高中物理《电势差 教案》教案 鲁科版选修3-1

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1、第二章第三节电势差（2课时）【教学目的】1、理解电势差的概念及其定义式；知道电势差的值与零电势的选择无关；知道电势差与电势的关系。2、了解电势差与电场强度的关系。了解示波器的工作原理。【教学重点】掌握电势差与电场力做功的关系；掌握电势差与场强的关系式U=Ed的使用条件及式中d的含义；能初步运用力学知识综合解决带电粒子在匀强电场中的运动问题。【教学难点】从基本概念出发推出各常用的推论【教学媒体】【教学安排】【新课导入】回顾归纳电场与重力场的物理量类比。物理量的含义重力场电场表征场的作用力的强弱和方向重力加速度g=G/m

2、场强E=F/q场的势能重力势能EP=Gh电势能EP=qф表征场的能的性质高度h电势ф=EP/q表征场力做功（场势能变化量）重力功W=-ΔEP=GΔh=G（h0-ht）电场力做功W=-ΔEP=q（ф0-фt）=qU高度差hAB=hA-hB电势差【新课内容】1.电势差与电场力做功：以上表格灰色部分留空，让学生通过对比和类比，可以得出电场力做功与零电势设定无关，而是取决于检验电荷的电量和在电场中移动的初末两点的电势的差值。我们称之为电势差，用符号U表示，；单位是伏特（V）。式中q用C做单位，W用J做单位，这里补充一个单位，

3、由于基元电荷电量很小，所以我们对应给出功和能的另一个较小单位——电子伏特，他由W=qU得出，当q取1e，U为1V时，功W为一个电子伏，符号为eV。1eV=1.6×10-19J.板书：1、两点间电势的差值，称为这两点间的电势差，也叫电压。①国际单位制中1J=1C×1V；在其它单位制中还有1eV=1.6×10-19J=1e×1V.②电压是由场决定的量；③电压与零电势的选取无关；方法一、利用这个公式时，qU都取绝对值，算出的功W也为绝对值。正负号另外判断。例1：设电场中AB两点电势差大小U＝2.0×102V，带正电粒子的电

4、量q＝1.2×10－8C，把q从A点移到B点，电场力做了多少功？是正功还是负功？设фA＜фB。解：W=qU=1.2×10－8×2.0×102J=2.4×10－6J因为фA＜фB，q为正电荷，故q在B点的电势能大于A点电势能，即从A点移到B点电势能增加，即电功力做负功。方法二、公式中带入正负号计算，U与W是对应的，由A到B电场力做功对应AB电势差（）；反之，由B到A电场力做功对应BA电势差（）。解：WAB=qUAB=q（ФA-фB）=1.2×10－8×（-2.0×102J）=-2.4×10－6J板书：④电势差是标量，它

5、的正负表示两点间电势的高低状况。有了这个求电场力做功的方法，只要测出电场中某两点的电压和要移动的电荷电量，我们就可以结合高一所学的功和能的知识来求解电荷在两点间移动的问题。例2：书P36/例——一个质子以初速度射入一个由两块带电金属板组成的区域。两板相距为20cm，金属板之间是匀强电场，电场强度为（此处先给出N/C的单位，等会再推导到V/m），求（1）质子由板上小孔射出时的速度大小。（2）两板间的电势差是多少？（增补一个问题）解：（1）质子做匀加速运动，全程只有电场力做正功W=Fd=qEd=根据动能定理，推出（2）电

6、场力做功在电场力是恒力的情况下可以用W=Fd=qEd来运算，当然，也可以用任何电场通用的公式WAB=qUAB来运算，所以有UAB=WAB/q=1.电场强度与电势差的关系：提问1：从上面的例题中你有什么收获呢？引导学生讨论。得出电场力做功的两种运算方法以及它们的适用条件。提问2：由于场强是跟电场对电荷的作用力相联系的，电势差是跟电场力移动电荷做功相联系的。因此场强与电势差之间必然有什么关系。大家能得出它们之间的关系式吗？让学生讨论得出：W=qU=qEd得出U=Ed提问3：这个公式里的各个量表示什么意义？公式有没有限制使

7、用范围？引导学生讨论得出式中的U为电场中两点间的电势差，E为场强，d为沿两点连线在电场线方向的投影线的距离。该公式只适用于匀强电场。提问4：该公式的正负号怎么处理呢？教师帮助学生归纳：电势差是标量，场强E是矢量，二者正负号的意义不同，所以该公式不带入符号，只取绝对值运算，得出来的U只表示两点间电压大小，而电势的高低要另行判断。板书：2、匀强电场中有U=Ed，其中U为电场中两点间的电势差，E为场强，d为沿两点连线在电场线方向的投影线的距离。①公式只取绝对值运算前面讲过，沿着电场线方向，也就是沿着场强的方向，电势越来越低

8、，从右图中可以看出沿AB、AD、AC方向，电势都在降低，但沿AB方向距离最短，即降低得最快，而AB方向即为场强方向，可见场强的方向是指向电势降低最快的方向。板书：②场强方向是指向电势降低最快的方向。由U=Ed，得E=U／d，可得场强的另一个单位：V／m。板书：③场强两个单位伏／米，牛／库是相等的。例3：如右上图，匀强电场电场线与AC平行，把10