10.2 电势差
第一课时
一、三维目标
（一）知识与技能
理解电势差的概念；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；
（二）过程与方法
知道电势和电势差的关系；
（三）情感态度与价值观
培养学生概括、归纳、类比的能力和抽象思维能力。
二、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。
三、教学难点
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。四、教学方法
1．学案导学
2．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习
五、课前准备
1．学生的学习准备：预习课本相关章节。
2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。
六、教学过程
(一)课前：以练导学，找出不会的
首先，我们一起来对本节课的知识进行梳理，并对预习效果进行检测。
『知识梳理』（幻灯片展示，学生集体回答）
1.定义
电场中两点间电势的①差值叫作电势差,也叫②电压,U AB=③φA-φB,U BA=④φB-φA。
2.单位
电势差的单位与电势单位相同,在国际单位制中为⑤伏特。
3.特征
选择不同位置为电势零点,电场中某点的电势的数值可能⑥不同,但电场中某两点间的电势差却⑦保持不变。
4.电势差与静电力做功的关系式:U AB=⑧。
『预习效果检测』（幻灯片展示，学生单独回答）
1.如图所示,MN为电场中某一条方向向右的电场线,在线上取两点a、b,今将一电荷+q从a移到b则()。
A.电场力做正功,+q的电势能增加
B.电场力做负功,+q的电势能增加
C.电场力做正功,+q的电势能减少
D.电场力做负功,+q的电势能减少
『答案』C
2.下列关于电势差和电场力做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,电场力做的功是标量
D.在匀强电场中,与电场线垂直方向上任意两点的电势差为零
『答案』BD
3.下列说法中正确的是()。
A.重力做功与路径无关,与移动物体的初末位置的竖直高度差有关,即W AB=mgh AB
B.静电力做功与路径无关,与移动电荷的初末位置的电势差有关,即W AB=qU AB
C.重力对物体做正功,其重力势能减少,做负功则重力势能增加
D.静电力对正电荷做正功,正电荷电势能减少,对负电荷做正功,负电荷电势能减少
『答案』ABCD
4.如图所示,φA=1 V,φB=6 V。
(1)一带电荷量为4.0×10-9C的正电荷由A点移动到B点,电场力所做的功是多少?电势能是增加还是减小?电势如何变化?
(2)如果带电荷量q=-2×10-9 C的负电荷由A点移动到B点,电场力所做的功是多少?电势能是增加还是减小?电势如何变化?
『答案』(1)-2×10-8 J电势能增加电势增大
(2)1×10-8 J电势能减小电势增大
目的：预习检查、总结疑惑，检查落实了学生的预习情况，并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
根据同学们的预习情况，下面我们针对性的对本节课的重难点内容的进行探讨和学习。
（二）课中：以练激学，学会不会的
『合作探究、精讲点拨』
探究1: 电势与电势差
如图甲所示,竖直线上有A、B两点,若取地面为参考平面,则A点的高度为h A=0.7 m,B点的高度为h B=2.3 m,A、B两点间的高度差为Δh=h B-h A=1.6 m;若取桌面为参考平面,则A点的高度为h A'=-0.2 m,B点的高度为h B'=1.4 m,A、B两点之间的高度差为Δh'=h B'-h A'=1.6 m,由此可见,选择不同的参考平面,A、B两点的高度是不同的,即某一位置的高度具有相对性,但两点之间的高度差是一定的,跟参考平面的选择无关。
(1)如图乙所示,把B板接地(φB=0),A板电势φA=8 V,M点电势φM=6 V,N点电势φN=2 V,则M、N两点间电势差U MN是多少?
(2)在(1)问中,如果将A板接地(φA=0),则B、M、N点电势各是多少?M、N两点间电势差U MN 是多少?
(3)什么是电势的相对性?两点间的电势差的数值与零电势的位置选取有关吗?同一等势面上两点的电势差是多少?
(4)U MN与U NM有什么关系?电势差的正负表示什么意义?
教师点拨：利用电学公式计算时应该分清矢量式和标量式。在应用E=、F=k、E=k等矢量式求矢量大小时电荷q的正负号不能代入公式,矢量的方向应该另外通过情景分析得出;
在应用E p=φq、W AB=U AB q等标量式计算标量时各个标量的正负号都应该代入公式。
探究2:静电力做功与电势差的关系
如图所示,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)阅读教材相关内容,推导静电力做功与电势差的关系。
(2)A、B两点电势差U AB跟W AB、q有关吗?由什么决定?静电力做功W AB跟q、U AB有关吗?
(3)说说计算静电力做功的方法有哪些。
教师点拨：只有静电力做功,只发生电势能和动能之间的相互转化,电势能和动能之和保持不变,它们之间的大小关系为:W电=-ΔE电=ΔE k。解题时关键要注意静电力做功与电荷电性、电势差正负值之间的关系。
探究3:电势差与运动相结合
如图所示,质量为m、带电荷量为q的小球,以初速度v0从A点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中,小球通过电场中B点时,速率v B=2v0,方向与电场的方向一致。问:
(1)小球沿竖直方向做什么运动?B点竖直高度h为多大?
(2)A、B两点间电势差为多大?
『分析』在竖直方向上重力是恒力,由于是匀强电场,在水平方向上静电力也是恒力,小球在竖直方向和水平方向都是匀变速直线运动。
『解析』(1)因为竖直方向只受重力作用,所以小球在竖直方向做匀减速直线运动。
竖直方向上:=2gh,所以h=。
(2)由动能定理:qU AB-mgh=m(2v0)2-m得
U AB=。
『答案』(1)匀减速直线运动(2)
