电势能

选修3-1
第一章
1.4电势差设计
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【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】
教师活动学生活动设计意图
（一）预习检查
★问题：电场的两个基本性质是什么？
☆答：电场的两个基本性质：
电场的力的性质（ ）
电场的能的性质（电势能、电势、 ）
在学习电势时，我们知道，选择不同的位置作为电势零点，电场中某点的电势的数值也会改变，那么，在物理学中，能不能找到一个更能反映电场的能的性质的物理量呢？

倾听、回答

巩固知识点
（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。
▲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。
1、定义：
电荷q在电场力作用下由A点移到另一点B的过程中，电场力做的功WAB与电荷量q的比值，叫A、B两点之间的电势差UAB。
2、定义式：
★问题：
这是采用什么方法定义的？
☆答：比值定义法
★问题：
由什么决定？ 是否与 、q有关？
☆答： 仅由电荷移动的两位置A、B决定，与所经路径， 、q均无关。这些也可由比值定义法定义概念的共性规律中得到.?
▲教师：电势差 与q、 均无关，仅与电场中A、B两位置有关.故电势差反映了电场本身的性质.?
3、物理意义：电势差反映了电场本身的性质.（4）单位：伏特 符号：V 1V=1J/C
倾听、思考、回答
↓


分析、思考

倾听、思考、
理解、回答

培养学生的分析能力

培养思维、理解能力
↓

●二、电势与电势差
由 ；
；
；
得
▲电势差是电场中两点间的电势的差值 （ ）
★问题：
电势差的大小，与选取的参考点有关吗？
☆答：类比于两位置的高度差与零位置选取无关，两点间的电势差也与零势差选取无关。
★问题：
电势和电势差都是标量，他们的正负号表示什么含义呢？
☆答：
电势的正负表示该点比参考点的电势大或小；
电势差的正负表示两点的电势的高低。


分析、回答

培养学生的思维能力和分析问题的能力
●三、功的计算
由 得
分析：应用 计算时，相关物理量用正、负值代入，其结果：
＞0，电场力做正功， ＞0， ＞ ；
＜0，电场力做负功， ＜0， ＜


思考、分析
↓

培养学生的分析能力
↓
（四）反思总结
通过本节学习，主要学了以下几个问题：?
1、电势差的概念采用比值定义法定义，与检验电荷q，电场力所做功无关，仅由电场本身的因素决定，故都表示电场本身的性质.?
2、电势差类比于重力场中的高度差，这种类比方法是物理问题研究中常用的一种科学方法.?
3、应用以下公式计算时注意：?
（1） ，将WAB，q正、负号同代入.
＞0，电场力做正功， ＞0， ＞ ；
＜0，电场力做负功， ＜0， ＜
（2）
当堂检测 ：
1、若带正电荷的小球只受到电场力作用，则它在电场中（ D ）
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。
2、一个带正电的质点，电量q=2.0×10－9C，在静电场中由a点移到b点，在这过程中，除电场力外，其他力作的功为6.0×10－5J，质点的动能增加了8.0×10－5J，则a、b两点间的电势差Ua－Ub为（ B ）
A.3×104 V　　　　　　　B.1×104V
C.4×104 V　　　 　　 D.7×104 V


巩固知识点
●五、练习作业
P21例题，P22-1、3
九．【板书设计】 第五节 电势差
一、电势差
（1）定义：
电荷q在电场力作用下由A点移到另一点B的过程中，电场力做的功WAB与电荷量q的比值，叫A、B两点之间的电势差UAB。
（2）定义式：
（3）物理意义：电势差反映了电场本身的性质.
（4）单位：伏特 符号：V 1V=1J/C
二、电势与电势差
三、功的计算
＞0，电场力做正功， ＞0， ＞ ；
＜0，电场力做负功， ＜0， ＜
十．【教学反思】
1、在讲解电势差和电势的关系时还应该采用类比法（和高度，高度差相比），因怕学生混淆概念，没有敢讲，结果效果并不理想。
2、电场力做功与电势能变化之间的关系，学生判断较熟练。

学校：临清三中 学科：物理 编写人：高晶 审稿人：马立震

第五节 电势差学案
课前预习学案
一、预习目标
1．理解电势差是描述电场的能的性质的物理量。
2．理解电势是描述电场的能的物理量。
二、预习内容
1、你知道什么叫“类比”吗？
所谓类比，就是将两个（或两类）研究对象进行对比，根据它们在某些方面有相同或相似的属性，进一步推断它们在其他方面 也可能有相同或类似的属性。
“类比”法是一种科学的研究方法。
2、电势能和我们以前学过的哪种能量相类似？

二、电势能与重力势能对比后得到：
结论： ，电势能减小；
电场力作负功(克服电场力做)， 。
静电力做的功等于电势能的减少量，公式

三、电势定义：
公式： 变形得： 。

课内探究学案
一、学习目标
1．理解电势差是描述电场的能的性质的物理量，理解电势差与零点电势面位置的选取无关，熟练应用其概念及定义式UAB=WAB/q进行相关的计算．
2．理解电势是描述电场的能的物理量，知道电势与电势差的关系 ，电势与零势面的选取有关，知道在电场中沿着电场线的方向电 势逐渐降低．
3．知道电势能，知道电场力做功与电势能改变的关系．

二、学习过程
电势差与电势的关系。
电势差定义： 也叫 。
设电场中A点的电势为 ，B点的电势为 ，
电势差表示成
也可以表示成
显然
讨论与交流：
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？这与力学中学过的哪个概念相似？

二、静电力做功与电势差的关系。
电荷q从电场中A点移到B点，静电力做功与电势差的关系。
WAB= = = =
即
或
讨论与交流：
1、UAB由什么决定？跟WAB、q有关吗？

2、WAB跟q、UAB有关吗？

三、反思总结
1、电势差和电势的概念。2、电势差和电势的区别。3、应用 计算时的注意事项。
四、当堂检测
1、关于对UAB =WAB/q 和WAB = qUAB的理解，正确的是（ ）
A、电场中A、B两点的电势差和两点间移动电荷的电量q成反比
B、在电场中A、B两点移动不同的电荷，电场力的功WAB和电量q成正比
C、UAB与q、WAB无关，甚至与是否移动电荷都没有关系
D、WAB与q、UAB无关，与电荷移动的路径无关
2、关于电势差UAB和电势φA 、φB的理解，正确的是（ ）
A、UAB表示B点与A点之间的电势差，即UAB = φB - φA
B、UAB和UBA是不同的，它们有关系：UAB = -UBA
C、φA 、φB都有正负，所以电势是矢量
D、零电势点的规定虽然是任意的，但人们常常规定大地和无穷远处为零电势点
课后练习与提高
1、有一个带电量q = -3.0×10-6 C的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服电场力做功6.0×10-4J，从B点移到C点时，电场力做功9.0×10-4 J。试问：
（1）A、B、C三点之间的电势差UAB 、UBC和UCA各是多少？
（2）若规定B点电势为零，则A、C两点的电势φA和φC各是多少？该电荷在A、C两点的电势能EPA和EPC分别又是多少？

2、图中,a、b、c、d、e五点在一直线上,b、c两点间的距离等于d、e两点的距离.在a点固定放置一个点电荷,带电荷量为+Q,已知在+Q的电场中b、c两点间的电势差为U.将另一个点电荷+q从d点移到e点的过程中( )
A.电场力做功qU B.克服电场力做功qU
C. 电场力做功大于qU D.电场力做功小于qU

当堂检测答案：1.BC 2.BD

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