2020春新教材高中物理第10章静电场中的能量第2节电势差教案新人教版必修第三册.doc

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1、第2节　电势差核心素养物理观念科学思维1.理解电势差的概念，知道电势差与电势零点的选取无关。2.掌握电势差的表达式UAB＝φA－φB及UAB＝。3.知道电势差的正、负号与电势高低之间的对应关系。4.知道等势面，理解等势面的特点。5.知道典型电场的等势面特点。1.通过类比电场强度、电势的定义方法，理解UAB＝的意义，知道电势差UAB与WAB、q无关。2.会应用公式UAB＝φA－φB及UAB＝进行计算，并在应用中培养逻辑推理能力。3.能通过类比等高线理解等势面。4.会根据电场线和等势面的规律分析带电体的运动轨迹问题。知识点一　电势差[观图助学]如图是等高线

2、的图示，所标数值是地面某个点高出海平面的垂直距离，也就是海拔，也称为绝对高度。而地面上某一点高出另一点的垂直距离称为相对高度。(1)选择不同的测量起点时，不同地方的高度和两个地方的高度差会有怎样的变化？(2)同样地，在电场中选择不同的电势零点时，不同位置的电势和两个位置的电势差又会有怎样的变化？1.定义：电场中两点间电势的差值叫作电势差，也叫电压。2.公式：设电场中A点的电势为φA，B点的电势为φB，则A、B两点之间的电势差为：UAB＝φA－φB。B、A两点之间的电势差为：UBA＝φB－φA。所以UAB＝－UBA。3.电势差的正负：电势差是标量，但有正

3、、负。电势差的正、负表示两点电势的高低。所以电场中各点间的电势差可依次用代数法相加。4.电势差的单位：在国际单位制中，电势差与电势的单位相同，均为伏特，符号是V。[思考判断](1)电场中两点的电势越高，电势差越大。(×)21(2)UAB>0说明从A到B电势降低。(√)(3)电势差有正负值，是矢量。(×)(4)电势差与电势一样，是相对量，都与零电势点的选取有关。(×)知识点二　静电力做功与电势差的关系[观图助学]电荷量为q的电荷沿如图所示的曲线由电场中的A点运动到B点，已知A、B两点的电势分别为φA、φB，请思考后回答下列问题。(1)电荷在A、B两点具有

4、的电势能分别为多少？此过程静电力做功WAB为多少？(2)由上述问题可以得出静电力做功与电势差之间有什么样的关系？1.公式推导：电荷q在电场中从A点移到B点，由静电力做功与电势能变化的关系可得：WAB＝EpA－EpB，由电势能与电势的关系φ＝可得EpA＝qφA，EpB＝qφB。所以WAB＝q(φA－φB)＝qUAB，所以有UAB＝。2.公式：UAB＝。3.物理意义：电场中A、B两点间的电势差，等于将电荷由A点移至B点的过程中静电力做的功与电荷量q的比值。[思考判断](1)若UAB>0，则电场对电荷q做的功WAB>0。(×)(2)UAB越大，WAB越大，W

5、AB与UAB成正比。(×)(3)若电场中两点间的电势差UAB＝1V，则将单位正电荷从A点移到B点，静电力做功为1J。(√)21知识点三　等势面[观图助学]如图所示，是我们在地理上学到的等高线的表示方法，思考，类比到电场中，我们怎么用类似的方法表示电场中电势相等的各点呢？1.定义：电场中电势相等的各点构成的面。2.等势面的特点(1)在同一等势面上移动电荷时静电力不做功。(2)电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。(3)两个不同的等势面永不相交。[思考判断](1)电荷在等势面上移动时不受静电力作用，所以不做功。(×)(2)等势面上各点

6、的场强相等。(×)(3)匀强电场中的等势面是相互平行且垂直于电场线的一簇平面。(√)(4)等势面上，不仅各点电势相同，电场强度也一定相同。(×)电势差由电场及电场中两点的位置决定，与有无试探电荷无关，与零电势位置的选取也无关。若某点的电势为正值，则该点的电势比零电势点的电势高；若某点的电势为负值，则该点的电势比零电势点的电势低。UAB在数值上等于单位正电荷由A点移到B点时静电力所做的功。根据UAB＝φA－φB，若电势差为正，由WAB＝qUAB，若q为负电荷，电场力做负功；若q为正电荷，则电场力做正功。由于电场线与等势面垂直，即电荷所受的静电力与等势面垂

7、直，即当电荷沿等势面移动时，静电力方向始终与速度方向垂直，静电力不做功。21等差等势面的疏密，可以定性地比较各点场强的大小。核心要点　对电势差与电势的理解[观察探究]电场中A、B、C、D四点的电势如图所示。(1)A、C及A、B间的电势差各为多少？哪个较大？(2)若取D点电势为零，则A、B、C三点的电势为多少？A、C及A、B间的电势差各为多少？通过以上计算说明电势、电势差各具有什么特点？答案　(1)UAC＝φA－φC＝15V，UAB＝φA－φB＝10V，UAC＞UAB。(2)UAD＝φA－φD＝18V，若φD′＝0，φA′＝18V；同理，φB′＝8V，φ

8、C′＝3V，UAC′＝φA′－φC′＝15V，UAB′＝φA′－φB′＝10V。电场中某点电势