中一點移動到另一點電場力所做的功。
②高度差是由重力場中高、低兩位置決定的,與物體質量無關。與其類似,電勢差也是由電場中兩點位置決定的一個物理量,與電荷電量大小無關。
③電勢差單位——伏特,簡稱伏,符號V,1庫正電荷從電場中的一點移動到另一點,如果電場力做了1焦的功,那么這兩點間的電勢差就是1伏。
④在兩點間電勢差為U(電勢差容易由儀器測出)的電場中,移動電荷q電場力做功為WAB=qUAB,可很方便地算出(電勢差的應用)。這個公式不管電場如何分布,電場力是變力還是恒力都可用來計算電功。
鞏固練習,做書中例1 2.電勢 類比高度引入電勢,高度差即高度的差值,電勢差也就是電勢的差值,那么如何定義電場中各點的電勢?
分析:,若將B點的電勢定義為零電勢點,則A點的電勢等于單位正電荷由A點移動到B點——零電勢點(參考點)時所做的功.
教師強調:電勢通常用 來表示.電場中某一點的電勢,等于單位正電荷由該點移動到參考點(零點電勢)時電場力所做的功.
電勢差與零點電勢的選取無關,但電勢是相對零點電勢而言的,與零點電勢的選取有關.
教師提出問題:在電場中沿著場強方向移動電荷,電場力做功,電勢將如何變化?
學生討論分析:沿著電場線的方向將單位正電荷由A點移動到B點,電場力做正功,電勢差大于零,即,.
總結:沿著電場線的方向,電勢越來越低.
鞏固練習,做書中例2 3.電勢能
繼續類比,電場與重力場有許多相似之處,物體在重力場中具有能——重力勢能,與它相似電荷在電場中也具有能——電勢能。
在教學前先復習關于重力場的規律,對比教學,提高學生學習的興趣,變抽象為客觀,要求學生用類比法得出電場力做功引起物體電勢能的減少,電場力做多少功,電荷的電勢能就減少多少。
定量關系:Δε=W電=qU 提問:減少的電勢能哪里去啦?(引導學生思考、分析、舉例、歸納)
減少的電勢能轉化成電荷的動能或其它形式的能。如,電燈發光,電場力對電荷做功,電勢能(電能)轉化為動能、光能、內能。
(三)學生間相互討論,補充總結本節內容
(四)作業
五、設計體會
在本節教學中,滲透了新的教學理念,課堂上實現已教師為主導,學生為主體的教學方式,改變學生學習的方式,變灌輸式教學為主動探究學習,例如重力做功中高度差由重力場中高低位置決定,與物體質量無關。與此類比得出電勢差與電荷電荷量無關;類比重力場中高度引出電勢,類比討論電勢特點等。課堂上同時把教學和情感教育有機的結合起來,努力營造一個寬松、民主、和諧的課堂氣奮,通過學生的自主探究,加深對知識層面的理解,提高學習的興趣,在積極探究的基礎上使學生的綜合能力,得到了提高,情感態度的價值觀得到了提高。
附: 板書設計
§13.5 電勢差 電勢
一、電勢差
1、定義:電場力做功跟電量的比值
2、定義式:UAB = WAB/q 單位,伏特,符號V 3.電場力做功:WAB=qUAB,注意做功正負的判斷。
二、電勢
1、定義:等于單位正電荷由該點移動到參考點(零電勢點)時電場力所做得功 2.電勢差與電勢的關系:兩點間電勢差等于這兩點電勢之差。即UAB= A-B 說明:
①電勢與零勢面的選取有關。②沿著電場線方向電勢降低。
③電勢是標量,只有大小沒有方向其正負表示電勢高低。④電勢的單位:伏特(V)
三、電勢能:電荷在電場中具有的能。
電場力做功,電勢能減少,做多少功,電勢能減少多少
第五篇:高二物理教案電場-電勢、電勢差和等勢面
電勢 電勢差 等勢面
一、教學目標
1.在物理知識方面要求:(1)了解什么是電勢。
(2)掌握電勢差、等勢面的概念,在頭腦中建立不同場等勢面圖景。2.滲透物理學方法的教育,運用理想化方法抽象出等勢面的空間模型。
二、難點、重點分析
1.難點是使學生掌握電勢的概念,這一概念雖要求不高,卻不好理解。2.重點是掌握電勢差、等勢面。
三、主要教學過程
(一)引入新課
前面我們曾經學習過用來描述電場力學性質的一個物理量——場強(E)。下面一起來回憶一下有關內容:(1)電場的基本性質;(2)場強是怎么定義的,方向如何?電場除了具有力的性質外,還具有能的性質,用什么物理量來描述這一性質——電勢(U)。
(二)教學過程設計 1.電勢U
放在電場中的電荷具有電勢能,電勢能與重力勢能相似具有相對性。一般來說如果將一個檢驗電荷放在點電荷電場中,在無窮遠處檢驗電荷具有的電勢能為零。電場為做正功電勢能減少,克服電場力做功,電勢能增加。
如圖1所示,將一電量為q的正檢驗電荷放在正點電荷的電場中,B點為無窮遠處。此時q具有的電勢能為零,將q由B點移至A點,需克服電場力做功,電勢能增加,如果克服電場力做功為W,B點電勢能為零,所以A點電勢能為ε(W=ε),電勢能與電量比為ε/q。換用2q的檢驗電荷,同理可知需克服電場力做功2W,在A點具有電勢能為2ε(2W=2ε),電勢能與電量比為2ε/2q=ε/q,換用 nq檢驗電荷,從 B點到A點需克服電場力做功nε,在 A點具有的電勢能為nε,電勢能與電量的比值為nε/nq=ε/q。由此可見對于電場中的某一點來說,不同檢驗電荷具有的電勢能不同但電勢能與電量的比值相同,與檢驗電荷無關。如果將負檢驗電荷q從B點移至A點,電場力做正功,電勢能減少,B點電勢能為零,所以A點電勢能為-ε,但電勢能與電量之比為ε/q,換用-2q,-3q,-nq,結果一樣。由此可以看出對于確定的電場來說,在電場中的同一點,不同的檢驗電荷可以具有不同的電勢能,但電勢能與電量的比值與檢驗電荷無關,由場唯一決定,我們就把這一比值稱為場中這一點的電勢。如果用U表示電勢,用ε表示電荷q的電勢能,那么U=ε/q(ε、q、U均可正可負,計算時帶符號運算)。此式只是電勢的定義式,而不是決定式場中某點電勢由場唯一決定。場定了,場中某點電勢就唯一確定了,與放不放檢驗電荷,放什么樣的檢驗電荷無關。
(1)電勢是相對的,是相對于零勢面來說的,一般選大地或無限遠為零勢面。(2)沿著電場線方向電勢降低。如圖2所示:將正檢驗電荷q從無窮遠分別移至A,B,C,…各點電場力所做負功為WA,WB,WC,…且WA>WB>WC均為正值,WA/q>WB/q>WC/q>…。即UA>UB>UC>…>0沿著電場線方向電勢降低,同理可證負電荷電場也如此。
(3)正電荷電場中各點電勢均為正;負電荷電場中各點電勢均為負。關于正電荷的由(2)可知。關于負電荷由圖3可知:將正檢驗電
荷q從無窮遠移至A點,電場力做正功,電勢能減少無窮遠處電勢能為零,在A點電勢能為負,電勢能與電量之比為負,即電勢為負。
(4)電勢是標量,只有大小沒有方向。
雖是標量但有正負,正的代表比零電勢高,負的代表比零電勢低,而不代表方向。
(5)電勢的單位:伏特(V)2.電勢差 電場確定后,場中各點電勢就唯一確定了,一般來說不同的點具有不同的電勢,兩點間電勢的差值,稱為這兩點間的電勢差,也叫電壓。例:A點電勢UA,B點電勢UB,A、B兩點間的電勢差UAB=UA-UB,如UA=10V,UB=-5V,UAB=UA-UAB=10V-(-5V)=15V,BA兩點間電勢差為UBA=UB-UA=(-5V)-10V=-15V,UBA=-UAB。
知道了電場中兩點的電勢,由W= qU即可算出電荷在這兩點的電勢能,從而算出從一點到另一點電勢能的增量,設UA>UB,則正電荷在A點,電勢能為UAq,在B點電勢能為UBq,q從A點移到B點電勢能減少了qUA-qUB。而電勢能的減少等于電場力做的正功,所以正電荷從A點移到B點時電場力做的正功W=qUA-qUB=q(UA-UB)=qUAB,如果把正電荷q從B點移到A點,電勢能增加了qUA-qUB,而電勢能的增加等于電場力做的負功,所以正電荷從 B點移到 A點電場力做的負功大小為qUA-qUB=q(UA-UB)=qUAB。與此類似,將負電荷-q從A移到B,或從B移到A,電場力做功的大小仍是qUAB,所以,在電場中AB兩點間移動電荷時,電場力做的功W等于電量q和這兩點間的電勢差U的乘積,即W=qU,式中q用C做單位,U用V做單位,W用J做單位,利用這個公式時,qU都取絕對值,算出的功W也為絕對值。
說明:(1)電勢能是相對的,而電勢能的變化是絕對的,△E= qUAB或△E=qUBA,僅由q與兩點間電勢差決定。
(2)電場力做正功,電勢能減少,末態減初態,增量為負。電場力做負功,電勢能增加,末態減初態,增量△E為正。
例題:設電場中AB兩點電勢差U=2.0×102V,帶電粒子的電量q=1.2×10-8C,把q從A點移到B點,電場力做了多少功?是正功還是負功?設UA<UB。
W=qU=1.2×10-8×2.0×102J
=2.4×10-6J
因為UA<UB,q為正電荷,故q在B點的電勢能大于A點電勢能,即從A點移到B點電勢能增加,即電功力做負功。