高中物理 电势差

电势差教学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，得出电势差与电势零点的选择无关。

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AB AB qU W =来计算。

教学目标1、运用类比的方法，使学生理解电势差的概念，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公式，知道两点之间电势差的正负号与这两点的电势高低之间的对应关系。

3、通过理论探究得到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行相关的计算，以培养学生归纳推理能力和抽象思维能力。

教学重点难点本节内容的重点是静电力做功公式AB AB qU W =的推导和该公式的具体应用。

本节内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。

教学方法与手段运用类比法将地理位置中两点间的高度差与电场中两点间的电势差进行比较，引入电势差的概念，找到两点间电势差的表达公式，确定两点之间电势差的正负号与这两点的电势高低之间的对应关系。

通过理论探究推导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，并学会应用静电力做功的公式进行相关的计算。

课前准备教学媒体：多媒体课件、实物投影仪。

知识准备复习高度和高度差的概念、高度差和零势点的选取无关，电场力做功和电势能的关系式，电势和电势能关系式。

教学过程导入新课[事件1]教学任务：创设情景，导入新课师生活动：【情景导入】：2010年元月竣工的“迪拜塔”是世界第一高楼。

在测量高度时，（展示ppt ）用不同位置作为测量高度的起点，同一地方的高度的数值就不相同，但两个地方的高度差却保持不变。

【引入新课】：同样的道理，选择不同的位置作为电势零点，电场中某点电势的数值也会改变，但电场中某两点间的电势的差值却保持不变。

物理学中，有时电势的差值比电势更重要。

推进新课[事件2]教学任务：电势差的概念、电势差与电势的关系师生活动：【定义】电场中两点间电势的差值，叫做电势差，也叫电压。

用U AB 表示A 、B 两点间的电势差。

【理论探究】推导电势差与电势的关系式【分析与论证】设电场中A 点的电势为，B 点的电势为，则有或者表示成显然A ϕB ϕB A AB U ϕϕ-=A B BA U ϕϕ-=A B AB U U -=【问题情境】如果B板接地（取大地的电势为0，则与大地相连的导体的电势也为0），A 板电势为8V，M点的电势为6V，N点电势为2V。

【提出问题】①M、N两点间的电势差U MN是多少伏？N、M两点间的电势差U NM是多少伏?②如果改为A板接地，B板的电势是多大？M、N两点的电势各为多大？M、N两点的电势差是多少伏？【交流合作分析解答】①B板接地时，U MN=φM -φN=(6-2)V=4V，U NM=φN–φM=（2-6）V=-4V②如果改为A板接地，则A板的电势等于0，已知A板的电势比B板高8V，所以B板的电势等于-8V；M点的电势比A板低2V，所以M点的电势为-2V；N点的电势比A板低6V，所以N点的电势为-6V；M、N两点之间的电势差U MN=φM-φN=[-2-（-6）]V=4V。

【深化理解】对分析过程中的学生观点给予激励性评价，针对学生出现的错误和疑难，归纳展示，共同讨论解决，提炼形成以下问题：（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？电势的正负代表什么？学情预设：可能出现电势差的正负与电势的正负含义混淆错误观点。

（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？【结论】（1）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高或低；电势差的正负表示两点的电势的高低。

（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。

[事件3]教学任务：理论探究静电力做功与电势差的关系师生活动：【问题情境】电荷q 从电场中A 点移到B 时，静电力做功W AB 等于电荷在A 、B 两点的电势能之差，那么静电力做功与电势差存在着怎样的关系呢？【理论探究】电荷q 从电场中A 点移到B 点，由静电力做功与电势能变化的关系可得：由电势能与电势的关系可得：； 所以：即或 q W U ABAB =结论：电场两点间的电势差等于在两点间移动电荷时电场力做的功与电荷量之间的比值。

[事件4]教学任务：关于公式qW U AB AB =的理解 【提出问题】：U AB 由什么决定？由W AB 、q 决定吗？W AB 由q 、U AB 决定吗？【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 =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。

【归纳总结】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。

【结论】电势差的物理意义：电势差反映了电场本身的性质。

PB PA AB E E W -=q E P =ϕA PA q E ϕ=B PB q E ϕ=)(B A AB q W ϕϕ-=B A AB qU W =q W AB电势差的单位：伏特 符号V 1V=1 J/C电势差是标量。

【课堂训练】对于电场中A 、B 两点，下列说法正确的是 （ ）A ．电势差的定义式U AB ＝W AB ／q ，说明两点间的电势差U AB 与电场力做功W AB 成正比，与移动电荷的电荷量q 成反比B ．A 、B 两点间的电势差等于将正电荷从A 点移到B 点电场力所做的功C ．将l C 电荷从A 点移到B 点，电场力做1 J 的功，这两点间的电势差为1 VD ．电荷由A 点移到B 点的过程中，除受电场力外，还受其他力的作用，电荷电势能的变化就不再等于电场力所做的功[事件5]教学任务：典型例题分析，加强对公式的理解和应用【例题】在电场中把电荷量为2.0×10C 的正电荷从A 点移到B 点，静电力做功为1. 5×10J ，再把电荷从B 点移到C 点，静电力做功为-4.0×10J ．(1) A 、B 、C 三点中哪点的电势最高? 哪点的电势最低?(2) A 、B 间，B 、C 间，A 、C 间的电势差各是多大?(3) 把－1.5×10C 的电荷从A 点移到C 点，静电力做多少功?（4）根据以上所得结果，定性的画出电场分布的示意图，标出A 、B 、C 三点可能的位置。

【方法点拨】例题讲解，结合学生出现的问题，归纳以下注意事项：1.应用AB AB qU W =计算时，相关物理量用正、负值代入计算，符号的含义：AB W ＞0，电场力做正功；AB W ＜0，电场力做负功；AB U ＞0，A ϕ＞B ϕ；AB U ＜0，A ϕ＜B ϕ2.知道了电场中两点的电势差，就可以很方便地计算在这两点间移动电荷时静电力做的功，而不必考虑静电力和电荷移动的路径。

B A AB qU W =9-7-7-9-课堂巩固与反馈[事件6 ]教学任务：形成性测试1、关于电势差和电场力作功的说法中，正确的是 ( )A ．电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷的电量决定B ．电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电势差和该电荷的电量决定C ．电势差是矢量，电场力作的功是标量D ．在匀强电场中与电场线垂直方向上任意两点移动电荷电场力不做功2、在电场中有A 、B 两点，它们的电势分别为A ＝-100V ，B ＝200 V ，把电荷量q ＝-2.0×10C 的电荷从A 点移动到B 点，是电场力做功还是克服电场力做功? 做了多少功?3.在电场中一条电场线上有A,B 两点,如图所示,若将一电荷q=-2.0×10-6C 从A 点移到B 点,电荷克服电场力做了4.0×10-4J 的功.求：(1)U AB 等于多大?(2)电场线的方向如何?(3)如在电场中有另一点C,已知U AC =500V ,若把这一负电荷从B 移到C 点,电场力做功多大?[事件7 ]教学任务：引导学生从知识、方法、情感三个侧面小结本节课的学习活动。

本节课介绍了电势差这一重要概念，作为表述电场能的性质这一重要物理量，不但与电势密切相关，同时也与电场力的功建立了关系，掌握好运算中的符号使用和意义是本节课的关键点。

以下是小结提纲：1、电势差的概念；2、电势差和电势的区别和联系；3、对公式q W U AB AB =、AB AB qU W =的理解计算及注意事项。

布置作业ϕϕ7-1．复习本节教材．2．完成课本课后问题与练习板书设计（多媒体课件展示）设计说明本节课虽然作为电场一章中很简短的一节，但起着承前启后的重要作用。

在教学中，引领学生运用类比高度差的方法引入电势差的概念，激起学生对知识的亲切感和关联体验。

教学设计中让学生尽量多地参与到课堂活动中来，通过理论探究、讨论分析等环节，灵活采用自主、探究、合作的学习方式，培养学生的严密的逻辑思维能力和严谨的治学精神。

活动与探究课题：科学家伏特与电势差。

过程：上网查找资料，收集科学家伏特的生平事迹和对科学的贡献，结合教材本节的学习，了解电势差概念的生成，进而知道静电计、电推等原理。

可以在自主研究的基础上分小组进行交流，形成统一意见后，各小组派代表向全班同学汇报。