教学设计5:10.2电势差
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电势差教案一、教学目标1.了解电势差的概念和计算方法;2.掌握电势差的应用,如电势差与电场强度的关系、电势差与电势能的关系等;3.能够运用电势差的知识解决实际问题。
二、教学内容1. 电势差的概念电势差是指在电场中,单位电荷从一个点移动到另一个点所经过的电势能的变化量。
电势差的单位是伏特(V)。
2. 电势差的计算方法电势差的计算方法为:ΔV=V B−V A其中,ΔV表示电势差,V B表示终点电势能,V A表示起点电势能。
3. 电势差与电场强度的关系电场强度是指单位正电荷所受到的电力作用力。
在匀强电场中,电势差与电场强度的关系为:ΔV=−Ed其中,ΔV表示电势差,E表示电场强度,d表示电势差的距离。
4. 电势差与电势能的关系电势能是指电荷在电场中由于位置而具有的能量。
在匀强电场中,电势能与电势差的关系为:ΔE p=qΔV其中,ΔE p表示电势能的变化量,q表示电荷量,ΔV表示电势差。
5. 电势差的应用电势差的应用包括:•电势差与电场强度的关系可以用于计算电场强度;•电势差与电势能的关系可以用于计算电势能;•电势差可以用于计算电路中的电压。
三、教学方法本课程采用讲授、实验和讨论相结合的教学方法。
1. 讲授通过讲解电势差的概念、计算方法和应用,让学生了解电势差的基本知识。
2. 实验通过实验,让学生亲身体验电势差的计算方法和应用,加深对电势差的理解。
3. 讨论通过讨论,让学生探讨电势差与电场强度、电势能的关系,提高学生的思维能力和分析问题的能力。
四、教学过程1. 讲授(1)电势差的概念讲师首先介绍电势差的概念,让学生了解电势差是指在电场中,单位电荷从一个点移动到另一个点所经过的电势能的变化量。
(2)电势差的计算方法讲师介绍电势差的计算方法,即ΔV=V B−V A,并通过例题让学生掌握电势差的计算方法。
(3)电势差与电场强度的关系讲师介绍电势差与电场强度的关系,即ΔV=−Ed,并通过例题让学生掌握电场强度的计算方法。
《电势差》教学设计一、教学目标1、知识与技能目标(1)理解电势差的概念,知道电势差与电势零点的选取无关。
(2)掌握电势差与电场力做功的关系,会用公式 UAB = WAB /q 进行计算。
(3)了解电势差的单位伏特(V),能区分电势差和电势的概念。
2、过程与方法目标(1)通过类比高度差来理解电势差,培养学生的类比思维能力。
(2)通过推导电势差与电场力做功的关系,培养学生的逻辑推理能力。
3、情感态度与价值观目标(1)让学生体会物理知识与生活实际的紧密联系,激发学生学习物理的兴趣。
(2)培养学生严谨的科学态度和合作精神。
二、教学重难点1、教学重点(1)电势差的概念。
(2)电势差与电场力做功的关系。
2、教学难点(1)电势差的概念的建立。
(2)应用电势差与电场力做功的关系进行计算。
三、教学方法讲授法、讨论法、类比法、练习法四、教学过程1、新课导入通过生活中的实例,比如水电站中水流从高处流向低处形成水压差,从而推动水轮机做功,引出电场中电荷在不同位置具有不同的电势能,也存在类似的“势差”,即电势差。
2、概念讲解(1)类比高度差:从地面上不同高度的两点存在高度差,引导学生理解电场中不同位置的电势也存在差值,这就是电势差。
(2)定义:电场中两点间电势的差值叫做电势差,也叫电压。
设电场中 A 点的电势为φA,B 点的电势为φB,则 A、B 两点间的电势差表示为 UAB =φA φB。
(3)强调:电势差是标量,但有正负之分。
若 UAB > 0,表示 A 点电势高于 B 点电势;若 UAB < 0,表示 A 点电势低于 B 点电势。
3、电势差与电场力做功的关系(1)推导:假设一个电荷量为 q 的电荷在电场力的作用下从 A 点移动到 B 点,电场力做的功为 WAB。
根据电场力做功与电势能变化的关系,WAB = EPA EPB,而电势能与电势的关系为 EP =qφ,所以WAB =qφA qφB =q(φA φB) = qUAB,得到 UAB = WAB / q 。
10.2电势差学习目标:1.初步形成电势差的概念。
2.利用公式U AB=φA-φB及U AB=W ABq进行有关计算,获得结论。
3.领会根据功能关系推导电势差定义式的过程。
4.了解电势差的定义方法,培养良好的学习习惯。
【课前预习】[知识梳理]一、电势差1.定义在电场中,两点之间电势的叫作电势差,也叫作。
2.公式设电场中A点的电势为φA,B点的电势为φB,则A、B两点之间的电势差为U AB =,B、A两点之间的电势差为U BA=,所以U AB=。
3.电势差的正负电势差是,U AB为正值,A点的电势比B点的电势;U AB为负值,A点的电势比B点的电势。
4.静电力做功与电势差的关系(1)公式推导由静电力做功与电势能变化的关系可得W AB=,又因E p A=qφA,E p B=qφB,可得W AB=qφA-qφB=q(φA-φB)=,所以有U AB=。
(2)物理意义:电场中A、B两点间的电势差等于这两点之间移动电荷时静电力做的功与电荷量q的比值。
二、等势面1.定义:电场中电势的各点构成的面叫作等势面。
2.等势面与电场线的关系(1)电场线跟等势面。
(2)电场线由的等势面指向的等势面。
[基础自测]1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)U AB>0说明从A到B电势升高(φA<φB)。
( )(2)W AB越大,U AB越大,U AB与W AB成正比。
( )(3)等差等势面的疏密可以表示电场的强弱。
( )(4)同一电荷在同一等势面上一定具有相同的电势能。
( )2.在电场中A、B两点间电势差为U AB=75 V,B、C两点间电势差U BC=-200 V,则A、B、C三点的电势高低关系为()A.φA>φB>φC B.φA<φC<φBC.φC>φA>φB D.φC>φB>φA3.如图所示,实线表示某静电场的电场线,虚线表示该电场的等势面。
下列判断正确的是()A.1、2两点的电场强度相等B.1、3两点的电场强度相等C.1、2两点的电势相等D.2、3两点的电势相等【课堂探究】一、电势与电势差[问题导学]如何求电场中两点A、B的电势之差?(1)电场中两点间的电势差,由电场本身决定,与在这两点间移动的电荷的电荷量、静电力做功的大小无关。
电势差教案人教版电势差教案人教版第 1 篇教学目的:1、通过阅读幼儿用书,知道家用电器工作时的安全考前须知。
2、能依据老师的提问从安全角度思索回答下列问题。
教学预备:1、各种常用的家用电器图片。
2、教学挂图和幼儿用书。
教学过程:1、出示电器的图片引出教学。
2、幼儿观看挂图尝试自己讲解并描述图中的内容,了解电器工作时的安全考前须知。
1)观测第一幅图,知道工作中的电风扇很危急,不能随意触碰。
老师:①请小伙伴看第一幅图,图中的人在干什么?②电风扇工作时会有危急吗?为什么?③电风扇的插头拔下来,电风扇就怎么样了?老师小结:妈妈告知小伙伴,工作中的电风扇很危急,不能碰她们。
2)观测第二幅图,知道不能趴在洗衣机边上,否那么会发生危急。
老师:①洗衣机在干什么?这位小伙伴想干什么?②这是妈妈会对小伙伴说些什么?老师小结:妈妈告知小伙伴洗衣机工作的时候,不能趴在洗衣机边上,由于这样简单发生危急。
妈妈为什么这么说?趴在洗衣机边上,会发生什么危急?3)观测第三幅图,知道工作汇总的电熨斗很烫,不能随意碰触。
老师:①妈妈在干什么?②妈妈用电熨斗熨衣服的时候我们要留意些什么?老师小结:妈妈告知我们,工作中的电熨斗很烫,不能用手碰。
3、幼儿阅读家用电器图,了解其他家用电器工作时的安全考前须知。
老师:(1)涂上还有那些家用电器?他们有什么用?(2)这些电器在工作的时候,我们要留意什么呢?(3)小伙伴家里还有那些电器?说一说他们的安全考前须知。
电势差教案人教版第 2 篇一、教学目的1、知道电可给人们生活、工作带来方便,生活离不开电。
2、知道担心全用电会有危急。
3、知道安全用电的常识,加强自我爱护的意识。
二、教具1、由担心全用电而造成的事故的资料。
2、测电笔、绝缘手套、钳子、绝缘服等。
3、有关用电的相关知识。
三、课时安排:一课时。
四、课型:新授课。
五、教学重点:怎样安全用电。
六、教法设计:讲解法、演示法。
七、教材分析本课针对中同学的实际,重点讲了怎样安全用电,指出了应当留意的几点。
《电势差》教学设计方案(第一课时)一、教学目标1. 理解电势差的观点,掌握电势差的定义和单位。
2. 能够运用电势差的公式进行简单的计算。
3. 理解电势差与电势的干系,了解电势差的相对性。
4. 培养学生的逻辑思维和抽象思维能力。
二、教学重难点1. 教学重点:理解电势差的观点及其与电势的干系。
2. 教学难点:运用电势差的公式进行计算,了解电势差的相对性。
三、教学准备1. 准备教学用具:黑板、白板、粉笔、电流表、电压表、电源、导线和一些相关的实验器械。
2. 制作PPT课件,包含教学图片和相关视频。
3. 提前准备一些例题和练习题,供学生练习。
4. 设计实验方案,进行实验操作,以便更好地诠释和理解电势差的观点和干系。
四、教学过程:本节内容分为两个部分,起首是电势差的观点教学,其次是电势差与电压的干系教学。
(一)引入新课通过展示一些生活中电势差的应用图片,如静电除尘器、静电喷涂等,引导学生思考这些设备的工作原理。
再通过一些实验,如电池的正负极电势不同导致小灯泡亮度的变化等,让学生感受到电势差的存在及其对电路的影响。
(二)新课教学1. 电势差的观点通过引导学生分析一些简单的电路图,让学生理解电势差的观点。
可以通过提问的方式,让学生自主总结出两点之间的电势差与电阻、电流、电源的干系。
再通过一些例题,让学生稳固电势差的计算方法。
2. 电势差与电压的干系通过演示实验,让学生观察不同的电阻在相同电压下的电流大小,从而得出电势差与电压的干系。
再通过一些例题,让学生理解电势差与电压的区别和联系。
3. 电势差的应用通过展示一些电势差在生活中的应用图片和视频,如高压输电、静电除尘等,让学生了解电势差的重要性和意义。
再通过一些问题,引导学生思考电势差在未来科技中的应用前景。
(三)教室小结通过提问和引导学生自主总结的方式,让学生回顾本节课的主要内容,包括电势差的观点、电势差与电压的干系、电势差的应用等。
同时,强调本节课的重点和难点,帮助学生加深对知识的理解和记忆。
10.2 《电势差》教学设计二、情景引入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点的电势值呢?还是A、B两点之间电势的差值呢?学生观察图片思考为引入电势差的概念做铺垫讲授新课【自学感知】一、电势差1.定义电场中两点间电势的差值叫作电势差,也叫电压。
2.关系式设电场中A点的电势为φA,B点的电势为φB,则A、B两点之间的电势差为:U AB=φA-φB,B、A两点之间的电势差为:U BA=φB-φA,所以U AB=-U BA。
3.电势差的正负电势差是标量,但有正、负。
电势差的正、负表示两点电势的高低。
所以电场中各点间的电势差可依次用代数法相加。
4.电势差与静电力做功的关系:(1) 关系:W AB=q·U AB或U AB=WABq(2)推导W AB=E p A-E p B=qφA-qφB=q(φA-φB),即W AB=q·U AB,所以有U AB=W AB q。
二、等势面1.定义:电场中电势相同的各点构成的面叫作等势面。
2.等势面特点(1)在同一等势面上移动电荷时,静电力不做功。
(2)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。
【探究解惑】探究一、对电势差的几点认识。
(1)电场中两点间的电势差,由电场本身决定,在确定的电场中,即使不放入电荷,任何两点间的电势差也有确定值。
学生阅读课文,认真研究,然后填空,对填不出的空重新看书理解并与同桌讨论。
学生理解后记忆把读书自学的权利和机会还给学生。
锻炼学生的抽象思维能力解析:(1)电荷在A点所受的静电力F=qE=1.0×10-8×1.5×103 N=1.5×10-5 N,方向与电场线方向相同,因为匀强电场中各点的电场强度的大小和方向都相同,所以电荷q在电场中各点受的静电力都相同。
(2)q沿A→B→C路线,静电力做功W ABC=W AB+W BC=qU AB+qU BC=1.0×10-8×0 J+1.0×10-8×60 J=6.0×10-7 J同理,电荷q沿A→C路线,静电力做功W AC=qU AC=1.0×10-8×60 J=6.0×10-7 J。
电势差一、教学目标1.理解电势差的概念,知道电势差与电势零点的选择无关。
2.掌握两点间电势差的表达式,知道两点之间电势差的正负与这两点的电势高低之间的对应关系。
进行有关计算。
3.会用U AB=φA-φB及U AB=W ABq4.知道什么是等势面,理解在同一等势面上移动电荷时电场力不做功。
5.知道电场力跟等势面垂直,并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。
6.知道处于静电平衡的导体是等势体,导体表面是等势面。
7.知道常取地球或与地球相连的导体作为等势的参考位置,认为它们的电势为零。
8.了解几种典型电场的等势面。
二、教学重、难点重点:理解电势差和等势面的概念,掌握电势差和等势面的特点。
难点:电势差公式的综合应用,利用电势,电势差,电势能和等势面的特点的综合判断。
三、教学用具多媒体设备四、相关资源《电势差》视频资源。
五、教学过程【课堂引入】教师播放视频:《电势差》。
(插入视频《电势差》)【新知讲解】(一)电势差复习回顾:教师活动:前面我们曾经学习电势能和电势,同学们想一下什么是电势能,什么是电势,它们的公式各是什么?学生回答:电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能,叫电势能。
W AB=E PA−E PB=−∆E P电场中某点的电势,等于单位正电荷由该点移动到参考点(零电势点)时电场力所做的功。
电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值叫该点的电势。
φA=W AOq 或φA=E Aq教师活动:电势能和电势直观的描述了电场中能量和位置的关系,都需要提前确定零点,那么接下来我们来学习电场中描述位置变化且与零点无关的量—电势差。
1.定义:在电场中,两点之间电势的差值叫作电势差,电势差也叫作电压。
2.定义式:U AB=φA-φB3.单位:伏特(V) 1V=1J/C4.标量:正负代表一点比另一点电势高或低。
(注:U AB大于0,说明A点电势大于B点电势,反之U AB小于0,说明A点电势小于B点电势。
)5.比值定义法: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W AB与电荷量q的比值W AB/q,叫做A,B两点间的电势差。
高中物理〔新课标〕课堂教学教案年月日篇二:电势差教案1教学设计(二)教学分析本节容以比值法定义电势差的概念为起点,强化电势差与电场力做功和试探电荷无关,运用理论探究的方法,由电场力做功和电势能的关系导出电势差和电势的关系,从而得到电势差命名的由来。
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。
引入电势差的概念,使求静电力做功的计算十分方便,不必考虑静电力的大小和电荷移动的路径,特别是对于静电力是变力时,就只能用wab=quab来计算。
教学目标1.运用类比值定义的方法,得到电势差的公式,让学生理解电势差的概念。
2.推导得出在电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差之间的关系,会应用静电力做功的公式进展相关的计算。
3.通过理论探究得到两点间电势差和电势的关系表达式,知道两点之间电势差的正负号与这两点的电势上下之间的对应关系,培养比照学习的学习方法,培养逻辑思维能力。
教学重点难点本节容的重点是静电力做功公式uab= wab q 、wab=quab的理解和该公式的具体应用。
本节容的难点是静电力做功公式中正负号的应用与正负号的物理意义。
教学方法与手段首先在学生已有的根底上引导学生为什么要提出电势差概念,运用比值法定义电势差引入概念的教学,以加深对该比值式的理解,并学会熟练应用静电力做功的公式进展相关的计算。
通过理论探究找到两点间电势差和电势的关系表达式,确定两点之间电势差的正负号与这两点的电势上下之间的对应关系,并能够理解电势差的数值与零势面的选取无关。
让学生明白为什么要学,怎样学,学了有什么用,以此来突破教学的难点。
课前准备教学媒体多媒体课件、实物投影仪。
知识准备复习电场力做功和电势能的关系式,电势和电势能关系式。
复习高度和高度差的概念、高度差和零势点的选取无关。
学生活动设计电势差、电势能概念抽象,本课采用类比方法。
学生活动主要安排讨论、思考,要求学生能用准确的语言来表述定义的形式和归纳的过程。
电势差【教学目标】1.知道电势差的概念,知道电势差与电势零点的选择无关。
2.掌握两点间电势差的表达式,知道两点之间电势差的正、负与这两点电势高低之间的对应关系。
3.知道在电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差的关系,会应用静电力做功的公式进行计算。
【教学重难点】知道在电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差的关系,会应用静电力做功的公式进行计算。
【教学过程】一、新课教学1.电势差:(又叫电压)(1)定义:电场中两点间电势的差值叫作电势差,也叫电压。
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W AB与电荷量q的比值,叫A、B两点之间的电势差U AB。
(2)定义式:U AB=W ABq(3)单位:伏特符号:V 1V=1J/C(4)物理意义:电势差的值即为电场力作用下两点间移动一库仑的正电荷电场力做的功。
例如:U AB=10V,移动1库仑正电荷电场力做功为10J,移动1库仑负电荷电场力做功-10J。
2.静电力做功与电势差的关系教师引导:(1)U AB由什么决定?跟W AB、q有关吗?由电场本身的因素决;与W AB、q无关(2)W AB跟q、U AB有关吗?跟q、U AB都有关注意:应用公式φ=E Pq ,U AB=W ABq时应注意各物理量都有符号。
3.电势与电势差的比较:(1)电势差是电场中两点间的电势的差值,U AB=φA−φB(2)电场中某一点的电势的大小,与选取的参考点有关;电势差的大小,与选取的参考点无关。
(3)电势和电势差都是标量,单位都是伏特,都有正负值:电势的正负表示该点比参考点的电势大或小;电势差的正负表示两点的电势的高低。
【例1】在匀强电场中把电荷量为2.0×10-9C的点电荷从A点移动到B点,静电力做的功为1.6×10-7J。
再把这个电荷从B点移动到C点,静电力做的功为-4.0×10-7J。
(1)A、B、C三点中,哪点电势最高?哪点电势最低?(2)A、B间,B、C间,A、C间的电势差各是多大?(3)把电荷量为-1.5×10-9C的点电荷从A移动到C,静电力做的功是多少?(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。
第五节“电势差”教案教学目标:1.理解电势差的概念及其定义式U AB =qW AB ,会根据电荷q 在电场中移动时电场力所做的功W AB 计算电势差U AB ,会根据电势差U AB 计算电荷q 在电场中移动时电场力所做的功W AB =qU AB.2.理解电势的概念,知道电势和电势差的关系U AB =φA -φB .知道电势差的值与零电势的选择无关.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.教学重点:电势、电势差的概念.教学难点:电势、电势差的概念引入. 教学方法:教学过程:[学生答]电场的两个基本性质:电场对放入其中的电荷有力的作用(电场的力的性质),并使之具有能(电场的能的性质).[引言]前面已经学习了电场的力的性质,用场强来描述,今天我们来学习电场的能的性质,板书:电势差[引导]要考虑电场的能的性质,必涉及到电场力的做功.对它的讨论可类比于重力场中的重力做功.[[学生答]重力做功与路径无关,仅跟物体的重力,物体移动的初末位置的高度差有关.对同一物体,两位置的高度差越大,重力做功就越多.只要初末位置确定,即高度差确定,移动同一物体重力做功就相同. [问题]同样为场力做功,电场力做功是否也具有同样的特点呢?在匀强电场E 中,电荷从A 经任意路径运动到B ,则W AB =Eq ·s 其中s 为A 、B 间沿电场力方向的位移.[结论]电场力做功也与路径无关,仅跟电荷电量、电荷在电场中移动的两位置有关.证明电场力做功与路径无关.E +q C 重力对物体做功 电场力对物体做功同一物体,决定于初末位置 同一电荷,决定于初末位置两位置确定,为一恒量h mg W G = 两位置确定,也为一恒量电=q W 与路径无关 与路径无关电势差: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W AB 与电荷量q 的比值W AB /q ,叫做A 、B 两点间的电势差.在数值上等于单位正电荷由A 点移到B 点时电场力所做的功W AB.[答]比值定义法.[出示板书]定义式:U AB =AB AB AB qU W qW =⇒ [问题]U AB 由什么决定?由W AB 、q 决定吗?W AB 由q 、UAB[学生答]U AB 仅由电荷移动的初末位置A 、B 决定,与所经路径、W AB 、q 均无关,但可由U AB =qW AB 计算U AB . 而W AB 却由q ,U AB 决定.这些也可由比值定义法定义概念的共性规律中得到.[引导学生得出]电势差U AB 与q 、W AB 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.[出示板书]物理意义:电势差反映了电场本身的性质.符号V1V=1 J/C电势差是标量,电场力做功可正可负,故两点间电势差也可正可负.正负表示大小. 电势差的绝对值叫电压,用U 表示.由W AB =qU AB 可知,电场力做功只与始末位置有关,与具体路径无关.1电子伏特:在电压为1V 的两点间移动电子时,电场力所做的功,即1eV=1.6×10-19J . [指示]应用W AB =qUAB①可将q ,U AB ,连同正负号一同代入.②将q ,U AB 的绝对值代入.功的正负依据电场力的方向和位移(或运动)方向来判断. 应用U AB =qW AB 求U AB 时,将W AB ,q 正负号一同代入. [例题]在如图所示的电场中,把点电荷q =+2×10-11C ,由A 点移到B 点,电场力做功W AB =4×10-11J .A 、B 两点间的电势差U AB 等于多少?B 、A 两点间的电势差U等于多少?V V q W U AB AB 21021041111=⨯⨯==-- V q W U BA BA 21021041111-=⨯⨯-==--[练习]如图所示的电场中,A 、B 两点间的电势差U AB =20 V ,电荷q =-2×10C 由A 点移到B解:电场力所做的功W AB =U AB ·q =20×(-2×10-9)=-4.0×10-8J 或:电场力所做功W AB =U AB ·q =20×2×10-9=4×10-8J.因F 电方向从B 到A ,s 方向由A 到B ,故电场力做负功.[学生答]先确定一参考平面的高度为零,物体与参考平面的高度差即为物体的高度.A B E · ·一般选地面为参考平面.[学生思考回答]选择一参考平面的电势为零,研究点与参考平面间的电势差即为该点的电势.电势用φ表示.[指出]一般点电荷形成的电场中取无穷远处电势为零;电器接地时,取接地点电势为零.电势:电场中某点的电势等于单位正电荷由该点移到参考点(零电势点)时电场力所做的功.[指出]有了电势的概念,即可用两点的电势的差值来表示两点间的电势差.U AB =φA -φB U BA =φB -φA[引导得出]电势也为一标量,可正可负,正负表示大小.[学生答]类比于两位置的高度差与零位置选取无关,两点间的电势差也与零电势点选取无关. [问题]电场中某点的电势由什么决定[引导学生分析]与重力场中的高度相类比,可知电场中某点电势由与零势点选取和这一点在电场中的位置确定,跟在此是否放置试探电荷无关.故电势是描述电场本身能的性质的物理量.[出示板书]物理意义:电势是描述电场本身能的性质的物理量.[出示板书]性质:电场中某点电势由与零势点选取和这一点在电场中的位置确定,跟在此位置是否放置试探电荷无关.[过渡]电势既然描述电场的性质,故不同点的电势不同,有高低之分,如何判断电势[引导学生分析]只要两点间的电势差的情况了解了,电势高低即可清楚,故可取一电荷在电场中移动讨论电场力做功.如 ∵W AB >0,q >0 ∴φA -φB =U AB =q W AB >0,即φA >φB ∵W AB <0,q <0∴φA -φB =U AB =q W AB >0,即φA >φB[结论,出示板书]沿电场线方向,电势越来越低.[过渡]刚才讨论了电场力做功,这一过程必对应能的转化,类比于重力做功对应使重力势能转化,电场力做功对应也是一种势能的转化,称之为电势能.[问题]那电场力做功,对应的电势能怎样转化?重力做多少功,重力势能减少多少.重力做多少负功,重力势能增加多少.类比:电场力做多少正功,电势能就减少多少;电场力做多少负功,电势能就增加多少. [练习]电场中A 、B 两点的电势是φA =800 V ,φB =-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? 解:U AB =φA -φB =800-(-200)=1000 V F A B • • • • E -q A B E F +q v v∴W AB =qU AB =(-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.1.关于静电场中某点电势的正、负,正确的说法是哪个?(C )A .B .电势的正、负取决于场源电荷的正、负,若该点处在正场源电荷周围的静电场中,C.D .2.将带电量为6×10-6C 的负电荷从电场中的A 点移到B 点,克服电场力做了3×10-5J 的功,再从B 移到C ,电场力做了1.2×10-5J(1)A 、C 间的电势差U AC.(2)电荷从A 移到B ,再从B 移到C解:(1)U AC ==⨯-⨯+⨯-=+=---655106102.1103q W W q W BC AB AC 3 V (2)∵W AC =W AB +W BC =-3×10-5+1.2×10-5=-1.8×10-5J ,可见电势能增加了1.8×10-5J .四、小结:本节课我们学习了一下几个方面的的内容:1.电势差、电势两个概念均采用比值定义法定义,都与检验电荷q ,电场力所做功无关,仅由电场本身的因素决定,故都表示电场本身的性质.2.电势差、电势、电场力做功,电势能类比于重力场中的高度差、高度、重力做功,重力势能来学习、理解,这种类比方法是物理问题研究中常用的一种科学方法.3.(1)qW U AB AB =,将W AB ,q 正、负号一同代入. (2)W AB =q ·UABa .将q 、UABb .将q 、U AB 的绝对值代入,根据电场力与位移(或运动)方向间关系判断电场力做功的正负.(3)U AB =φA -φB ,U AB =φB -φA. 五、板书设计六、作业:课外练习 电势差 定义式:q W U AB AB =,U AB 不由W AB 、q 决定,由电场中A 、B 两点的位置决定. 物理意义:电势差反映了电场本身的性质. 单位:V ,1V=1J/C性质:电势差是标量,正负表示大小,电势差与零势点无关.W AB =q •U AB ,W AB 由q 、U AB 决定.故电场力做功与路径无关,且W AB =-△ε. 电势:研究点与参考平面间的电势差即为该点的电势.电场中某点的电势等于单位正电荷由该点移到参考点(零电势点)时电场力所做的功. 物理意义:电势是描述电场的能的性质的物理量. 性质:电势是标量,正负表示大小,电势与零势点有关.电势差与电势的关系:U AB =φA -φB电势。
电势差在电路中的应用教案第一章:电势差的概念介绍1.1 电势差的定义解释电势差的含义,电势差是指电场力对单位正电荷所做的功,表示为电势能的差值。
强调电势差是标量,没有方向。
1.2 电势差与电压的关系说明电势差和电压是同一物理量的不同称呼,通常用伏特(V)作为单位。
强调电压是指电路两点之间的电势差。
1.3 电势差的计算公式推导电势差的计算公式:ΔV = V_final V_initial,其中ΔV表示电势差,V_final 表示终点的电势,V_initial表示起点的电势。
第二章:电路中的电势差2.1 电路中电势差的表示方法介绍电路图中电势差的表示方法,通常用符号“ΔV”表示电势差。
强调电势差可以在电路中的任意两点之间存在。
2.2 电路中的电势差计算说明在电路中,电势差的计算需要考虑电路元件的电压降。
强调电势差的计算需要遵循基尔霍夫电压定律。
2.3 电路中的电势差的应用解释电势差在电路中的作用,如电源提供电势差,推动电荷流动等。
第三章:电势差的测量3.1 电势差测量仪器的介绍介绍常见的电势差测量仪器,如电压表和示波器。
强调电势差测量仪器的工作原理和正确使用方法。
3.2 电势差的测量方法说明电势差的测量方法,包括直接测量和间接测量。
强调在测量电势差时,要注意电路的安全性和准确性。
3.3 电势差测量的应用解释电势差测量在电路设计和故障排除中的重要性。
第四章:电势差在电路中的传输4.1 电势差在电路中的传输原理解释电势差在电路中的传输原理,电势差是推动电荷流动的驱动力。
强调电势差的大小和方向决定了电荷流动的方向和速度。
4.2 电势差在电路中的损耗说明电势差在电路中传输时会有一定的损耗,通常由电阻引起。
强调电路中的电阻会导致电势差的减小,从而影响电荷流动。
4.3 电势差在电路中的传输效率解释电势差在电路中的传输效率,传输效率等于实际传输的电荷量与输入电势差下的理论传输电荷量的比值。
第五章:电势差在电路中的应用实例5.1 电势差在电源中的应用举例说明电势差在电源中的应用,如电池提供电势差,驱动电路中的电荷流动。
10.2 电势差〖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。
〖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。
〖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。
〖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点的电势值呢?还是A、B两点之间电势的差值呢?展示高楼图片,阐述高度差的含义。
认识到从6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,AB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0m点的选择不影响楼的高度,即高度差。
电势差【教学目标】1.知道电势差的概念,知道电势差与电势零点的选择无关。
2.掌握两点间电势差的表达式,知道两点之间电势差的正、负与这两点电势高低之间的对应关系。
3.知道在电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差的关系,会应用静电力做功的公式进行计算。
【教学重难点】知道在电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差的关系,会应用静电力做功的公式进行计算。
【教学过程】一、新课教学1.电势差:(又叫电压)(1)定义:电场中两点间电势的差值叫作电势差,也叫电压。
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W AB与电荷量q的比值,叫A、B两点之间的电势差U AB。
(2)定义式:U AB=W ABq(3)单位:伏特符号:V 1V=1J/C(4)物理意义:电势差的值即为电场力作用下两点间移动一库仑的正电荷电场力做的功。
例如:U AB=10V,移动1库仑正电荷电场力做功为10J,移动1库仑负电荷电场力做功-10J。
2.静电力做功与电势差的关系教师引导:(1)U AB由什么决定?跟W AB、q有关吗?由电场本身的因素决;与W AB、q无关(2)W AB跟q、U AB有关吗?跟q、U AB都有关注意:应用公式φ=E Pq ,U AB=W ABq时应注意各物理量都有符号。
3.电势与电势差的比较:(1)电势差是电场中两点间的电势的差值,U AB=φA−φB(2)电场中某一点的电势的大小,与选取的参考点有关;电势差的大小,与选取的参考点无关。
(3)电势和电势差都是标量,单位都是伏特,都有正负值:电势的正负表示该点比参考点的电势大或小;电势差的正负表示两点的电势的高低。
【例1】在匀强电场中把电荷量为2.0×10-9C的点电荷从A点移动到B点,静电力做的功为1.6×10-7J。
再把这个电荷从B点移动到C点,静电力做的功为-4.0×10-7J。
(1)A、B、C三点中,哪点电势最高?哪点电势最低?(2)A、B间,B、C间,A、C间的电势差各是多大?(3)把电荷量为-1.5×10-9C的点电荷从A移动到C,静电力做的功是多少?(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。
第2节电势差教学设计【提问】如图所示,分别选取地面和B所在的平面为参考平面,A、B两点的高度差是否改变?【提问】选取不同的参考平面,从A到B重力做的功是否改变?【提问】影响重力做功大小的是A、B两点的高度值,还是A、B两点之间高度的差值呢?【提问】类似的,如图,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点的电势值呢?还是A、B两点之间电势的差值呢?5. 推论:U AC =U AB +U BC【提问】电荷q 从A 点移动到B 点,求电场力做的功?→静电力做功与电势差的关系:U AB =W AB q→电场中A 、B 两点间的电势差等于电场力做的功与电荷量q 的比值。
→此式适用于恒力和变力做功。
【提问】如果认为A 、B 两点间电势差由W AB 和q 的数值决定,你认为这种想法正确吗?【提问】电势差与电势有何联系、区别?【讲述】应用U AB =W AB q或W AB =qU AB 时, ✓加下标时:W AB 、q 、U AB 都有正负,计算时都要带正负号。
比较电势φ电势差U区别定义电势能与电荷量的比值φ=E q电场力做功与电荷量的比值U =Wq决定因素由电场和在电场中的位置决定由电场和场内两点位置决定相对性有,与零电势位置的选取有关无,与零电势位置的选取无关(2)A 、B 间电势差:B 、C 间电势差:A 、C 间电势差:(3)负电荷从A 移动到C 时,静电力做功(4)A 、B 、C 三点在电场的示意图可能是:ϕC >ϕA >ϕ B ,U AC >U AB【提问】根据以上例题第(4)问的结果,定性画出了电场分布的示意图,标出了A 、B 、C 三点可能的位置。
“可能”说明还有其他位置符合要求,这些位置在哪里呢?引导:设A 不动,能不能再找出一个位置B ′,让点电荷从A 移动到B ′静电力做的功与点电荷从A 移动到B 静电力做的功相等? 方案一:不正确。
V V q W U AB AB 80100.2106.19-7-=⨯⨯==V V q W U BC BC200100.2100.49-7--=⨯⨯-==U U U BC AB AC =+=VV V U U BC AB AC 120200-80-==+=U W AC AB 9-105.1(q ⨯⨯-='=()JJ W AB 7-9-108.1120-105.1(⨯=⨯⨯-)()W AB′=W AB+ W BB′,W BB′ ≠0∴W AB′ ≠W AB方案二:正确。
10.2 电势差教材分析本节内容是在学了电势、电势能及电场力做功的基础上,继续学习静电场中两点电势之间的关系。
电势差既是对上节课所学内容的应用,又是对下节课电势差与电场强度关系学习的铺垫,因而,起到承上启下的作用。
利用前面所学知识,同学们很容易推导出电势差这个物理量,但是对学生来说,这个概念比较难理解,因而,对本节课的教学主要采用类比法进行教学。
教学活动与学生活动复习引入(一)电场力做功的特点和电势能1.电场力做功与路径无关电荷在电场中移动时,静电力做功跟重力做功相似,只与电荷的起始位置和终止位置有关,与电荷经过的路径无关。
2.电场力做功与电荷电势能变化的关系电场力对电荷做正功时,电荷电势能减少;电场力对电荷做负功时,电荷电势能增加。
电势能增加或减少的数值等于电场力做功的数值。
3.电场中某点的电势,等于单位正电荷由该点移动到参考点(零电势点)时电场力所做的功.电势用字母φ表示.4.表达式:φ=E p q单位:伏特(V ),且有1V=1J/C 新课教学学习活动:电势差比较引入:物体在重力作用下从高处向低处移动时,重力做功,对于同一个物体,高度差越大,重力做功越多。
与此类似,同一个电荷从一点移动到另一点时,电场力做功越多,就说这两点间的电势差越大。
学生自主学习:电势差的定义:(ppt 展示):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W AB 与电荷量q 的比值,叫A 、B 两点之间的电势差U AB 。
『定义式』(ppt):U AB =W AB qU AB 在数值上的含义:即为电场力作用下两点间移动1库仑的正电荷电场力做的功。
单位:伏特 符号V 1 V =1 J/C电势差是标量。
教学任务:关于公式U AB =W AB q的理解 问题一:U AB 由什么决定?由W AB 、q 决定吗?W AB 由q 、U AB 决定吗?『学生交流合作分析』U AB 仅由电荷移动的两位置A 、B 决定,与所经路径、W AB 、q 均无关,但可由U AB =W AB q 计算U AB ,而W AB 却由q 、U AB 决定。
10.2 电势差学习目标1.理解电势差的概念。
2.掌握电场力做功与电势差的关系,会用W AB=qU AB解决有关问题。
3.知道电势差和电势、等势面的关系。
重点:应用电势差的概念求解静电力对电荷所做的功。
难点:应用电势差的概念求解静电力对电荷所做的功。
知识点一、电势差1.定义:电场中两点间电势的之差,也叫电压。
单位伏特,符号V。
2.关系式:设电场中A点的电势为φA,B点的电势为φB,则:A、B两点之间的电势差为:U AB=φA−φB。
B、A两点之间的电势差可以表示为:U BA=φB−φA。
所以U AB=−U BA。
3.电势差的正负:电势差是标量,但有正、负。
电势差的正、负表示两点间电势的高低。
所以电场中各点间的电势差可依次用代数相加。
4.对电势差的三点理解(1)电场中两点的电势差,由电场本身的初末位置决定.在确定的电场中,即使不放入电荷,任何两点间的电势差都有确定的值。
(2)讲到电势差时,必须明确所指的是哪两点(两位置)的电势差。
A、B间的电势差记为U AB、而B、A间的电势差记为U BA。
(3)电势差有正负,电势差的正负表示电场中两点电势的高低,如U AB=-6 V.说明B点的电势比A 点的电势高6 V。
【题1】在右图中,某电场的等势面用实线表示,各等势面的电势分别为10 V、6 V和-2 V,则U AB =________,U BC=________,U CA=________。
【答案】0,12 V,-12 V【解析】在题图中,A、B两点在同一等势面上,则有φA=φB,故U AB=10 V-10 V=0,B、C间的电势差为U BC=10 V-(-2 V)=12 V,C、A间的电势差为U CA=-2 V-10 V=-12 V。
【题2】在电场中A、B两点间电势差为U AB=75 V,B、C两点间电势差U BC=-200 V,则A、B、C 三点的电势高低关系为A.φA>φB>φC B.φA<φC<φB C.φC>φA>φB D.φC>φB>φA【答案】C【解析】U AB=φA-φB=75 V,则φA=75 V+φB,故φA>φB。
10.2电势差
一、教学内容分析
理解电势差概念,知道电势差与零电势的选择无关,具有绝对性。
知道电场力做功与电势差的定量关系。
学会用等式面描绘静电场,了解电场线和等式面的关系。
本节以上楼时楼层的高度差影响做功的多少引出探究的问题:影响静电力做功多少的因素可能是电势值还是电势差呢?运用类比的方法即把电势差与高度差进行类比,引入电势差的概念。
在利用静电力做的功等于电荷电势能的减小量,推导出AB AB qU W =。
变形得到电势差q
W U AB
AB =
,同时得出电势差与电势零点的选择无关。
等势面可以与地理中的等高线类比,学生接受起来难度不大,但学生对等式面一定跟电场线垂直,这一结论的理解会有困难,教科书阐述这一问题时,又一次运用了反证法。
二、学情分析
通过上节课的学习,学生已具备静电力做功与电势能的关系、电势能、电势等基本
知识点。
三、教学目标
1. 知道电势差概念,知道电势差的正负表示两点间电势的高低关系。
2.推导静电力做功跟电势差的关系式会用公式AB AB qU W =计算静电力所做的功。
3. 理解等势面的概念,会画常见电场的等势面,通过论证等势面一定垂直于电场线,体会反证法在推理过程中的应用。
四、教学重、难点
教学重点: 静电力做功跟电势差的关系式AB AB qU W =的具体应用。
教学难点: 静电力做功公式中正负号的应用与正负号物理意义的理解。
教学方法: 讲授法
教具:图片和课件
五、教学流程图
六、教学过程
环节情境与问题教与学活动设计意图学生发展
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点的电势值
呢?还是A、B两点
之间电势的差值
呢?
猜测
静电力做功多少与A、B两点之间电势的
差值有关!
类比是一种
重要的科学
思维,希望
通过这个问
题锻炼科学
思维
学生认识到类比是
重要的科学思维方
法
深度研习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?
2.电势的数值与零
电势点的选取有关,
电势差的数值与零
电势点的选取有关
吗?这与力学中学
过的哪个概念相
U AB>0 即φA- φB >0 则φA>φB
U AB<0 φA<φB
电势差的正负表示两点电势高低
无关与高度差相似
体会用数学
的正负表示
物理意义的
方法
学生理解并能正确
使用正负号表示物
理意义
似?
实践应用
静电力做功与电势差的关系式 1.U AB 由什么决定?跟W AB 、q 有关吗?2.W AB 跟q 、U AB 有关吗?
3.W AB 、q 、U AB 都有正值和负值,它们的正负分别表示什么意义?
4.应用公式 时各物理量是否带正负号计算?
静电力做功与电势差的关系式
AB AB qU W =q
W U AB
AB =
电势差的物理意义:电势差U AB 与q 、W AB 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。
加深对比值定义法的理
解
学生会通过比值定义法的普遍规律分析物理量之间的关系
融合提升
电场线和等势面的关系?
定义:电场中电势相同的各点构成的面叫
做等势面。
意义:形象描绘电场各点电势的高低。
等势面的特点: 等势面一定跟电场线垂直,电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面
在同一等势面上的任意两点间移动电荷,电场力不做功
任意两个等势面都不会相交
练习反正法
的使用方法 学生会用反证法分
析电场线与等势面
之间的关系
资
B D。