2019-2020年新課標粵教版3-1 選修三1.4《電勢和電勢差》 WORD教案1.doc
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2019-2020年新課標粵教版3-1 選修三1.4《電勢和電勢差》 WORD教案1 教學目標: 1.理解電勢差的概念及期 定義式,會根據電荷q在電場中移動時電場力所做的功WAB計算UAB,會根據電勢差UAB計算電荷Q在電場中移動時電場力所做的功WAB=qUAB 2.理解電勢的概念,知道電勢與電勢差的關系UAB=A -B ,知道電勢的值與零電勢的選擇有關。 3.知道在電場中沿著電場線的方向電勢越來越低。 4.知道什么是電勢能,知道電場力做功與電勢能改變的關系。 能力目標:培養(yǎng)學生的分析能力、綜合能力。 德育目標:使學生能從類似的事物中找出共性。 教學重點:電勢、電勢差的概念 教學難點:電勢、電勢差的概念的引入 教學方法:類比法、歸納法、問題解決法 教學過程: 一、復習引入 一個帶正電的小球處于勻強電場中,會受到電場對它的力的作用,受力的方向如何呢?受力的大小呢? (F=Eq)。電荷在電場中受力的作用,我們引入了描述電場力的性質的物理量,場強E。它是與有無電荷q無關的物理量,是由電場本身決定的物理量。 如果將帶電小球從A點移動到B時,電場力對電荷做功嗎?從本節(jié)課開始,我們從功和能的角度來研究電場。學習與電場能量有關的幾個物理量(展示課題) 二、新課教學 電場力做功的問題我們不熟悉,但重力做功的問題。下面我們將從重力做功的問題出發(fā)來類比研究電場力做功。 (一)電場力做功與路徑無關 (出示重力做功與路徑無關的圖) 物體在重力作用下,從A沿不同的路徑運動到B位置,重力做功勻為mgh,與路徑無關。 與此類似,電荷在勻強電場中受力的作用,把電荷從A移到電場中的B位置時,也可以沿不同的路徑運動。類似重力做功,電場力做功也與運動路徑無關。這個結論是從勻強電場得到的,對于非勻強電場也適用。所以我們在后面的課程中,研究電荷在電場中移動時,電場力做功的問題,可以認為電荷沿直線運動到另一位置。這是電場力做功的一個特點。 (二)電勢差 1.引入(出示重力做功與重力成正比的圖) 如果我們讓不同的物體先后通過空間的A、B兩個固定的位置。 如:重力為G物體,做功為W1=GhAB 重力為G2=2G……W2=…2GhAB…… 則:WGG成正比,其比值 也就是說重力場中確定的兩點間的高度差是一定的。與重物G的大小無關與有無重物下落是無關的。 但讓一重物在A、B間落下時,則出W和G,可以用比值量度出hAB。 類似地(出示電場力做功Q與成正比的圖) 我們在電場中A、B兩點間移動不同電量的帶電體時: 如果q1=+ q,設電場力做功為W1=W 則q2==+2q,則A到B時,位移相等,在移動過程的任一位置處,q2==+2q,則q2所受電場為q1的2倍,即移動過程中電場力做的功W2=2W…… 則:W電q成正比,為一定值。 這個比值是由電場的A、B兩點的位置決定的量。 與在這兩個位置間移動電荷的電量大小無關,與是正電荷、負電荷無關,與在無電荷q無關。只是讓這個電荷在這兩點間移動后,用功和電量的比值把它的大小量度出來。在物理學中,把這個比值叫做電場中A、B兩點間電勢差。 2.電勢差的概念: 板書:一、電勢差 1.定義:電荷q在電場中由一點A移動到另一點B時,電場力所做的功WAB與電荷量q的比值WAB/q,叫做A、B兩點間的電勢差。用UAB表示。 2.定義式:UAB= 同AB電荷在電場中不同位置間移動時,電場力做的功多,兩點間的電勢差大。但兩點間電電勢差由電場本身決定,與Wq無關的。板書五:(1)點 (1)物理意義:電勢差是電場本身的性質,與Wq無關。 (2)單位:1V=1J/C 電量為1C的正荷,在電場中兩點間移動時,電場力做的功如果為1J,則兩點的電勢差為1伏特。 3.小練習:下面請看例1: 動畫演示過程,標出力和V的方向,指出A到B的過程,電場力做正功,則 UAB==……=2V。 如果從B到A移動時,電場力做負功,其WBA=-WAB 則UBA==-2V 由例題得到以下啟示: (1):UAB=-UBA,(2)由于q有正負,WAB有正、負功,則其比值有可能為正、負值。一般我們只關心其大小,且電勢差的大小記為U電壓。初中物理中某導體兩端的電壓,指兩點間的電勢差。 得到板書: (3)UAB=-UBA (4)|UAB|=|UBA|=U 根據電勢差的定義式,得變形公式WAB=qUAB 板書:3:WAB=qUAB (三)電勢 我們用重力場中的高度差類比得到了電場中兩點的電勢差。重力場中還有高度一詞,表示什么意思呢?劈如說選擇(室內)地面作為參考平面,吊燈與地面之間的高度差為hA0=3m,我們也說成吊燈的高度為3m。類似地,如果把電場中的某一點作為參考點,另一點A與參考點之間的電勢差就叫作A點的電勢。 電勢的概念 板書:二、電勢 定義:如果在電場中選擇某一點為參考點(零電勢點),則A點與參考點O之間的電勢差叫做A點的電勢,記為A,為特殊的電勢差。 A=UAO= 所以其單位也是伏特。 下面做一個練習,求電場中各點的電勢 15V 5V 0V -3V A B C D E 已知:q=+1C WAC=15J WBC=5J UBC WDC=-3J UAC ?。誄D (邊展示力分析為何正功、負功) 則以C點為零電勢點,則: 類似地:UBC=5V,UDC=-3V(做成填空) 則A=15V B=5V D=-3V ①從計算中得到:電勢有正、負值,是表示該點電勢比零電勢點的電勢低,不代表方向,是標量。 ②此時:AB之間的電勢差呢? 推導: 經觀察,與A、B點的電勢有何關系? (UAB=A-B) 原來,AB點的電勢差就是A、B點的電勢之差,其值為負,表示A點電勢比B點電勢低是標量。不代表方向。 ③如果以B點為零電勢點,則A、C點的電勢呢? 則A=UAB=10V B=0V 看來,取不同的零電勢點,各點的電勢不同. ④此時AC點的電勢差呢? UAC=A-c=10V-(-5V)=15V 與原來以C點為零電勢點的電勢差相等。所以電勢差是絕對的,與零電勢點的選擇無關,電勢是相對的 出示板書內容: UAB= A-B 說明:電勢是相對的,電勢差是絕對的 ⑤再看例題中各點的電勢,沿著電場線的方向,電勢逐漸降低。 3.練習:例2: ①注意分析UAB=-10V為什么? 正電荷由A B點,F與位移的方向做什么功? 則WAB= qUAB=410-8J 則電勢能增加了410-8J,其它形式的能轉化為電勢能。 ②如果電荷為負電荷,在同一電場由一點A移動到同一點B呢? 由于電場沒關,兩點的位置沒有變,則AB間的電熱差不變。 所以WAB= qUAB=210-8J 電勢能減少了,轉化成了其它形式的能。 ③此題還可由W=Uθ來計算,W的正負根據分析得出,正功為正,負功為負。 四、小結: 1.類比重力場的高度差引入電勢差: 反映了電場的能的性質與q無關 UAB= 與q無關 2.類比重力場的高度引入電勢- 配套講稿:
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