10.2.1 电势差—人教版（2019）高中物理必修第三册教案

课 时 教 案 第 10 单元 第 3 案 总第 8 案 课题： §10. 2.1 电势差 【教学目标与核心素养】 1．理解电势差，知道电势与电势差的关系，知道电势差与零电势点选择无关 2．掌握电势差的表达式，知道电势差的正负的含义 3．能用 进行相关计算 【教学重点】 1．电势差的理解 2． 的灵活应用 【教学难点】 1． 的灵活应用 【教学过程】 复习： ①什么是电势？ ②什么是电势能？ 引入：电势的高低与零势面的选取有关，但两点之间电势的差值却不因零势面选取的改变而改变，在物理学中往往比电势更重要。 电势差 移动电荷q，电场力做功 ① ② 由①②得： ③ 匀强电场中：由 得： ④ 反映两点间的性质，把 和 的比值称A、B两点间的电势差 1．定义：电场中两点间电势的差值叫做电势差。其值称电压。 定义式：UAB =φA −φB （代入符号运算） ①数值上等于单位正电荷从A移到B电场力做的功。 ②若已知两点间的电势差，可据 求出电场力的功，不必考虑电场力和移动路径，与是否是匀强电场无关。 2．单位：V 说明： ⑴UAB由电场中两点的位置决定，与是否移动电荷无关。 ⑵绝对性，与零势面的选取无关。 ⑶标量：正负表示电场中两点电势的高低， UAB =-UBA ，UAC= UAB+ UBC 总结求电势差的方法： ①电势之差 ② ③ 或 例1．对于电场中A、B两点，下列说法正确的是（ C ） A.电势差的定义式 ，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1V D.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 2．下列说法正确的是（ BC ） 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UAB=UBA 二、等势面（形象的描绘电场） 1.等势面：电场中电势相同的各点构成的面叫等势面。 2.特点： ⑴同一等势面上，各点电势相等。 ⑵电荷在同一等势面上移动，静电力不做功。（从电势能的变化分析，得出静电力与速度垂直，即电场线与等势面垂直） ⑶电场线跟等势面垂直，由电势较高的等势面指向电势较低的等势面。 ⑷等势面不相交。 ⑸等差等势面越密的地方，场强越大。 ⑹同一等势面上，场强可能不相等。 注：在没有特殊说明的情况下，等势面均是指等差等势面 3.几种典型电场的等势面 ⑴点电荷电场中的等势面：以点电荷为球心的一蔟球面 ⑵等量异种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面 ⑶等量同种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面 ⑷匀强电场的等势面：是垂直于电场线一蔟平面 ⑸形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面 完成教材P34思考与讨论。 由 D得电场中某点的电势能不仅与电势有关，还与电性有关。 3．如图，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为，φA =15V、φB =3V、φC =-3V，求φD =？ 解法1：连接AC、DE交与O点，由于是匀强电场，故有：UAC =φA –φC=18V 将AC三等分，得：φA=15V；φE=9V；φF=3V，因φB=3V连接BF，则BF为等势线，连接DE，则DE也为等势线， 所以：φD=φE=9V 法2：因为是匀强电场，且AB∥CD，故 ，所以φD=9V 结论： 1．匀强电场中画一条与电场线不垂直的直线，直线上任意两点间的电势差与两点间的距离成正比。 2.平行四边形两对边的电势差相同 电势差与电势的区别与联系 电势φ 电势差UAB = φB − φA 区别 ⑴（电场中某点的）电势与零势点的选取有关 ⑵电势由电场本身决定， 反映电场的能的性质 ⑶相对性 ⑷标量，可正可负，正负号相对零电势面而言 ⑴（电场中两点间的）电势差与零势点的选取无关 ⑵电势差由电场和这两点的位置决定， ⑶绝对性 ⑷标量，可正可负，正负号反映φA、φB的高低 联系 ⑴电场某点的电势在数值上等于该点与零电势点之间的电势差 ⑵电势与电势差的单位相同，均为伏特（V） 小结： 作业： A B C D · E F