電勢能

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高二 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
選修3-1
第一章
1.4電勢差設(shè)計(jì)
一【教材分析】
本節(jié)內(nèi)容以電勢的概念為起點(diǎn),再次運(yùn)用類比的方法,把電勢差與高度差進(jìn)行類比引入電勢差的概念。同時(shí),得出電勢差與電勢零點(diǎn)的選擇無關(guān)。在物理學(xué)中,特別是在技術(shù)應(yīng)用方面常用到的是電勢差的概念,電勢差往往比電勢更有意義。二【目標(biāo)】
(一)知識與技能
理解電勢差是描述電場的能的性質(zhì)的物理量
知道電勢差與電勢零點(diǎn)的選取無關(guān),熟練應(yīng)用其概念及定義式進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算
知道電勢與電勢差的關(guān)系 ,
(二)過程與方法
培養(yǎng)學(xué)生的分析能力,抽象思維的能力,綜合能力
(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀
  通過對原有知識的加工,對新舊知識的類比、概括,培養(yǎng)學(xué)生知識自我更新的能力.
三【教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)】
重點(diǎn):電勢差的概念;
靜電力做功公式 的推導(dǎo)和該公式的具體應(yīng)用。
難點(diǎn):靜電力做功公式中正負(fù)號的應(yīng)用與正負(fù)號的物理意義。
四【 學(xué)情分析】
對電勢差概念的引入,考慮到用電場力做功來引入比較具體,且可與力學(xué)中做功的概念直接聯(lián)系起來,教學(xué)中采用類比的方法,類比于力學(xué)中重力做功,通過電場力作功來引入,以增強(qiáng)知識的可感知性,這有助于學(xué)生的理解.在學(xué)習(xí)電勢差的表達(dá)式和定義式時(shí),應(yīng)該注意下標(biāo)的使用規(guī)則和正負(fù)號表示的物理意義。所以,在教學(xué)過程中,從一個(gè)更高的全面的基準(zhǔn)點(diǎn)對已學(xué)知識進(jìn)行綜合,加強(qiáng)學(xué)生自身知識的再更新能力。,這樣使學(xué)生在已有知識中逐步理解,能幫助學(xué)生真正掌握電勢差的概念。
五【教學(xué)方法】
推導(dǎo)公式法、講授法
六【課前準(zhǔn)備】
多媒體輔助教學(xué)設(shè)備或掛圖
七【課時(shí)安排】一課時(shí)

八【教學(xué)過程】
教師活動學(xué)生活動設(shè)計(jì)意圖
(一)預(yù)習(xí)檢查
★問題:電場的兩個(gè)基本性質(zhì)是什么?
☆答:電場的兩個(gè)基本性質(zhì):
電場的力的性質(zhì)( )
電場的能的性質(zhì)(電勢能、電勢、 )
在學(xué)習(xí)電勢時(shí),我們知道,選擇不同的位置作為電勢零點(diǎn),電場中某點(diǎn)的電勢的數(shù)值也會改變,那么,在物理學(xué)中,能不能找到一個(gè)更能反映電場的能的性質(zhì)的物理量呢?

傾聽、回答

鞏固知識點(diǎn)
(二)情景引入、展示目標(biāo)
重力做功有什么特點(diǎn)??
☆答:重力做功與路徑無關(guān),僅跟物體的重力,物體移動的兩位置的高度差有關(guān)。對同一物體,兩位置的高度差越大,重力做功就越多。只要高度差確定,移動同一物體重力做功就相同.?
★問題:
電場力做功具有什么特點(diǎn)呢??
☆答:電場力做功也與路徑無關(guān),僅跟電荷電量、電荷在電場中移動的兩位置有關(guān)。
▲結(jié)論:根據(jù)類比法,對于同一電荷,電場力對它所做的功,決定于兩位置, 也為一恒量。
(三)合作探究、精講點(diǎn)播
因此在物理學(xué)中,把這比值定義為電勢差。
1、定義:
電荷q在電場力作用下由A點(diǎn)移到另一點(diǎn)B的過程中,電場力做的功WAB與電荷量q的比值,叫A、B兩點(diǎn)之間的電勢差UAB。
2、定義式:
★問題:
這是采用什么方法定義的?
☆答:比值定義法
★問題:
由什么決定? 是否與 、q有關(guān)?
☆答: 僅由電荷移動的兩位置A、B決定,與所經(jīng)路徑, 、q均無關(guān)。這些也可由比值定義法定義概念的共性規(guī)律中得到.?
▲教師:電勢差 與q、 均無關(guān),僅與電場中A、B兩位置有關(guān).故電勢差反映了電場本身的性質(zhì).?
3、物理意義:電勢差反映了電場本身的性質(zhì).(4)單位:伏特 符號:V 1V=1J/C
傾聽、思考、回答



分析、思考

傾聽、思考、
理解、回答

培養(yǎng)學(xué)生的分析能力

培養(yǎng)思維、理解能力


●二、電勢與電勢差
由 ;
;


▲電勢差是電場中兩點(diǎn)間的電勢的差值 ( )
★問題:
電勢差的大小,與選取的參考點(diǎn)有關(guān)嗎?
☆答:類比于兩位置的高度差與零位置選取無關(guān),兩點(diǎn)間的電勢差也與零勢差選取無關(guān)。
★問題:
電勢和電勢差都是標(biāo)量,他們的正負(fù)號表示什么含義呢?
☆答:
電勢的正負(fù)表示該點(diǎn)比參考點(diǎn)的電勢大或;
電勢差的正負(fù)表示兩點(diǎn)的電勢的高低。


分析、回答

培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和分析問題的能力
●三、功的計(jì)算
由 得
分析:應(yīng)用 計(jì)算時(shí),相關(guān)物理量用正、負(fù)值代入,其結(jié)果:
>0,電場力做正功, >0, > ;
<0,電場力做負(fù)功, <0, <


思考、分析


培養(yǎng)學(xué)生的分析能力

(四)反思總結(jié)
通過本節(jié)學(xué)習(xí),主要學(xué)了以下幾個(gè)問題:?
1、電勢差的概念采用比值定義法定義,與檢驗(yàn)電荷q,電場力所做功無關(guān),僅由電場本身的因素決定,故都表示電場本身的性質(zhì).?
2、電勢差類比于重力場中的高度差,這種類比方法是物理問題研究中常用的一種科學(xué)方法.?
3、應(yīng)用以下公式計(jì)算時(shí)注意:?
(1) ,將WAB,q正、負(fù)號同代入.
>0,電場力做正功, >0, > ;
<0,電場力做負(fù)功, <0, <
(2)
當(dāng)堂檢測 :
1、若帶正電荷的小球只受到電場力作用,則它在電場中( D )
A.一定沿電場線由高電勢處向低電勢處運(yùn)動;
B.一定沿電場線由低電勢處向高電勢處運(yùn)動;
C.不一定沿電場線運(yùn)動,但一定由高電勢處向低電勢處運(yùn)動;
D.不一定沿電場線運(yùn)動,也不一定由高電勢處向低電勢處運(yùn)動。
2、一個(gè)帶正電的質(zhì)點(diǎn),電量q=2.0×10-9C,在靜電場中由a點(diǎn)移到b點(diǎn),在這過程中,除電場力外,其他力作的功為6.0×10-5J,質(zhì)點(diǎn)的動能增加了8.0×10-5J,則a、b兩點(diǎn)間的電勢差Ua-Ub為( B )
A.3×104 V       B.1×104V
C.4×104 V       D.7×104 V


鞏固知識點(diǎn)
●五、練習(xí)作業(yè)
P21例題,P22-1、3
九.【板書設(shè)計(jì)】 第五節(jié) 電勢差
一、電勢差
(1)定義:
電荷q在電場力作用下由A點(diǎn)移到另一點(diǎn)B的過程中,電場力做的功WAB與電荷量q的比值,叫A、B兩點(diǎn)之間的電勢差UAB。
(2)定義式:
(3)物理意義:電勢差反映了電場本身的性質(zhì).
(4)單位:伏特 符號:V 1V=1J/C
二、電勢與電勢差
三、功的計(jì)算
>0,電場力做正功, >0, > ;
<0,電場力做負(fù)功, <0, <
十.【教學(xué)反思】
1、在講解電勢差和電勢的關(guān)系時(shí)還應(yīng)該采用類比法(和高度,高度差相比),因怕學(xué)生混淆概念,沒有敢講,結(jié)果效果并不理想。
2、電場力做功與電勢能變化之間的關(guān)系,學(xué)生判斷較熟練。

學(xué)校:臨清三中 學(xué)科:物理 編寫人:高晶 審稿人:馬立震

第五節(jié) 電勢差學(xué)案
課前預(yù)習(xí)學(xué)案
一、預(yù)習(xí)目標(biāo)
1.理解電勢差是描述電場的能的性質(zhì)的物理量。
2.理解電勢是描述電場的能的物理量。
二、預(yù)習(xí)內(nèi)容
1、你知道什么叫“類比”嗎?
所謂類比,就是將兩個(gè)(或兩類)研究對象進(jìn)行對比,根據(jù)它們在某些方面有相同或相似的屬性,進(jìn)一步推斷它們在其他方面 也可能有相同或類似的屬性。
“類比”法是一種科學(xué)的研究方法。
2、電勢能和我們以前學(xué)過的哪種能量相類似?

二、電勢能與重力勢能對比后得到:
結(jié)論: ,電勢能減。
電場力作負(fù)功(克服電場力做), 。
靜電力做的功等于電勢能的減少量,公式

三、電勢定義:
公式: 變形得: 。

課內(nèi)探究學(xué)案
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.理解電勢差是描述電場的能的性質(zhì)的物理量,理解電勢差與零點(diǎn)電勢面位置的選取無關(guān),熟練應(yīng)用其概念及定義式UAB=WAB/q進(jìn)行相關(guān)的計(jì)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(guān)系 ,電勢與零勢面的選取有關(guān),知道在電場中沿著電場線的方向電 勢逐漸降低.
3.知道電勢能,知道電場力做功與電勢能改變的關(guān)系.

二、學(xué)習(xí)過程
電勢差與電勢的關(guān)系。
電勢差定義: 也叫 。
設(shè)電場中A點(diǎn)的電勢為 ,B點(diǎn)的電勢為 ,
電勢差表示成
也可以表示成
顯然
討論與交流:
1、電勢差可以是正值也可以是負(fù)值,電勢差的正負(fù)表示什么意義?

2、電勢的數(shù)值與零電勢點(diǎn)的選取有關(guān),電勢差的數(shù)值與零電勢點(diǎn)的選取有關(guān)嗎?這與力學(xué)中學(xué)過的哪個(gè)概念相似?

二、靜電力做功與電勢差的關(guān)系。
電荷q從電場中A點(diǎn)移到B點(diǎn),靜電力做功與電勢差的關(guān)系。
WAB= = = =


討論與交流:
1、UAB由什么決定?跟WAB、q有關(guān)嗎?

2、WAB跟q、UAB有關(guān)嗎?

三、反思總結(jié)
1、電勢差和電勢的概念。2、電勢差和電勢的區(qū)別。3、應(yīng)用 計(jì)算時(shí)的注意事項(xiàng)。
四、當(dāng)堂檢測
1、關(guān)于對UAB =WAB/q 和WAB = qUAB的理解,正確的是( )
A、電場中A、B兩點(diǎn)的電勢差和兩點(diǎn)間移動電荷的電量q成反比
B、在電場中A、B兩點(diǎn)移動不同的電荷,電場力的功WAB和電量q成正比
C、UAB與q、WAB無關(guān),甚至與是否移動電荷都沒有關(guān)系
D、WAB與q、UAB無關(guān),與電荷移動的路徑無關(guān)
2、關(guān)于電勢差UAB和電勢φA 、φB的理解,正確的是( )
A、UAB表示B點(diǎn)與A點(diǎn)之間的電勢差,即UAB = φB - φA
B、UAB和UBA是不同的,它們有關(guān)系:UAB = -UBA
C、φA 、φB都有正負(fù),所以電勢是矢量
D、零電勢點(diǎn)的規(guī)定雖然是任意的,但人們常常規(guī)定大地和無窮遠(yuǎn)處為零電勢點(diǎn)
課后練習(xí)與提高
1、有一個(gè)帶電量q = -3.0×10-6 C的點(diǎn)電荷,從電場中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí),克服電場力做功6.0×10-4J,從B點(diǎn)移到C點(diǎn)時(shí),電場力做功9.0×10-4 J。試問:
(1)A、B、C三點(diǎn)之間的電勢差UAB 、UBC和UCA各是多少?
(2)若規(guī)定B點(diǎn)電勢為零,則A、C兩點(diǎn)的電勢φA和φC各是多少?該電荷在A、C兩點(diǎn)的電勢能EPA和EPC分別又是多少?

2、圖中,a、b、c、d、e五點(diǎn)在一直線上,b、c兩點(diǎn)間的距離等于d、e兩點(diǎn)的距離.在a點(diǎn)固定放置一個(gè)點(diǎn)電荷,帶電荷量為+Q,已知在+Q的電場中b、c兩點(diǎn)間的電勢差為U.將另一個(gè)點(diǎn)電荷+q從d點(diǎn)移到e點(diǎn)的過程中( )
A.電場力做功qU B.克服電場力做功qU
C. 電場力做功大于qU D.電場力做功小于qU

當(dāng)堂檢測答案:1.BC 2.BD

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