7.3 电势 教案 -2023-2024学年高二上学期（中职）物理高教版《技术物理 上册》

7-3  电势

一、教学目标

1．了解电势能、电势、等势面和电势差的概念及相关计算。

2．能分析和计算电场中移动电荷做功时电势能的变化。

二、教学重点难点

重点：电势能、电势、等势面和电势差的概念。

难点：电势能、电势和电势差的理解。

三、教学器材

计算机、投影仪、实物展示台。

四、教学建议

教法建议

讲授法、讨论法、比值定义法、类比法、演示实验法。

教学设计方案

（一）        引入新课

将带电的玻璃棒接触验电器的金属球，金属箔片因带等量同性电荷相互排斥而张开一定角度，表明电场力对箔片上的电荷做了功。电场有做功的本领，说明电场具有能量，这是电场的又一重要性质。下面再从能量的角度来研究电场的这一性质，学习电势的概念。

（二） 引出课程内容

设想的图如图1所示，说明q具有了做功能力。物体受到重力具有重力势能,电荷在电场中受到电场力的作用也具有势能。

 

 

Q

 

 

 

图1   电场力做功

1．电势能

（1）定义：电荷在电场中因受到电场力而具有的势能，称为电势能。

（2）静电力做功与电势能变化的关系：

物体下落时，重力对物体做正功，物体重力势能减少；物体上升时，重力做负功，重力势能增加。（）

与此类似，在电场中移动电荷时，电场力对电荷做正功时，电荷的势能减少；电场力对电荷做负功时，电荷的势能增加；电势能减少量总等于电场力对电荷做的功。如图2所示。

 

 

 

 

   

                  （a）               (b)

图2  电场力做功与电势能的关系

（3）电势能零点的规定

同重力势能一样，电势能也是一相对的量，只有先定零势能的位置后，才能确定电荷在其他位置的电势能。

零势能的位置的选取是任意的，在点电荷的电场中，理论上常取无穷远处为零势能，即电荷在无穷远处的电势能为零。

在功能关系中，若选点b处电势能为零，即，那么

可见，电荷在电场中某点的电势能，在数值上等于把它从该点移到零势能处时电场力所做的功。

2．电势

我们把一个正的试验电荷+q先后放在图2所示电场中的a,b两点。试验电荷的电势能不同。

在同一点上，，与q无关。

在不同的点上，这个恒量的值不同。因此用这一恒量来描述电场，称为电势。

（1）定义：检验电荷在电场中某点所具有的电势能Ep和它的电荷量q的比值，称为该点的电势。V表示电势。

（2）公式：

（3）单位：在国际单位制中，电势的单位是伏特（V）。如果电荷量为1 C的电荷，在电场中某点的电势能为1 J，这一点的电势为1 V。1 V=1 J/C。

（4）零电势位置的规定：电势是标量，电场中某一点的电势的数值与零电势的选择有关，即电势的数值决定于零电势的选择．（大地或无穷远默认为零）

（5)电势高低的判断：

①沿着电场线的方向，电势逐点降低。

②在正电荷Q的电场中，各点的电势都是正值，而且越靠近正电荷的地方，电势越高。在负电荷Q的电场中，各点的电势都是负值，而且越靠近负电荷的地方，电势越低。

3．等势面

⑴定义：在电场中电势相等的点所组成的面，称为等势面。

⑵几种电场的等势面：

几种常见电场的等势面如图2所示。图中虚线表示电场线，实线表示等势面。

 

 

 

 

 

 

 

 

（a）匀强电场中的等势面             （b）点电荷周围的等势面