15电势差-陕西省蓝田县前卫中学高中物理选修3-1教案

选修3-1第一章1.5电势差教学设计一【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。

二【教学目标】（一）知识与技能理解电势差是描述电场的能的性质的物理量知道电势差与电势零点的选取无关，熟练应用其概念及定义式进行相关的计算知道电势与电势差的关系，（二）过程与方法培养学生的分析能力，抽象思维的能力，综合能力（三）情感态度与价值观通过对原有知识的加工，对新旧知识的类比、概括，培养学生知识自我更新的能力．三【教学重点难点】重点：电势差的概念；静电力做功公式的推导和该公式的具体应用。

难点：静电力做功公式中正负号的应用与正负号的物理意义。

四【学情分析】对电势差概念的引入，考虑到用电场力做功来引入比较具体，且可与力学中做功的概念直接联系起来，教学中采用类比的方法，类比于力学中重力做功，通过电场力作功来引入，以增强知识的可感知性，这有助于学生的理解．在学习电势差的表达式和定义式时，应该注意下标的使用规则和正负号表示的物理意义。

所以，在教学过程中，从一个更高的全面的基准点对已学知识进行综合，加强学生自身知识的再更新能力。

，这样使学生在已有知识中逐步理解，能帮助学生真正掌握电势差的概念。

五【教学方法】推导公式法、讲授法六【课前准备】多媒体辅助教学设备或挂图七【课时安排】一课时八【教学过程】（二）情景引入、展示目标☆答：重力做功与路径无关，仅跟物体的重力，物体移动的两位置的高度差有关。

对同一物体，两位置的高度差越大，重力做功就越多。

只要高度差确定，移动同一物体重力做功就相同.★问题：电☆答：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。

▲结论：根据类比法，对于同一电荷，电场力对它所做的功，决定于两位置，也为一恒量。

（三）合作探究、精讲点播因此在物理学中，把这比值定义为电势差。

高三选修3-1物理《电势差》教案学习内容 1.5 电势差学习目标 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公式，知道两点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.知道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有关公式进行计算。

学习重、难点电势差的概念，电势能的改变与电场力做功的关系，电功计算。

学法指导自主、合作、探究知识链接１．在电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的和有关，但与电荷经过的无关。

２.电场力做正功，电势能；电场力做负功，电势能。

3.电荷在电场中某一点的与它的的比值，叫做这一点的电势，定义式：。

学习过程用案人自我创新【自主学习】不同的`位置作为测量高度的起点，同一地方高度的数值；但两个地方的高度差却。

选择不同的位置作为电势零点，电场中某点电势的数值；但电场中某两点间的电势的差值。

一、电势差(U)：1、概念：。

设电场中A点的电势为 ,B点的电势为，则它们之间的电势差可以表示成 =也可以表示成 =问：（1）与成什么关系？（2）电势差是标量还是矢量？电势差的正负表示什么？2、电势差的单位：符号：二、电势差与静电力做功的关系（通过W=EPA—EPB推导）= 或 =（1）只要知道电场中两点的电势差，就可以求出在这两点间移动电荷时静电力做的功，而不必考虑和。

（2）公式的适用范围？【例题解析】例1、如图，是某电场中的一条直电场线。

一电子从a点由静止释放，它将沿直线向b点运动，则可判断( )A．该电场一定是匀强电场B．场强Ea小于Eb b aC．电子具有的电势能EPa一定大于EPbD．电势Ua一定低于Ub例2、有一带电荷量ｑ= C的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服电场力做功 J.从B点移到C点电场力做功 .（1）AB，BC，CA间电势差各位多少？（2）如以B点的电势为零，则A，C两点的电势各为多少？电荷在A，C两点的电势能各位多少？例题3、如图所示，一负点电荷产生的电场中有A、B两点，两点间的电势差为200V，电量为-6×10-8C的电荷从B点移到A点，它的电势能改变多少？该电荷在A、B两点的电势能哪个大？哪点场强大？哪点电势高？达标检测 1．下列说法中哪些是正确的（）A．沿电场线的指向，场强一定越来越小B．沿电场线的指向，电势一定越来越低C．沿电场线方向移动电荷，电势能逐渐减小D．在电场力作用下，正电荷一定从电势高处向电势低处移动2．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UAB=WAB/q说明两点间的电势差UAB与电场力做功WAB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1C电荷从A点移到B点，电场力做1J的功，这两点间的电势差为1VD．若电荷由A点移到B点的过程，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3．如图13－5－2所示，在同一条电场线上有A、B两点，已知将－q从A点移到B点，外力克服电场力做功，则电场线的方向是由点指向点的；A、B两点比较，点的电势高.4．如图13－5－3所示，电场中有A、B两点，则下列说法中正确的是（）A．电势，场强EA>EBB．电势，场强EA<EBC．将电荷+q从A点移到B点电场力做了正功D．将电荷－q分别放在A、B两点时具有的电势能EA>EB5．a、b为电场中的两点，且a点电势高于b点，则可知（）A．把负电荷从a点移到b点电场力做负功，电势能增加B．把正电荷从a点移到b点电场力做正功，电势能减少C．无论移动的是正电荷还是负电荷，电荷的电势能都要减少D．无论是否有电荷移动，a点电势能总是大于b点的电势能6．如图13－5－4所示，a、b、c是一条电场线上的三点，a、b间的距离等于b、c间的距离.用和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和场强，可以判定（）A． B．Ea>Eb>EcC． D．Ea=Eb=Ec7．若带正电荷的小球只受电场力的作用，则它在任意的一段时间内（）A．一定沿电场线由高电势处向低电势处运动B．一定沿电场线由低电势处向高电势处运动C．不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动D．不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动[高考资源网]8．图9是某匀强电场的等势面示意图，A、B两点相距5cm，θ＝53°，一带电量为－4×10－6C的微粒沿AB匀速运动，则此微粒的质量为_______kg．（取g＝10m／s2）9．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WAB=4×10－11J.A、B两点间的电势差UAB等于多少？B、A两点间的电势差UBA等于多少？10．一带负电的粒子，q＝－2.0×10－9C，在静电场中由a点运动到b点，除电场力外，其它力作的功为6.0×10－5J，粒子动能增加了8.0×10－5J，求a、b两点间的电势差Uab等于多少？。

5 电势差教学目的：掌握电势差的概念。

会应用电势差的概念求解静电力对电荷所做的功。

过程与方法：通过类比法教学，使学生理解电势差的概念；应用所学知识推导静电力做功与电势差的关系式。

情感态度与价值观：培养对比学习的学习方法，培养逻辑思维能力。

教学重点：应用电势差的概念求解静电力对电荷所做的功。

教学难点：应用电势差的概念求解静电力对电荷所做的功。

教学过程一．课前导学复习引入：上节课我们学习了静电力做功的特点，从静电力做功的角度学习了电势能和电势的概念。

下面简要回顾一下上节课学习的内容。

（1）静电力做功的特点：（学生回答）（2）电势：电场中某一点，电荷的__________________，叫做这一点的电势。

电势是个相对的量，某点的电势与__________的选取有关。

因此电势有正、负，表示该点电势比零电势点高还是低。

通常把______________的电势规定为零。

教师：电场中两点间电势的差值，叫做电势差。

那么，电势差与静电力做功和电荷的电势能之间有什么关系呢？下面我们就来推导它们间的关系。

二、质疑讨论质疑讨论1：什么叫电势差、电势差与电势有怎样的关系？引导学生推导电势差与电势的关系式设电场中A 点的电势为，B 点的电势为，则有A ϕB ϕ或者表示成显然质疑讨论2：（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？为什么？这与力学中学过的哪个概念相似？质疑讨论3：静电力做功与电势差有怎样的关系？引导学生推导静电力做功与电势差的关系式或讨论：U AB 由什么决定？由W AB 、q 决定吗？W AB 由q 、U AB 决定吗？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。

教学准备1. 教学目标1. 知识与技能目标a. 理解电势差的概念及正值、负值的含义；b. 会用公式进行计算；c. 掌握电势差和电场力做功的关系，会计算点电荷在电场力作用下，从电场中一点移动到另一点时电场力所做的功。

2. 过程与方法目标a. 通过电势差的推导过程，能概括、归纳出电势差的定义式；b. 通过与高度，高度差的比较，掌握类比法在物理学中的作用；c. 通过功能关系，掌握电场力做功与电势差之间的关系；3. 情感态度与价值观目标a. 通过课堂中电势差的学习，了解高压电的知识，同时加强防护的意识；b. 通过理论联系实际教学思想，体会物理知识来源于生活实际中，感受探究的乐趣，养成分析物理概念的严谨态度和习惯；2. 教学重点/难点1. 重点明确电场力的功和电势能的变化之间的关系及建立电势差的概念2. 难点（1）理解电场中两点间的电势差由W/Q定义，但它的值由场源电荷的分布及两个点的位置决定，而与W、q无关；3. 教学用具课件4. 标签物理教学过程一、新课导入在高压电线杆上通常可以看到“高压危险”的警示牌，媒体上也经常播送一些由于高压造成的伤亡事件，人体所能承受的最大安全电压只有36 V，可户外的高压线电压高达几万甚至几十万伏，奇怪的是，落在高压线上的小鸟却安然无恙，你知道是为什么吗？这是由于小鸟两脚间的电势差很小，学完本节课你就能解释这一奇怪的现象。

二、新课教学（一）电势差1.设疑：我们知道，一个物体所处的高度与测量的起点有关，但两个物体间的高度差却与测量的起点无关。

例如，水压，高楼，重力势能的改变量等等，想一想，某点电势的高低与零电势点的选择是否有关？电场中两个点间电势的差值与零点的选择是否有关？（一）电势差与静电力做功的关系5.[投影]某实验者在做研究不同电荷从同一点A移动到另外同一点B电场力做功情况的实验数据，如下表：[教师]结果说明什么问题？（学生讨论）从实验数据可归纳出：电场力做功与电荷量的比值是一个定值，这个值与电场中的两点有关，也说明这个比值可以反映电场中的一个性质。

5．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。

学情分析已知力学中重力做功未知理解电势差的概念；计算点电荷在电场力作用下，从电场中一点移动到另一点时电场力所做的功。

想知1．通过类比法教学，使学生理解电势差的概念；知道电势和电势差的关系。

2．应用所学知识推导静电力做功与电势差的关系式。

难知电势差的定义及在电场中电场力对电荷做功引起电荷的电势能的减少的认识。

错知电势差的概念，电势能的改变与电场力做功的关系，电功计算。

教学用具：课件、多媒体辅助教学设备。

教学过程［新课导入］上节课我们学习了静电力做功的特点，从静电力做功的角度学习了电势能和电势的概念。

下面简要回顾一下上节课学习的内容。

（投影）1．静电力做功的特点：在电场中移动电荷时，电场力所做的功只与电荷的___________有关，与电荷___________无关，即电场力做功与重力做功有着相同的特点。

因此电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做___________。

（起始位置和终止位置；移动路径；电势能）2．电场力做功与电势能变化的关系：电场力做________时，电荷的电势能________；电场力做_________时，电荷的电势能__________。

电场力做功的多少等于_________。

写出电荷从电场中的A点移到B点的过程中，静电力所做的功与电荷在两点的电势能变化的关系式______________________。

（正功；减少；负功；增加；电势能的减少量；W AB＝E PA－E PB）3．电势能：电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移到___________位置时所做得功。

通常把___________的电势能规定为零。

（零势能；无限远处或大地）4．电势：电场中某一点，电荷的______________________，叫做这一点的电势。

电势、电势差和电势能[教学结构]电势能、电势、电势差三个物理量联系密切，表示电场的能的性质。

三个概念均很重要，但需要突出电势差概念的理解和应用。

一、电势能1.电场力的功W=F·S S应是沿电场线方向位移，根据F、S的方向决定电场力做正功、负功。

电场力做功与路径无关，与重力功比较理解上述内容2.电势能：电荷在电场中具有的势能，和重力势能一样要确定0势能的位置。

比0电势能高的电势能为正，比零电势能低的电势能为负。

电势能用ε表示，单位焦耳〔J〕3.电势能与电场力的功的关系，W=－△ε△ε=ε2－ε1，电场力做正功电势能减少，电场力做负功电势能增加。

与重力功和重力势能变化的关系进行比较。

二、电势1.电势定义：U=εq。

图1所示为正点电荷的电场，为距Q无穷远处，此处电势能为零，把电量不同的正电荷q1、q2、q3……从无穷远处A点移到电场中B点，电场力做负功为W1、W2、W3……，所以电荷在B点电势能应为ε1、ε2、ε3，虽然q不同，ε不同，但它们比值，εεε11223q q q,,相同，用此理解，电势的概念为单位电量电荷在B处所具有的电势能，或理解为1库仑的电荷从B到A电场力做的功。

2.电势是标量，单位：伏特简称伏，用V表示，1V=1J／C。

从上面过程分析可知，在离场源无穷远处电势为0。

(1)正电荷电场中，处处电势为正，负电荷电场中，处处电势为负。

(2)沿电力线方向，电势降低。

3.电势能与电势的关系，ε=υq，对照电场力和电场强度的联系和区别进行比较。

判断q 在正、负点电荷电场中的电势能的正负，分q为正、负电荷两种情况考虑。

4.等势面：电场中电势相等的点构成的面(1)在同一等势面上的任意两点间移动电荷电场力不做功，与在同一水平面上移动的物体重力不做功的道理一样(2)等势面一定与电场线垂直(3)匀强电场中的等势面是与电场线垂直的一族平面。

思考点电荷电场等势面情况(4)处于静电平衡的导体是等势体。

等势体不是电势为零三、电势差1.1.电势差的定义：电场中两点间的电势的差值。

第一章静电场1.5电势差【教学目标】1.理解电势差的概念；2.会计算点电荷在电场力作用下，从电场中一点移动到另一点时电场力所做的功；3.知道电势和电势差的关系；重点：电势差的概念，电势能的改变与电场力做功的关系，电功计算。

难点：电势差的定义（比值）及“在电场中电场力对电荷做功引起电荷的电势能的减少”的认识。

【自主预习】1、电势差：（又叫电压）（1）定义：（2）定义式：AB U（3）单位：符号：电势的正负表示比零电势或。

当取无穷远处为零电势时：正点电荷的电场中各点电势都零，负点电荷的电场中各点电势都零。

2. 电荷在电场中移动时：若电场力做正功，则电荷的电势能；若电场力做负功，则电荷的电势能。

（电场力做功跟电势能变化的关系与重力做功跟重力势能变化的关系相似）也就是说电荷q从A移到B时，电场力做功等于电荷在A、B两点时的电势能之差。

即。

3．由此可见在电场中移动电荷时，电场力做的功只与电荷的位置有关，而与电荷运动的具体无关。

（这跟重力做功的特征相似）本节得到的电场力做功公式q 使我们计算电场力做功像计算重力做功一样简单方便。

【典型例题】一、电势差概念的理解【例1】下列说法正确的是( )A．A、B两点的电势差，等于将正电荷从A点移到B点时静电力所做的功B．电势差是一个标量，但是有正值或负值之分C．由于静电力做功跟移动电荷的路径无关，所以电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关D．A、B两点的电势差是恒定的，不随零电势面的不同而改变，所以＝二、电势差公式的应用【例2】有一个带电荷量q＝－3×10－6C的点电荷，从某电场中的A点移到B点，电荷克服静电力做6×10－4 J的功，从B点移到C点，静电力对电荷做9×10－4 J的功，求A、C两点的电势差并说明A、C两点哪点的电势较高．【例3】在电场中把一个电量为2×10－9C的正电荷从电场中的A点移到B点，电场力做功1.5×10－7J，再把这个电荷从B点移到C点，电场力做功-4×10－7J，（注意各物理量用正负值代入。

教学设计5电势差本节分析本节以电势的概念为起点，把地理位置中的两点间的高度差与电场中两点间电势差进行比较，得到高度和电势都具有相对性，它们与参考点的选取有关，但高度差和电势差却保持不变(与参考点的选取无关)．因此，在解决实际应用问题时，电势差比电势更方便．教材是通过电场力做功与电荷量的比值法定义的电势差．在教学实践中，很多教师和学生公认这一节内容难教难学．物理概念抽象，物理概念之间的联系复杂．而采用比值定义法使学生在理解概念的物理本质上走弯路，两个与电势差无本质关联的物理量(电荷量和电场力做功)的比值不变只能反映出三个物理量之间的数学关系，无法深入探寻电势差的物理意义．所以本教学设计引导学生从比值定义和电场本质两种方法去探究电势差．学情分析对电势差概念的引入，若用电场力做功来引入比较具体，且可与力学中做功的概念直接联系起来，教学中采用类比的方法，类比于力学中重力做功，则可以增强知识的感知性，这有助于学生记住公式．在学习过程中，学生应从电势差的本质意义上进行学习和理解，真正掌握电势差的概念．另外，在学习电势差的表达式和定义式时，应该注意下标的使用规则和正负号表示的物理意义．教学目标●知识与技能(1)理解电势差是描述电场的能的性质的物理量．(2)知道电势差与电势零点的选取无关，熟练应用其概念及定义式进行相关的计算．(3)知道电势与电势差的关系，熟练掌握电场力做功与电势能变化的关系．●过程与方法培养学生的分析能力、抽象思维的能力和综合能力．●情感、态度与价值观通过对原有知识的加工及对新旧知识的类比、概括，培养学生自我更新的能力．教学重难点●重点：(1)电势差的概念．(2)静电力做功公式的推导和该公式的具体应用．●难点：静电力做功公式中正负号的应用与正负号的物理意义．教学方法类比法、推导公式法、讨论法．教学准备多媒体辅助教学设备．教学设计（一）（设计者：王洪娜）教学过程设计点为电势零点，则A点的电势为多少？两点的电势相差多少？点为电势零点，则A点的电势为多少？两点的电势相差多少？B．E1＞E2，φD．E1＜E2，φ关于电势差和电场力做功的说法中，正确的是电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷板书设计5电势差一、电势差1．定义：电场中两点间电势的差值2．电势差与电势的关系：U AB＝φA－φB或者U BA＝φB－φAU AB＝－U BAW AB＝E p A－E p B＝qφA－qφB＝q(φA－φB)＝qU AB U AB＝W AB q2．电势差的物理意义：电势差反映了电场本身的性质3．单位：伏特符号：V 1 V＝1 J/C二、典型例题教学反思首先在学生已有的基础上引导学生提出电势差概念，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行相关的计算．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高低之间的对应关系，并能够理解电势差的数值与电势零点面的选取无关．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．物理教材内容的编排根据学生学习能力发展程度循序渐进地增加知识难度，逐渐提升知识的综合集成度．知识的传授过程可以是重走科学发展的曲折过程，也可以站在科学成果的知识高峰上为学生的攀登指出快捷之路．教学设计要尽量减少弯路和知识迷宫的出现，提高教学效率．课改后的新教材，电势差概念于电势能、电势概念之后出现，这更符合概念上的递进逻辑关系．新教材的编写，有利于学生对电势差的理解，降低了学习难度．电势差，即电压，在工程技术上，乃至在后续理论中占据重要而显著地位．在一定程度上说，比电势概念更为丰富和重要．所以，教师应该采用高超的教学技巧避免“因简单而忽视”的学习心理倾向．其中，强化W＝qU的运用，突出其优点的教学可能是一个便捷途径．教学设计（二）（改编者：高娜）教学过程设计一、引入新课用不同的位置作为测量高度的起点，同一位置的高度的数值就不相同，但相同两个位置的高度差却保持不变．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．正是因为这个缘故，在物理学中，电势的差值往往比电势更重要．电场中两点间电势的差值，叫做电势差，也叫电压．那么，电势差与静电力做功有什么关系呢？这就是本节我们要学习的内容．(设计意图：用地理的位置高度与电场中的电势作类比，为本节的学习打下基础的同时，也让学生明确了本节的学习目标．)二、新课教学(一)电场力做功及电势【温故知新】上节我们学习了静电力做功的特点，从静电力做功的角度学习了电势能和电势的概念．下面简要回顾一下上节学习的内容．问题：1．静电力做功的特点2．电势的概念及特点(设计意图：既复习了旧知识，又为推导静电力做功与电势差的关系打下了基础．)(二)电势与电势差电势差的定义：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，则有U AB＝φA－φB或者表示成U BA＝φB－φA显然U AB＝－U BA【提出问题】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？2．电势的数值与电势零点的选取有关，电势差的数值与电势零点的选取有关吗？为什么？这与力学中学过的哪个概念相似？(教师活动：教师组织学生思考、小组交流讨论，然后学生展示交流结论．)【归纳总结】电势差U AB可以是正值，表示A点的电势比B点电势高，电势差U AB可以是负值，表示A点的电势比B点电势低．电势的正负与电势零点的选取有关，电势差的正负与电势零点的选取无关．(三)静电力做功与电势差的关系在前面的学习中，我们已经得出静电力做功与电势能的变化关系，以及电势能与电势的关系．那能不能试着推导一下静电力做功与电势差的关系呢？(教师活动：组织学生推导静电力做功与电势差的关系式，可以让一名同学在黑板上展示推导步骤．)设一电荷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：W AB＝E p A－E p B由电势能与电势的关系φ＝E p q可得：E p A ＝qφA ，E p B ＝qφB 所以W AB ＝q (φA －φB )，即W AB ＝qU AB结论：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，而不必考虑静电荷移动的路径．【提出问题】U AB 由什么决定，由W AB 、q 决定吗？(教师活动：教师组织学生思考、小组交流讨论，然后学生展示交流结论．)【归纳总结】1．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 ，其中W AB 由q 和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．2．电势差的物理意义：电势差反映了电场本身的性质．3．电势差的单位：伏特，符号V ，1 V ＝1 J/C.4．电势差是标量．【例题】在电场中把2.0×10－9 C 的正电荷从A 点移到B 点，静电力做功1.5×10－7 J ，再把这个电荷从B 点移到C 点，静电力做功－4.0×10－7 J. (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 间的电势差各是多少？(3)把－1.5×10－9 C 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，定性地画出电场分布的示意图，标出A 、B 、C 三点可能的位置． (教师活动：教师引导学生分析、求解．培养学生对概念的理解能力和分析解决问题的能力．可让一名同学用投影仪展示自己的解题步骤，然后师生一起点评．)【归纳总结】在应用公式U AB ＝W AB q或W AB ＝qU AB 时，对各物理量的符号的处理方法：计算时将各量的正、负号代入公式，并根据结果的正、负号进行判断．三、课堂小结电场中两点的电势差，由电场本身的初、末位置决定，与在这两点间移动电荷的电荷量、电场力做功的多少无关．在确定的电场中，即便不放入电荷，任何两点间的电势差都有确定的值，不能认为U AB 与W AB 成正比，与q 成反比．只是可以利用W AB 、q 来计算A 、B 两点电势差U AB .电场力做功W ＝qU .功的大小对给定的电荷来说与其运动路径无关，仅由起始和终止位置的电势差有关，此公式适用于一切电场．四、课后作业教材问题与练习1～3.板书设计5 电势差一、电场力做功及电势二、电势与电势差1．电势：φ＝E p q2．电势差：U AB ＝φA －φB三、静电力做功与电势差的关系W AB ＝E p A －E p BW AB ＝q (φA －φB )W AB ＝qU AB教学反思本节内容可以与学过的重力场中的知识进行类比，引入电势和电势差的概念时，用地理的位置高度与电场中的电势作类比，让学生理解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，但电势差的值不会改变．在新课的教学过程中以问题的形式引导学生阅读教材并思考、讨论电势差正负的意义，然后让学生根据所学的静电力做功与电势能的变化的关系，推导静电力做功与电势差的关系式，并且用问题的形式引导学生思考、讨论并掌握二者的具体关系．最后用一道涵盖了本节知识的例题检测学生学习的情况，同时也让学生加深对本节知识的掌握．电学中的物理量多而抽象，学生学习的难度大，其学习态度是否积极非常关键，本节教学中学生的参与度较高，能够积极配合教师讨论相关问题，但如果能够增加学生讨论小组的评价机制，学生的积极性会更高． 备课资料 ●电压，也称为电势差或电位差，是衡量单位电荷在静电场中由于电势不同所产生的能量差的物理量．此概念与水位高低所造成的“水压”相似．需要指出的是，“电压”一词一般只用于电路当中，“电势差”和“电位差”则普遍应用于一切电现象当中．电压的国际单位是伏特(V).1伏特等于对1库仑的电荷做了1焦耳的功，即1 V＝1 J/C.J/C通常用来代表电压物理量的变量符号，在英文中使用V(V oltage的第一个字母)，在国际电化学词汇与一些其他语文中会使用U(拉丁文urgere的第一个字母)．现行中学物理教材对电势差、电压的定义：“电场中两点间的电势差值叫做电势差．有时又叫做电压．”有的参考书上电势差也叫电压降．但学生往往把电压与电势差当作同一个物理概念来理解和应用，电压与电势差到底是不是同一个概念？详细地分析说明，电压与电势差具有不同的涵义，电势差是电压，但电压不一定就是电势差．这正如重力是一种力，而力不一定都是重力的道理是一样的．电势和电势差是与有势场(即所谓的保守力场)密切联系的物理量．在具有势的静电场和稳恒电场中，任意两点间的电势差值等于电场力从电场的一点沿任意路径将单位正电荷移到另一点所做的功，两点间的电压就是两点间的电势差，并且由这两点的位置决定，即a，b 两点间的电压为：b E·d lU ab＝U a－U b＝⎠⎛a式中E可以是静电场、稳电场，U a、U b分别是有势场中a、b两点的电势．因此，在静电场和稳恒电场中，电压和电势差是同义词．在非势场中，如由变化的磁场所激发的感应电场中，电势和电势差已失去意义．。

教学设计：高中课程标准.物理（人教版）选修3-1主备人：陈卫东学科长审查签名：§1.5电势差（一）内容及解析1、内容：本节主要介绍电势差的基本知识。

2、解析：这一节主要使学生知道电势差是指两点的电压，与零电势的选择无关，电势就是该点与标准位置的电势差。

电势差的定义公式U=W/q变化式可求电功W=U.q。

（二）目标及其解析1、知道电势差和电势是从电场力做功和电场能量来描述电场的物理量。

2、会用电势的差值表示电势差，会运用公式W=U.q计算电功以及比较电场中各点电势高低（三）教学问题诊断分析1、学生在学习知识过程中，电势是学生的难点。

2、电势差和电场力做功的关系，电势的高低判断也要反复练习。

（四）、教学支持条件分析为了加强学生对这部分知识的学习，帮助学生克服在学习过程中可能遇到的障碍，本节课要对电势、电势差进行反复讲解练习。

（五）、教学过程设计1、教学基本流程复习电场强度→电势→电势差→练习、小结2、教学情景问题1电场中的电势差，类似于重力场中的什么量？设计意图：最大电势差和重力势能可于类比问题2电势差的大小怎么算？他的值可否为负值，它是标量还是矢量？设计意图：知道电势差是标量问题3电场力做功与什么有关？怎么计算？选取影响电势差吗？设计意图：会计算电场力做功问题4零电势是怎么规定的？零电势的选取影响电势差吗？设计意图：电势差与零电势选取无关【例1】 课本21页【例题】.【变式】课本22页问题与练习第1题.【例2】在某电场中的A 、B 间移动电量为q 的电荷时，电荷的电势能变化跟电荷电量q E ∆的比值为5.0V ，如果在A 、B 间移动电量为2q 的电荷时，AB 两点间电势差为多少？如果没有在AB 间移动电荷，这时A 、B 间电势差为多少？【解析】有同学可能错误地认为⑴AB 两点间电势差2.5V ⑵AB 间电势差0V产生错误的原因是没有真正理解电势能和电势差这两个不同概念的物理意义，错误地把电势差定义式U AB =理解为电场中两点的电势差与被移动电量成反比。

补充质疑教师点评)
基本可以理解.
根据情况教师可以要学生
得出 U MN与U NM的关系.
少?
(2)A板接地,那么B、M、N点
电势各是多少?M、N两点间电势差
U MN是多少?
主题2：
电势差与
电荷
求电势差往往更多是利用
做功的情况,而不是用两点的
电势之差.
教师应注意:
(1)运算公式时学生对物
理量的准确理解情况
(2)学生运算过程中正负
号是如何处理的
如下图的匀强电场中,电荷+q
从A点移动到B点,设AB间距离为
s。

静电力的大小F=Eq为恒力。

(1)将+q从A点移到B点,静电
力做多少功?求功与电荷量的比值.
(2)将-q从A点移到B点,静电
力做多少功?求功与电荷量的比值.
板书结合
PPT课件
主题3：
静电力做
功与电势
差的关系
教师重点评电场力做功的
计算方法:
①根据功的定义,W=Fs cos
θ计算。

②根据W AB=qU AB计算。

③根据功能关系
W AB=E p A-E p B=-ΔE p
这个三个公式可以互相导
出,应用时注意它们的适用条
件,根据具体情况灵活选用。

如下图,在电场中将电荷q从A
移动到B,静电力做的功W AB等于电
荷在A、B两点的电势能之差。

(1)推导静电力做功与电势差
的关系。

(2)电势差U AB跟W AB、q有关吗?
W AB跟q、U AB有关吗?
板书结合
PPT课件
第三层级基本检测根据具体情况与部分同学交全体学生独立思考，独立完成，小PPT课件。

电势差一、复习引入教师讲解（出示图片）：电场对放入其中的电荷有力的作用，对导体内部电荷同样有力的作用，此力可以做功，所以电场也有能的性质．下面我们从能量角度研究电场性质．首先，我们先复习一下有关功的知识以及重力做功和重力势能的关系（如图）同样，我们还研究过其它力做功，如分子力做功使得分子势能发生变化，弹簧的弹力做功引起弹性势能的变化，那么电场力做功的情形又是怎样的呢？我们又是怎样来研究呢？二、新授课1、电势差教师出示上图：在某一点电荷＋Q形成的电场中，将同一电荷放入电场的不同位置A、电场电荷有力作用导体（内部自由电荷）静电感应现象一、功的量度：αcosFSW=二、重力做功：1、重力做功只与位置有关、与经过的路径无关；2、重力做功与势能的关系：pEWG∆-=3、重力势能是相对的，有零势能面。

（人为选定）4、重力势能的正负是相对于零势面而言的，不代表方向。

数值上等于把物体从该点移到零势能面处时，重力所做的功B两点，所受到的电场力是不同的，这是因为A、B两点的电场强度是不同的．为了研究问题的方便，我们以匀强电场为例，匀强电场中，电荷从A点移动到B点，电场力的大小EqF=为恒力，则电场力做功大小为：αcosEqSW=(α为Eq与S之间的夹角) 在这里：αcosESqW=是一个与电荷本身无关的量，类似如重力做功αcoshGW=也是与物体本身无关的物理量，只与重力场本身性质有关．因此我们将qW这一比值叫做A、B两点间的电势差，用ABU来表示电势差，单位伏特，简称伏，符号是V．电势差又叫电压．qWU ABAB=（1V＝1J/C）ABABqUW=电荷在场强为E的匀强场中，令电荷q由一点A移至另一点B时（如图）电场力所做的功ABW，同样点电荷由A沿着某一曲线移至另一点C（AC在场强E的投影与AB相等）时电场力所做的功ACW，ABW与ACW相等（具体证明可以类比重力做功，采用无限分割法进行证明），也就是说电场力做功与路径无关，仅与电荷运动的起末位置有关．此结论不仅适用于匀强电场而且适用于任何电场（在高中阶段不做具体证明）．这样电场力所做的功可以是正值或负值，所以两点间的电势差也可以是正值或负值．教师总结：2、电势（1）A、B两点之间的电势差可以是正值，也可以是负值，数值上等于单位正电荷从A点移动到B点时电场力所做的功BAABUU-=；（2）电势差的单位——伏特（V），当q电量为1C时在某两点间做功为1J，则这两点之间的电势差为1V；（3）不论电场如何分布，电场力是恒力还是变力，电场力做功的大小都可以用qUW=计算得到；教师提出问题：物体在重力作用下移动的高度差越大，重力势能的变化也越大．高度差即高度的差值，电势差也就是电势的差值，那么如何定义电场中各点的电势？分析： qW U AB AB =，若将B 点的电势定义为零电势点，则A 点的电势等于单位正电荷由A 点移动到B 点——零电势点（参考点）时所做的功．教师强调：电势通常用ϕ来表示．电场中某一点的电势，等于单位正电荷由该点移动到参考点（零点电势）时电场力所做的功．电势差与零点电势的选取无关，但电势是相对零点电势而言的，与零点电势的选取有关． 分析书中图14－24：提出问题：在电场中沿着场强方向移动电荷，电场力做功，电势将如何变化？分析：沿着电场线的方向将单位正电荷由A 点移动到B 点，电场力做正功，电势差大于零qW U AB AB =，即0>-B A ϕϕ，B A ϕϕ>． 总结：沿着电场线的方向，电势越来越低．3、电势能物体在重力场中具有重力势能，而电荷在电场中也具有能——电势能．重力做功使物体重力势能减少，重力做多少功，重力势能就减少多少，减少的重力势能转化为动能或其它形式的能，那么电场力做功与电势能的变化有什么关系呢？类似的：（1）电场力做功使电荷的电势能减少；（2）电场力做多少功，电势能就减少多少；（3）减少的电势能转化为电荷的动能或其它形式的能．教师指导学生阅读104页例题2归纳总结判断做功为正或负的方法．方法（1）可以在计算时将q 、U 的正负关系直接代入；方法（2）在代入数值时以绝对值代入，再判断电场力做功的正负．4、总结：（1）电场中两点间电势差，类同重力场中两点的高度差． 电势差：qW U AB AB = （1V ＝1J/C ） U 与W 、q 无关（2）设定零电势点，由电势差定义各个点的电势：电场中某一点的电势ϕ，等于单位正电荷由该点移动到参考点（零点电势）时电场力所做的功．注意：电势的大小与参考点的选取无关；电势差的大小与参考点的选取无关．（3）B A AB U ϕϕ-=，沿着电场线的方向，电势越来越低．（4）电势能是电荷在电场中具有的能：电场力做功，电势能减少；做多少功，电势能就减少多少．。

高中物理选修3-1 教案在当今科学技术飞速发展的时代，物理学作为基础科学之一，对于培养学生的探究能力和创新精神具有至关重要的作用。

针对高中物理选修3-1的课程内容，本文提供了一个详细的教案范本，旨在帮助教师更好地组织教学活动，激发学生的学习兴趣，提高他们的物理素养。

一、教学目标1. 知识与技能：使学生掌握选修3-1中的关键物理概念、原理和公式，能够运用所学知识解决实际问题。

2. 过程与方法：培养学生的实验操作能力，提高他们通过实验探究物理现象的能力。

3. 情感态度与价值观：激发学生对物理学的兴趣，培养他们勇于探索、敢于创新的精神。

二、教学内容1. 电磁学基本概念：电荷、电场、磁场等。

2. 电路分析：欧姆定律、基尔霍夫定律等。

3. 磁场与电磁感应：法拉第电磁感应定律、楞次定律等。

4. 交变电流与电磁波：交流电的基本特性、电磁波的产生与传播等。

三、教学方法1. 讲授法：通过讲解重点难点，使学生对物理知识有系统的认识。

2. 实验法：通过实验演示和学生亲自操作，加深对物理现象的理解。

3. 讨论法：鼓励学生提出问题，与同学和老师共同探讨，培养批判性思维。

4. 案例分析法：结合实际案例，让学生了解物理知识在实际生活中的应用。

四、教学过程1. 导入新课：通过提问或展示相关现象，引起学生的思考，激发学习兴趣。

2. 知识讲解：系统讲解本节课的核心知识点，确保学生理解并掌握。

3. 实验操作：指导学生进行实验操作，观察现象，记录数据，分析结果。

4. 课堂讨论：鼓励学生提出疑问，与同学交流想法，共同解决问题。

5. 案例分析：分析物理知识在实际中的应用，提高学生的实践能力。

6. 总结归纳：回顾本节课的重点内容，强化记忆，巩固知识。

五、评价方式1. 过程评价：关注学生在课堂上的表现，如提问、发言、实验操作等。

2. 作业评价：通过布置课后作业，检查学生对知识的掌握程度。

3. 测试评价：定期进行单元测试，评估学生的学习效果。

六、教学反思教师应在每节课后进行教学反思，总结教学经验，发现不足之处，不断优化教学方法，提高教学质量。

《5．电势差》“电势差”是高中静电场知识关于电场力做功特点、电势能、电场力做功与电势能的关系、电势等概念与规律之后的一个教学内容，也是高中电学教学的重点和难点。

电势差是比电势更有实际意义的概念，在物理学中，特别是在技术应用方面使用更多的是电势差概念。

本节内容以电势概念为起点，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，接着把电势差定义为“两点间的电势之差”，交代了电势差正负的含义。

然后，从静电力在A 、B 两点间移动电荷时所做的功等于电荷在这两点间的电势能之差出发，导出静电力做的功与电势差的关系W AB =qUAB ，经过变形得到U AB =W AB /q ，同时得出电势差与电势零点的选择无关。

再通过例题对电势差进行深化理解与巩固应用。

【知识与能力目标】1．理解电势差的概念；2．计算点电荷在电场力作用下，从电场中一点移动到另一点时电场力所做的功。

【过程与方法目标】1．通过类比法教学，使学生理解电势差的概念；知道电势和电势差的关系。

2．应用所学知识推导静电力做功与电势差的关系式。

【情感态度价值观目标】培养学生概括、归纳、类比和抽象思维能力。

【教学重点】电势差的概念，电势能的改变与电场力做功的关系，电功计算。

【教学难点】电势差的定义及在电场中电场力对电荷做功引起电荷的电势能的减少的认识。

多媒体设备及课件等。

［新课导入］上节课我们学习了静电力做功的特点，从静电力做功的角度学习了电势能和电势的概念。

下面简要回顾一下上节课学习的内容。

（投影）1．静电力做功的特点：在电场中移动电荷时，电场力所做的功只与电荷的___________有关，与电荷___________无关，即电场力做功与重力做功有着相同的特点。

因此电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做___________。

（起始位置和终止位置；移动路径；电势能）2．电场力做功与电势能变化的关系：电场力做________时，电荷的电势能________；电场力做_________时，电荷的电势能__________。

学必求其心得，业必贵于专精选修3—1第一章1。

5电势差教学设计一【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。

二【教学目标】（一)知识与技能理解电势差是描述电场的能的性质的物理量知道电势差与电势零点的选取无关,熟练应用其概念及定义式进行相关的计算知道电势与电势差的关系，(二）过程与方法培养学生的分析能力,抽象思维的能力,综合能力（三）情感态度与价值观通过对原有知识的加工，对新旧知识的类比、概括，培养学生知识自我更新的能力．三【教学重点难点】重点：电势差的概念；静电力做功公式的推导和该公式的具体应用。

难点：静电力做功公式中正负号的应用与正负号的物理意义.四【学情分析】对电势差概念的引入，考虑到用电场力做功来引入比较具体，且可与力学中做功的概念直接联系起来，教学中采用类比的方法，类比于力学中重力做功，通过电场力作功来引入，以增强知识的可感知性，这有助于学生的理解．在学习电势差的表达式和定义式时，应该注意下标的使用规则和正负号表示的物理意义。

所以，在教学过程中，从一个更高的全面的基准点对已学知识进行综合，加强学生自身知识的再更新能力。

，这样使学生在已有知识中逐步理解,能帮助学生真正掌握电势差的概念.五【教学方法】推导公式法、讲授法六【课前准备】多媒体辅助教学设备或挂图学必求其心得，业必贵于专精七【课时安排】一课时八【教学过程】（二）情景引入、展示目标重力做功有什么特点?☆答：重力做功与路径无关，仅跟物体的重力，物体移动的两位置的高度差有关。

对同一物体，两位置的高度差越大，重力做功就越多。

只要高度差确定，移动同一物体重力做功就相同.★问题：电场力做功具有什么特点呢?☆答：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。

教学设计整体设计教学分析本节内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W AB＝qU AB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行相关的计算。

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高低之间的对应关系，培养对比学习的学习方法，培养逻辑思维能力。

教学重点难点本节内容的重点是静电力做功公式U AB＝W ABq、W AB＝qU AB的理解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。

教学方法与手段首先在学生已有的基础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行相关的计算。

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高低之间的对应关系，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。

教学过程导入新课[事件1]教学任务：复习旧知，导入新课师生活动：【导入新课】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。

高二年级物理选修3-1第一章教学计划电势差
电势差是指电场中两点之间电势的差值，也叫电压，用字母U表示。

以下是查字典物理网为大家整理的高二年级物理选修3-1第一章教学计划，希望可以解决您所遇到的相关问题，加油，查字典物理网一直陪伴您。

一、教学目标1.知识目标：通过本节课的复习(1)进一步理解电势差的概念;(2)会计算点电荷在电场力作用下，从电场中一点移动到另一点时电场力所做的功;(3)进一步理解电势的概念;知道电势和电势差的关系;(4)熟练掌握电场力做功与电势能改变的关系。

2.能力目标：(1)培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。

(2)培养学生抽象思维能力。

二、教学重点、难点1.重点：电势差、电势的概念，电势能的改变与电场力做功的关系，电功计算。

2.难点：运用所学概念、规律解决实际问题。

三、教学方法：讲练结合，启发式教学
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