新课标粤教版31选修三1.4电势和电势差1

电势和电势差

教学目标：

W

1.理解电势差的概念及期立义式= 亠，会根据电荷q在电场中移动时电场力所

q

做的功W Q讣算％,会根据电势差UAB汁算电荷Q在电场中移动时电场力所做的功WQqUu,

2.理解电势的概念，知道电势与电势差的关系2叶S，知逍电势的值与零电势的

选择有关。

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。

能力目标：培养学生的分析能力、综合能力。

德冇目标：使学生能从类似的事物中找岀共性。

教学重点：电势、电势差的概念

教学难点：电势、电势差的概念的引入

教学方法：类比法、归纳法、问题解决法

教学过程：

一、复习引入

一个带正电的小球处于匀强电场中，会受到电场对它的力的作用，受力的方向如何呢？受力的大小呢？

（F=Eq）o电荷在电场中受力的作用，我们引入了描述电场力的性质的物理量，场强E。它是与有无电荷q无关的物理量，是由电场本身决上的物理量。

如果将带电小球从A点移动到B时，电场力对电荷做功吗？从本节课开始，我们从功和能的角度来研究电场。学习与电场能量有关的几个物理量（展示课题）

二、新课教学

电场力做功的问题我们不熟悉，但重力做功的问题。下面我们将从重「力做「功的问题出发来类比研究电场力做功。

（-）电场力做功与路径无关

（出示重力做功与路径无关的「图）

物体在重力作用下，从A沿不同的路径运动到B位置，重力做功匀为mgh,与路径无关。

与此类似，电荷在匀强电场中受力的作用，耙电荷从A移到电场中的B位置时，也可以

沿不同的路径运动。类似重力做功，电场力做功也与运动路径无关。这个结论是从匀强电场得到的，对于非匀强电场也适用。所以我们在后而的课程中，研究电荷在电场中移动时，电场力做功的问题，可以认为电荷沿直线运动到另一位置。这是电场力做功的一个特点。

（二）电势差

1•引入（岀示重力做功与重力成正比的图）

如果我们让不同的物体先后通过空间的A、B两个固立的位置。

如：重力为G物体，做功为W, = Gh AB

重力为G z=2 G……W 2 =-2 Gh AB……

_ W. _ w3

贝|J： W G&G成正比，其比值* —- - nAB

Cj] （dr?

也就是说重力场中确定的两点间的高度差是一定的。与重物G的大小无关与有无重物下

落是无关的。

但让一重物在A、B间落下时，则出W和G,可以用比值量度岀h,\“

类似地（岀示电场力做功Q与成正比的图）

我们在电场中A、B两点间移动不同电量的带电体时：

如果qF+ q,设电场力做功为W, = W

则q2==+2q r，则A到B时，位移相等，在移动过程的任一位置处，q2==+2q,则q?所受电场

为小的2倍，即移动过程中电场力做的功W2= 2 W……

函 _ W. _ w3

贝|J: W电Qq成正比，丁二丁二；-为一定值。

q、耳2 43

这个比值是由电场的A、B两点的位置决左的量。

与在这两个位置间移动电荷的电量大小无关，与是正电荷、负电荷无关，与在无电荷q 无关。

只是让这个电荷在这两点间移动后，用功和电量的比值把它的大小量度岀来。在物理学中，把

这个比值叫做电场中A、B两点间「电势差。

2.电势差的概念：

板书：一、电势差

1.左义：电荷4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。用U AB表示。

W

2.建义式：U Q二

同A B电荷在电场中不同位置间移动时，电场力做的功多，两点间的电势差大。但两点间电电势差由电场本身决左，与恥无关的。板书五：（1）点

（1）物理意义：电势差是电场本身的性质，与肌无关。

（2 ）单位：1V=1J/C

电量为1 C的正荷，在电场中两点间移动时，电场力做的功如果为1 J,则两点的电势差为1伏特。

3.小练习：下而请看例1：

动画演示过程，标出力和V的方向，指岀A到B的过租，电场力做正功，则

U AB= —=……=2 V.

q

「如果从B到A移动时，电场力做负功，其W BA =-W AB

-W

则U BA=—=- 2 V

q

由例题得到以下启示：

（1）：U AB=-U BA, （2）由于q有正负，W"有正、负功，则其比值有可能为正、负值。一般我们只关心其大小，且电势差的大小记为U电压。初中物理中某导体两端的电压，指两点间的电势差。

得到板书：

（3）U A B=-U BA（4）I U AB | = I U BA I =U

根据电势差的立义式，得变形公式W AB=qUA B

板书：3： W AB=Q U AB

（三）电势

我们用重力场中的髙度差类比得到了电场中两点的电势差。重力场中还有高度一词，表示什么意思呢？劈如说选择（室内）地而作为参考平面，吊灯与地而之间的高度差为h。二3m, 我们也说成吊灯的髙度为3 m。类似地，如果把电场中的某一点作为参考点，另一点A与参考点之间的「电势差就叫作A点的电势。

电势的概念

板书：二、电势

泄义：如果在电场中选择某一点为参考点（零电势点），则A点与参考点0之间的电势

差叫做A点的电势，•记为0“为特殊的电势差。

%

q

所以其单位也是伏特。

下而做一个练习，求电场中各点的电势

已知：q=+lC 15V 5V OV -3V

W AC=15J A B C D

W BC= 5 J U K

W DC=-3J U AC

7

（边展示力分析为何正功.负功）

则以C点为零电势点,则：

V = T V = 15V

类似地：U BC=5V,U DC =~3 V （做成填空）

则0=15V 0B =5V 0= —3V

①从计算中得到：电势有正、负值，是表示该点电势比零电势点的电势低，不代表方向, 是标虽

②此时：AB之间的电势差呢？

w W -W15-5

推导：心=皿=1 %V = 1OU

q q i

经观察，与A、B点的电势有何关系？

（"0-0）

原来，AB点的电势差就是A、B点的电势之差，其值为负，表示A点电势比B点电势低是标量。不代表方向。

③如果以B点为零电势点，则A、C点的电势呢？

则0LU寸10V 0 二0V

= -5V