小學(xué)語文微課教案
發(fā)表時間:2020-03-02電勢差。
學(xué)習(xí)內(nèi)容1.5電勢差
學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解電勢差的概念,知道電勢差與電勢零點(diǎn)的選擇無關(guān)。
2.掌握兩點(diǎn)間電勢差的表達(dá)公式,知道兩點(diǎn)間電勢差的正負(fù)號與這兩點(diǎn)的電勢高低之間的對應(yīng)關(guān)系。
3.知道在電場中移動電荷時靜電力做功與兩點(diǎn)間電勢差之間的關(guān)系,會應(yīng)用靜電力做功的有關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算。
學(xué)習(xí)重、難點(diǎn)電勢差的概念,
電勢能的改變與電場力做功的關(guān)系,電功計(jì)算。
學(xué)法指導(dǎo)自主、合作、探究
知識鏈接1.在電場中移動電荷時,靜電力做的功與電荷的和有關(guān),但與電荷經(jīng)過的無關(guān)。
2.電場力做正功,電勢能;電場力做負(fù)功,電勢能。
3.電荷在電場中某一點(diǎn)的與它的的比值,叫做這一點(diǎn)的電勢,定義式:。
學(xué)習(xí)過程用案人自我創(chuàng)新
【自主學(xué)習(xí)】
不同的位置作為測量高度的起點(diǎn),同一地方高度的數(shù)值;但兩個地方的高度差卻。
選擇不同的位置作為電勢零點(diǎn),電場中某點(diǎn)電勢的數(shù)值;但電場中某兩點(diǎn)間的電勢的差值。
一、電勢差(U):
1、概念:。
設(shè)電場中A點(diǎn)的電勢為,B點(diǎn)的電勢為,則它們之間的電勢差可以表
示成=
也可以表示成=
問:(1)與成什么關(guān)系?
(2)電勢差是標(biāo)量還是矢量?電勢差的正負(fù)表示什么?
2、電勢差的單位:符號:
二、電勢差與靜電力做功的關(guān)系(通過W=EPA—EPB推導(dǎo))
=或=
(1)只要知道電場中兩點(diǎn)的電勢差,就可以求出在這兩點(diǎn)間移動電荷時靜電力做的功,而不必考慮和。
(2)公式的適用范圍?
【例題解析】
例1、如圖,是某電場中的一條直電場線。一電子從a點(diǎn)由靜止釋放,它將沿直線向b點(diǎn)運(yùn)動,則可判斷()
A.該電場一定是勻強(qiáng)電場
B.場強(qiáng)Ea小于Ebba
C.電子具有的電勢能EPa一定大于EPb
D.電勢Ua一定低于Ub
例2、有一帶電荷量q=C的點(diǎn)電荷,從電場中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)時,克服電場力做功J.從B點(diǎn)移到C點(diǎn)電場力做功.
(1)AB,BC,CA間電勢差各位多少?
(2)如以B點(diǎn)的電勢為零,則A,C兩點(diǎn)的電勢各為多少?電荷在A,C兩
點(diǎn)的電勢能各位多少?
例題3、如圖所示,一負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中有A、B兩點(diǎn),兩點(diǎn)間的電勢差為200V,電量為-6×10-8C的電荷從B點(diǎn)移到A點(diǎn),它的電勢能改變多少?該電荷在A、B兩點(diǎn)的電勢能哪個大?哪點(diǎn)場強(qiáng)大?哪點(diǎn)電勢高?
達(dá)標(biāo)檢測1.下列說法中哪些是正確的()
A.沿電場線的指向,場強(qiáng)一定越來越小
B.沿電場線的指向,電勢一定越來越低
C.沿電場線方向移動電荷,電勢能逐漸減小
D.在電場力作用下,正電荷一定從電勢高處向電勢低處移動
2.對于電場中A、B兩點(diǎn),下列說法正確的是()
A.電勢差的定義式UAB=WAB/q說明兩點(diǎn)間的電勢差UAB與電場力做功WAB成正比,與移動電荷的電荷量q成反比
B.A、B兩點(diǎn)間的電勢差等于將正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)電場力所做的功
C.將1C電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場力做1J的功,這兩點(diǎn)間的電勢差為1V
D.若電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)的過程,除受電場力外,還受其他力的作用,電荷電勢能的變化就不再等于電場力所做的功
3.如圖13-5-2所示,在同一條電場線上有A、B兩點(diǎn),已知將-q從A點(diǎn)移到B點(diǎn),外力克服電場力做功,則電場線的方向是由點(diǎn)指向點(diǎn)的;A、B兩點(diǎn)比較,點(diǎn)的電勢高.
4.如圖13-5-3所示,電場中有A、B兩點(diǎn),則下列說法中正確的是()
A.電勢,場強(qiáng)EAEB
B.電勢,場強(qiáng)EAEB
C.將電荷+q從A點(diǎn)移到B點(diǎn)電場力做了正功
D.將電荷-q分別放在A、B兩點(diǎn)時具有的電勢能EAEB
5.a(chǎn)、b為電場中的兩點(diǎn),且a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn),則可知()
A.把負(fù)電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)電場力做負(fù)功,電勢能增加
B.把正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)電場力做正功,電勢能減少
C.無論移動的是正電荷還是負(fù)電荷,電荷的電勢能都要減少
D.無論是否有電荷移動,a點(diǎn)電勢能總是大于b點(diǎn)的電勢能
6.如圖13-5-4所示,a、b、c是一條電場線上的三點(diǎn),a、b間的距離等于b、c間的距離.用和Ea、Eb、Ec分別表示a、b、c三點(diǎn)的電勢和場強(qiáng),可以判定()
A.B.EaEbEc
C.D.Ea=Eb=Ec
7.若帶正電荷的小球只受電場力的作用,則它在任意的一段時間內(nèi)()
A.一定沿電場線由高電勢處向低電勢處運(yùn)動
B.一定沿電場線由低電勢處向高電勢處運(yùn)動
C.不一定沿電場線運(yùn)動,但一定由高電勢處向低電勢處運(yùn)動
D.不一定沿電場線運(yùn)動,也不一定由高電勢處向低電勢處運(yùn)動
8.圖9是某勻強(qiáng)電場的等勢面示意圖,A、B兩點(diǎn)相距5cm,θ=53°,一帶電量為-4×10-6C的微粒沿AB勻速運(yùn)動,則此微粒的質(zhì)量為_______kg.(取g=10m/s2)
9.在如圖所示的電場中,把點(diǎn)電荷q=+2×10-11C,由A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場力做功WAB=4×10-11J.A、B兩點(diǎn)間的電勢差UAB等于多少?B、A兩點(diǎn)間的電勢差UBA等于多少??
10.一帶負(fù)電的粒子,q=-2.0×10-9C,在靜電場中由a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn),除電場力外,其它力作的功為6.0×10-5J,粒子動能增加了8.0×10-5J,求a、b兩點(diǎn)間的電勢差Uab等于多少?
相關(guān)閱讀
電勢差電勢
一名優(yōu)秀負(fù)責(zé)的教師就要對每一位學(xué)生盡職盡責(zé),作為教師就要精心準(zhǔn)備好合適的教案。教案可以讓學(xué)生們充分體會到學(xué)習(xí)的快樂,幫助教師更好的完成實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。那么如何寫好我們的教案呢?小編收集并整理了“電勢差電勢”,供大家參考,希望能幫助到有需要的朋友。
電勢差電勢教學(xué)目標(biāo)
知識目標(biāo)
1.理解電勢差是描述電場的能的性質(zhì)的物理量,理解電勢差與零點(diǎn)電勢面位置的選取無關(guān),熟練應(yīng)用其概念及定義式進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算.
2.理解電勢是描述電場的能的物理量,知道電勢與電勢差的關(guān)系,電勢與零勢面的選取有關(guān),知道在電場中沿著電場線的方向電勢的變化.
3.知道電勢能,知道電場力做功與電勢能改變的關(guān)系.
能力目標(biāo)
利用學(xué)生已經(jīng)掌握的知識進(jìn)行類比、概括講述新知識,培養(yǎng)學(xué)生對新知識的自學(xué)能力,邏輯推理能力,以及抽象思維的能力.
情感目標(biāo)
通過對原有知識的加工,對新舊知識的類比、概括,培養(yǎng)學(xué)生知識自我更新的能力.
教學(xué)建議
在本節(jié)內(nèi)容中,涉及到電勢的講解,與前面所學(xué)的重力勢能有相似的規(guī)律和原理,因此講解時可以采取類比、概括這一物理教學(xué)中常用的教學(xué)方法.教材中首先導(dǎo)出電場力做功的特點(diǎn),對比重力做功引起勢能的變化,得到電勢、電勢差、電勢能的概念,并指出電勢能與電場力做功之間的關(guān)系.
教法建議
在講解中,知識點(diǎn)上需要明確的是:
(1)除了需要說明電勢的單位以及標(biāo)量性,還需要強(qiáng)調(diào)電勢公式是定義式,電場中某一點(diǎn)的電勢與電荷在電場中的電勢能無關(guān),與電荷的多寡無關(guān);而電場中某點(diǎn)的電勢與產(chǎn)生電場的源電荷有關(guān),與該點(diǎn)在電場中的位置有關(guān).
(2)關(guān)于電勢公式的應(yīng)用時,注意公式中物理量的正負(fù),理解正負(fù)只是表示電勢的高低而不是方向.
(3)關(guān)于電勢的講解:一是需要注意的是零電勢的選取(理論上以距離電場無限遠(yuǎn)處為零電勢,實(shí)際上以大地的電勢為零電勢);二是電勢沿著電場線的方向逐漸降低.
(4)電荷在電場中兩點(diǎn)之間的電勢能之差是確定的.
重點(diǎn)難點(diǎn)分析
1.本節(jié)重點(diǎn)是電勢差的概念以及定義式的應(yīng)用,電場力做功與電勢能改變的關(guān)系;
2.本節(jié)的難點(diǎn)是電勢差的定義以及電勢能與電場力做功的關(guān)系.
關(guān)于講解──整體思路的建議
電勢、電勢差、電勢能的概念比較抽象,在講解時可以通過引入重力場的有關(guān)概念進(jìn)行類比,以增強(qiáng)知識的可感知性,這有助于學(xué)生的理解.但還需要注意的是,在講解中不僅要掌握好教學(xué)的深度,同時要加強(qiáng)學(xué)生從不同的知識角度──能的角度、功能關(guān)系的角度學(xué)習(xí)本節(jié)知識,從一個更高的全面的基準(zhǔn)點(diǎn)對已學(xué)知識進(jìn)行綜合,加強(qiáng)學(xué)生自身知識的再更新能力,這也是教師急需要注意的問題.
電勢差、電勢--示例
一復(fù)習(xí)引入
教師講解(出示圖片):
電場對放入其中的電荷有力的作用,對導(dǎo)體內(nèi)部電荷同樣有力的作用,此力可以做功,所以電場也有能的性質(zhì).下面我們從能量角度研究電場性質(zhì).
首先,我們先復(fù)習(xí)一下有關(guān)功的知識以及重力做功和重力勢能的關(guān)系(如圖)
一功的量度:
二重力做功:
1.重力做功只與位置有關(guān)、與經(jīng)過的路徑無關(guān);
2.重力做功與勢能的關(guān)系:
3.重力勢能是相對的,有零勢能面。(人為選定)
4.重力勢能的正負(fù)是相對于零勢面而言的,不代表方向。數(shù)值上等于把物體從該點(diǎn)移到零勢能面處時,重力所做的功
同樣,我們還研究過其它力做功,如分子力做功使得分子勢能發(fā)生變化,彈簧的彈力做功引起彈性勢能的變化,那么電場力做功的情形又是怎樣的呢?我們又是怎樣來研究呢?
二新授課
1電勢差
教師出示上圖:在某一點(diǎn)電荷+Q形成的電場中,將同一電荷放入電場的不同位置A、B兩點(diǎn),所受到的電場力是不同的,這是因?yàn)锳、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度是不同的.為了研究問題的方便,我們以勻強(qiáng)電場為例,勻強(qiáng)電場中,電荷從A點(diǎn)移動到B點(diǎn),電場力的大小為恒力,則電場力做功大小為:(為Eq與S之間的夾角)
在這里:是一個與電荷本身無關(guān)的量,
類似如重力做功也是與物體本身無關(guān)的物理量,只與重力場本身性質(zhì)有關(guān).
因此我們將這一比值叫做A、B兩點(diǎn)間的電勢差,用來表示電勢差,單位伏特,簡稱伏,符號是V.電勢差又叫電壓.
(1V=1J/C)
電荷在場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)場中,令電荷q由一點(diǎn)A移至另一點(diǎn)B時(如圖)電場力所做的功,同樣點(diǎn)電荷由A沿著某一曲線移至另一點(diǎn)C(AC在場強(qiáng)E的投影與AB相等)時電場力所做的功,與相等(具體證明可以類比重力做功,采用無限分割法進(jìn)行證明),也就是說電場力做功與路徑無關(guān),僅與電荷運(yùn)動的起末位置有關(guān).此結(jié)論不僅適用于勻強(qiáng)電場而且適用于任何電場(在高中階段不做具體證明).
這樣電場力所做的功可以是正值或負(fù)值,所以兩點(diǎn)間的電勢差也可以是正值或負(fù)值.
教師總結(jié):
(1)A、B兩點(diǎn)之間的電勢差可以是正值,也可以是負(fù)值,數(shù)值上等于單位正電荷從A點(diǎn)移動到B點(diǎn)時電場力所做的功;
(2)電勢差的單位──伏特(V),當(dāng)q電量為1C時在某兩點(diǎn)間做功為1J,則這兩點(diǎn)之間的電勢差為1V;
(3)不論電場如何分布,電場力是恒力還是變力,電場力做功的大小都可以用計(jì)算得到;
2.電勢
教師提出問題:物體在重力作用下移動的高度差越大,重力勢能的變化也越大.高度差即高度的差值,電勢差也就是電勢的差值,那么如何定義電場中各點(diǎn)的電勢?
分析:,若將B點(diǎn)的電勢定義為零電勢點(diǎn),則A點(diǎn)的電勢等于單位正電荷由A點(diǎn)移動到B點(diǎn)──零電勢點(diǎn)(參考點(diǎn))時所做的功.
教師強(qiáng)調(diào):電勢通常用來表示.電場中某一點(diǎn)的電勢,等于單位正電荷由該點(diǎn)移動到參考點(diǎn)(零點(diǎn)電勢)時電場力所做的功.
電勢差與零點(diǎn)電勢的選取無關(guān),但電勢是相對零點(diǎn)電勢而言的,與零點(diǎn)電勢的選取有關(guān).
提出問題:在電場中沿著場強(qiáng)方向移動電荷,電場力做功,電勢將如何變化?
分析:沿著電場線的方向?qū)挝徽姾捎葾點(diǎn)移動到B點(diǎn),電場力做正功,電勢差大于零,即,.
總結(jié):沿著電場線的方向,電勢越來越低.
3.電勢能
物體在重力場中具有重力勢能,而電荷在電場中也具有能──電勢能.
重力做功使物體重力勢能減少,重力做多少功,重力勢能就減少多少,減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能或其它形式的能,那么電場力做功與電勢能的變化有什么關(guān)系呢?
類似的:
(1)電場力做功使電荷的電勢能減少;
(2)電場力做多少功,電勢能就減少多少;
(3)減少的電勢能轉(zhuǎn)化為電荷的動能或其它形式的能.
教師指導(dǎo)學(xué)生閱讀課本例題并歸納總結(jié)判斷做功為正或負(fù)的方法.
方法(1)可以在計(jì)算時將q、U的正負(fù)關(guān)系直接代入;
方法(2)在代入數(shù)值時以絕對值代入,再判斷電場力做功的正負(fù).
4.總結(jié):
(1)電場中兩點(diǎn)間電勢差,類同重力場中兩點(diǎn)的高度差.
電勢差:(1V=1J/C)
U與W、q無關(guān)
(2)設(shè)定零電勢點(diǎn),由電勢差定義各個點(diǎn)的電勢:電場中某一點(diǎn)的電勢,等于單位正電荷由該點(diǎn)移動到參考點(diǎn)(零點(diǎn)電勢)時電場力所做的功.
注意:電勢的大小與參考點(diǎn)的選取無關(guān);
電勢差的大小與參考點(diǎn)的選取無關(guān).
(3),沿著電場線的方向,電勢越來越低.
(4)電勢能是電荷在電場中具有的能:
電場力做功,電勢能減少;做多少功,電勢能就減少多少.
電勢差電勢教案
為了促進(jìn)學(xué)生掌握上課知識點(diǎn),老師需要提前準(zhǔn)備教案,是認(rèn)真規(guī)劃好自己教案課件的時候了。認(rèn)真做好教案課件的工作計(jì)劃,才能夠使以后的工作更有目標(biāo)性!你們會寫一段適合教案課件的范文嗎?下面是小編精心收集整理,為您帶來的《電勢差電勢教案》,希望能為您提供更多的參考。
第五節(jié)電勢差電勢1.電勢差
電荷在電場中兩點(diǎn)間移動時,電場力所做的功跟它的電量的比值,叫做兩點(diǎn)間電勢差
定義式:
說明
①電勢差僅由電場中兩點(diǎn)位置決定,與W、q無關(guān)。
②單位,伏特,符號V
③電場力做功:WAB=qUAB,注意做功正負(fù)的判斷。
2.電勢
電場中某點(diǎn)的電勢,等于單位正電荷由該點(diǎn)移動到參考點(diǎn)(零電勢點(diǎn))時電場力所做得功。
說明:
①電勢與零勢面的選取有關(guān)。
②沿著電場線方向電勢降低。
③電勢是標(biāo)量,只有大小沒有方向其正負(fù)表示電勢高低。
④電勢的單位:伏特(V)
⑤電勢差與電勢的關(guān)系:兩點(diǎn)間電勢差等于這兩點(diǎn)電勢之差。即UAB=A-B
3.電勢能:電荷在電場中具有的能。
電場力做功,電勢能減少,做多少功,電勢能減少多少
第2課時
一、教學(xué)目標(biāo)
1.進(jìn)一步理解電勢差的概念;
2.會計(jì)算點(diǎn)電荷在電場力作用下,從電場中一點(diǎn)移動到另一點(diǎn)時電場力所做的功;
3.進(jìn)一步理解電勢的概念;知道電勢和電勢差的關(guān)系;
4.熟練掌握電場力做功與電勢能改變的關(guān)系。
二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
1.重點(diǎn):電勢差、電勢的概念,電勢能的改變與電場力做功的關(guān)系,電功計(jì)算。
2.難點(diǎn):運(yùn)用所學(xué)概念、規(guī)律解決實(shí)際問題。
三、教學(xué)方法:講練結(jié)合,啟發(fā)式教學(xué)
四、教具:投影儀、幻燈片
五、教學(xué)過程:
(一)復(fù)習(xí)提問
1.什么是電勢能?電場力做功與電勢能的變化之間關(guān)系如何?
2.什么是電勢?電勢的零點(diǎn)如何選?。?br> 3.什么是電勢差?寫出定義式。電勢差與電勢的聯(lián)系及區(qū)別如何?
引導(dǎo)學(xué)生回答:
4.怎樣計(jì)算電場力的功?
1、電勢能
①定義:
電荷在電場中所具有的與電荷位置有關(guān)的勢能。
②勢能零點(diǎn):規(guī)定無窮遠(yuǎn)處或大地為勢能零點(diǎn)。
③電場力做功與電勢能的變化:
電場力做正功電勢能減少,電場力做負(fù)功電勢能增加。
2、電勢電勢差:
(1)定義:
電場中某點(diǎn)到該參考點(diǎn)的電勢差就等于該點(diǎn)的電勢。由電勢差的定義可知:電場中某點(diǎn)的電勢,等于單位正電荷由該點(diǎn)移動到參考點(diǎn)(零電勢點(diǎn))時電場力所做得功。
(2)電勢零點(diǎn):無窮遠(yuǎn)處或大地。
(3)電勢差:
電荷在電場中兩點(diǎn)間移動時,電場力所做的功跟它的電量的比值,叫做這兩點(diǎn)間電勢差。
定義式:
說明
①兩點(diǎn)間電勢差等于單位正電荷從其中一點(diǎn)移動到另一點(diǎn)電場力所做的功。
②高度差是由重力場中高、低兩位置決定的,與物體質(zhì)量無關(guān)。與其類似,電勢差也是由電場中兩點(diǎn)位置決定的一個物理量,與電荷電量大小無關(guān)。
電場中兩點(diǎn)間的電勢差值:UAB=A-B
(4)電場力的功WAB=qUAB
注意功的正負(fù)。
(二)進(jìn)行新課
1.作業(yè)講評
根據(jù)上節(jié)課學(xué)生作業(yè)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行適當(dāng)評析。
2.例題精講
【例1】將一個電量為-2×10-9C的點(diǎn)電荷從電場中的N點(diǎn)移到M點(diǎn),需克服電場力做功14×10-9J,N、M兩點(diǎn)間的電勢差UNM為多少?若將該電荷從M移到N,電場力做什么功?UMN為多少?
解析:(1)WNM=-14×10-9J,UNM==7V
(2)WMN=14×10-9J,UMN==-7V
說明:注意電勢差的正負(fù)。
【例2】如圖所示,在電場線上有A、B、C三點(diǎn),設(shè)C點(diǎn)接地,將1C的正電荷由A移到C點(diǎn),電場力做功為5J;再將該電荷由B移到C點(diǎn),電場力做功為-5J,求A、B兩點(diǎn)的電勢A、B分別是多大?
解析:A==5VB==-5V
歸納:
1.A>B,A—B=5-(-5)=10V
又==10V,∴UAB=A-B
2.沿電場線方向電勢降低。
【例3】如圖所示,在同一條電場線上有A、B、C三點(diǎn),將q=-6×10-6C的點(diǎn)電荷由A移到B點(diǎn),電場力做什么功?做多少功?電勢能變化了多少?再將該電荷由B移到C點(diǎn),電場力做什么功?做多少功?電勢能變化了多少?A、分別是多大?
解析:(1)由A移到B點(diǎn)時,UAB=A-B=5V
電場力的功WAB=qUAB=-3×10-5J
即電場力做負(fù)功,電勢能減少了3×10-5J。
(2)由B移到C點(diǎn)時,UBC=B-C=-2V
電場力的功WBC=qUBC=1.2×10-5J
即電場力做負(fù)功,電勢能減少了1.2×10-5J。
歸納:
1.用W=qU計(jì)算時各量也可以采用絕對值運(yùn)算,功的正負(fù)可根據(jù)電場力方向與電荷移動方向的關(guān)系來確定。
2.電場中任意兩點(diǎn)間的電勢差與零電勢點(diǎn)的選取無關(guān)。
(三)課堂練習(xí)
1.若帶正電荷的小球只受到電場力作用,則它在任意一段時間內(nèi)()
A.一定沿電力線由高電勢處向低電勢處運(yùn)動;
B.一定沿電力線由低電勢處向高電勢處運(yùn)動;
C.不一定沿電力線運(yùn)動,但一定由高電勢處向低電勢處運(yùn)動;
D.不一定沿電力線運(yùn)動,也不一定由高電勢處向低電勢處運(yùn)動。
2.如圖所示,Q是帶正電的點(diǎn)電荷,P1和P2為其電場中的兩點(diǎn)。若E1、E2為P1、P2兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小,U1、U2為P1、P2兩點(diǎn)的電勢,則()
A.E1>E2,U1>U2B.E1>E2,U1<U2
C.E1<E2,U1>U2D.E1<E2,U1<U2
3.A、B兩帶電小球,A固定不動,B的質(zhì)量為m。在庫侖力作用下,B由靜止開始運(yùn)動。已知初始時,A、B間的距離為d,B的加速度為a。經(jīng)過一段時間后,B的加速度變?yōu)閍/4,此時A、B間的距離應(yīng)為_____。已知此時B的速度為v,則在此過程中電勢能的減少量為_____。
4.一個帶正電的質(zhì)點(diǎn),電量q=2.0×10-9C,在靜電場中由a點(diǎn)移到b點(diǎn),在這過程中,除電場力外,其他力作的功為6.0×10-5J,質(zhì)點(diǎn)的動能增加了8.0×10-5J,則a、b兩點(diǎn)間的電勢差Ua-Ub為()
A.3×104V;B.1×104V;C.4×104V;D.7×104V。
(四)布置作業(yè):將課本145頁習(xí)題A組的(3)、(4)、(5)題做在作業(yè)上。
電勢和電勢差
一名優(yōu)秀的教師就要對每一課堂負(fù)責(zé),教師要準(zhǔn)備好教案,這是教師需要精心準(zhǔn)備的。教案可以更好的幫助學(xué)生們打好基礎(chǔ),幫助教師能夠更輕松的上課教學(xué)。那么一篇好的教案要怎么才能寫好呢?小編經(jīng)過搜集和處理,為您提供電勢和電勢差,歡迎您閱讀和收藏,并分享給身邊的朋友!
1.4電勢和電勢差教案
教學(xué)目標(biāo):
1.理解電勢差的概念及期定義式,會根據(jù)電荷q在電場中移動時電場力所做的功WAB計(jì)算UAB,會根據(jù)電勢差UAB計(jì)算電荷Q在電場中移動時電場力所做的功WAB=qUAB
2.理解電勢的概念,知道電勢與電勢差的關(guān)系UAB=A-B,知道電勢的值與零電勢的選擇有關(guān)。
3.知道在電場中沿著電場線的方向電勢越來越低。
4.知道什么是電勢能,知道電場力做功與電勢能改變的關(guān)系。
能力目標(biāo):培養(yǎng)學(xué)生的分析能力、綜合能力。
德育目標(biāo):使學(xué)生能從類似的事物中找出共性。
教學(xué)重點(diǎn):電勢、電勢差的概念
教學(xué)難點(diǎn):電勢、電勢差的概念的引入
教學(xué)方法:類比法、歸納法、問題解決法
教學(xué)過程:
一、復(fù)習(xí)引入
一個帶正電的小球處于勻強(qiáng)電場中,會受到電場對它的力的作用,受力的方向如何呢?受力的大小呢?
(F=Eq)。電荷在電場中受力的作用,我們引入了描述電場力的性質(zhì)的物理量,場強(qiáng)E。它是與有無電荷q無關(guān)的物理量,是由電場本身決定的物理量。
如果將帶電小球從A點(diǎn)移動到B時,電場力對電荷做功嗎?從本節(jié)課開始,我們從功和能的角度來研究電場。學(xué)習(xí)與電場能量有關(guān)的幾個物理量(展示課題)
二、新課教學(xué)
電場力做功的問題我們不熟悉,但重力做功的問題。下面我們將從重力做功的問題出發(fā)來類比研究電場力做功。
(一)電場力做功與路徑無關(guān)
(出示重力做功與路徑無關(guān)的圖)
物體在重力作用下,從A沿不同的路徑運(yùn)動到B位置,重力做功勻?yàn)閙gh,與路徑無關(guān)。
與此類似,電荷在勻強(qiáng)電場中受力的作用,把電荷從A移到電場中的B位置時,也可以沿不同的路徑運(yùn)動。類似重力做功,電場力做功也與運(yùn)動路徑無關(guān)。這個結(jié)論是從勻強(qiáng)電場得到的,對于非勻強(qiáng)電場也適用。所以我們在后面的課程中,研究電荷在電場中移動時,電場力做功的問題,可以認(rèn)為電荷沿直線運(yùn)動到另一位置。這是電場力做功的一個特點(diǎn)。
(二)電勢差
1.引入(出示重力做功與重力成正比的圖)
如果我們讓不同的物體先后通過空間的A、B兩個固定的位置。
如:重力為G物體,做功為W1=GhAB
重力為G2=2G……W2=…2GhAB……
則:WGG成正比,其比值
也就是說重力場中確定的兩點(diǎn)間的高度差是一定的。與重物G的大小無關(guān)與有無重物下落是無關(guān)的。
但讓一重物在A、B間落下時,則出W和G,可以用比值量度出hAB。
類似地(出示電場力做功Q與成正比的圖)
我們在電場中A、B兩點(diǎn)間移動不同電量的帶電體時:
如果q1=+q,設(shè)電場力做功為W1=W
則q2==+2q,則A到B時,位移相等,在移動過程的任一位置處,q2==+2q,則q2所受電場為q1的2倍,即移動過程中電場力做的功W2=2W……
則:W電q成正比,為一定值。
這個比值是由電場的A、B兩點(diǎn)的位置決定的量。
與在這兩個位置間移動電荷的電量大小無關(guān),與是正電荷、負(fù)電荷無關(guān),與在無電荷q無關(guān)。只是讓這個電荷在這兩點(diǎn)間移動后,用功和電量的比值把它的大小量度出來。在物理學(xué)中,把這個比值叫做電場中A、B兩點(diǎn)間電勢差。
2.電勢差的概念:
板書:一、電勢差
1.定義:電荷q在電場中由一點(diǎn)A移動到另一點(diǎn)B時,電場力所做的功WAB與電荷量q的比值WAB/q,叫做A、B兩點(diǎn)間的電勢差。用UAB表示。
2.定義式:UAB=
同AB電荷在電場中不同位置間移動時,電場力做的功多,兩點(diǎn)間的電勢差大。但兩點(diǎn)間電電勢差由電場本身決定,與Wq無關(guān)的。板書五:(1)點(diǎn)
(1)物理意義:電勢差是電場本身的性質(zhì),與Wq無關(guān)。
(2)單位:1V=1J/C
電量為1C的正荷,在電場中兩點(diǎn)間移動時,電場力做的功如果為1J,則兩點(diǎn)的電勢差為1伏特。
3.小練習(xí):下面請看例1:
動畫演示過程,標(biāo)出力和V的方向,指出A到B的過程,電場力做正功,則
UAB==……=2V。
如果從B到A移動時,電場力做負(fù)功,其WBA=-WAB
則UBA==-2V
由例題得到以下啟示:
(1):UAB=-UBA,(2)由于q有正負(fù),WAB有正、負(fù)功,則其比值有可能為正、負(fù)值。一般我們只關(guān)心其大小,且電勢差的大小記為U電壓。初中物理中某導(dǎo)體兩端的電壓,指兩點(diǎn)間的電勢差。
得到板書:
(3)UAB=-UBA(4)|UAB|=|UBA|=U
根據(jù)電勢差的定義式,得變形公式WAB=qUAB
板書:3:WAB=qUAB
(三)電勢
我們用重力場中的高度差類比得到了電場中兩點(diǎn)的電勢差。重力場中還有高度一詞,表示什么意思呢?劈如說選擇(室內(nèi))地面作為參考平面,吊燈與地面之間的高度差為hA0=3m,我們也說成吊燈的高度為3m。類似地,如果把電場中的某一點(diǎn)作為參考點(diǎn),另一點(diǎn)A與參考點(diǎn)之間的電勢差就叫作A點(diǎn)的電勢。
電勢的概念
板書:二、電勢
定義:如果在電場中選擇某一點(diǎn)為參考點(diǎn)(零電勢點(diǎn)),則A點(diǎn)與參考點(diǎn)O之間的電勢差叫做A點(diǎn)的電勢,記為A,為特殊的電勢差。
A=UAO=
所以其單位也是伏特。
下面做一個練習(xí),求電場中各點(diǎn)的電勢
已知:q=+1C
WAC=15J
WBC=5JUBC
WDC=-3JUACUCD
(邊展示力分析為何正功、負(fù)功)
則以C點(diǎn)為零電勢點(diǎn),則:
類似地:UBC=5V,UDC=-3V(做成填空)
則A=15VB=5VD=-3V
①從計(jì)算中得到:電勢有正、負(fù)值,是表示該點(diǎn)電勢比零電勢點(diǎn)的電勢低,不代表方向,是標(biāo)量。
②此時:AB之間的電勢差呢?
推導(dǎo):
經(jīng)觀察,與A、B點(diǎn)的電勢有何關(guān)系?
(UAB=A-B)
原來,AB點(diǎn)的電勢差就是A、B點(diǎn)的電勢之差,其值為負(fù),表示A點(diǎn)電勢比B點(diǎn)電勢低是標(biāo)量。不代表方向。
③如果以B點(diǎn)為零電勢點(diǎn),則A、C點(diǎn)的電勢呢?
則A=UAB=10VB=0V
看來,取不同的零電勢點(diǎn),各點(diǎn)的電勢不同.
④此時AC點(diǎn)的電勢差呢?
UAC=A-c=10V-(-5V)=15V
與原來以C點(diǎn)為零電勢點(diǎn)的電勢差相等。所以電勢差是絕對的,與零電勢點(diǎn)的選擇無關(guān),電勢是相對的
出示板書內(nèi)容:
UAB=A-B
說明:電勢是相對的,電勢差是絕對的
⑤再看例題中各點(diǎn)的電勢,沿著電場線的方向,電勢逐漸降低。
3.練習(xí):例2:
①注意分析UAB=-10V為什么?
正電荷由AB點(diǎn),F與位移的方向做什么功?
則WAB=qUAB=4×10-8J
則電勢能增加了4×10-8J,其它形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能。
②如果電荷為負(fù)電荷,在同一電場由一點(diǎn)A移動到同一點(diǎn)B呢?
由于電場沒關(guān),兩點(diǎn)的位置沒有變,則AB間的電熱差不變。
所以WAB=qUAB=2×10-8J
電勢能減少了,轉(zhuǎn)化成了其它形式的能。
③此題還可由W=Uθ來計(jì)算,W的正負(fù)根據(jù)分析得出,正功為正,負(fù)功為負(fù)。
四、小結(jié):
1.類比重力場的高度差引入電勢差:
UAB=與q無關(guān)
2.類比重力場的高度引入電勢
“電勢”“電勢差”的教學(xué)設(shè)計(jì)
“電勢”“電勢差”的
一、設(shè)計(jì)思想
物理知識與一般的文化知識存在著密切的聯(lián)系,在教學(xué)中如能把物理概念整合到更廣闊的文化背景中,就能使學(xué)生更深刻地理解這一概念。在本節(jié)課的教學(xué)中,通過對包含“勢”字的詞語的討論,使學(xué)生理解“勢”的一般含義,這樣有利于學(xué)生深刻理解電勢概念。
類比是人類研究、理解未知事物的一種有效而常用的方法。學(xué)生對重力場中“地勢”的概念。水流從“地勢”高處流到“地勢”低處的現(xiàn)象及重力做功跟始末位置的“地勢差”有關(guān)的規(guī)律有直觀的印象。所以從“地勢”概念出發(fā),通過類比建立電勢概念,是一種易于理解而直觀的方法。
教材中把電勢差和電勢能編排在同一節(jié),這兩個概念都很抽象難懂,它們既有聯(lián)系又有區(qū)別,并且很容易混淆。根據(jù)奧蘇貝爾的學(xué)習(xí)理論,有意義學(xué)習(xí),就是在新概念與認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的有關(guān)概念(固定點(diǎn))之間建立起本質(zhì)的、非人為的聯(lián)系,原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中有可利用的、穩(wěn)定而清晰的固定概念,是進(jìn)行有意義學(xué)習(xí)的前提條件。據(jù)此,對于電勢與電勢能,應(yīng)該先牢固地掌握其中的一個,使之成為另一個的固定概念。電勢能比電勢差更復(fù)雜,它的變化不但與電場有關(guān),還與電荷和電荷在電場中的移動方向有關(guān);而電勢差則只與電場本身有關(guān),在知識體系中,它比電勢能處于更基本的地位。基于上述原因,本節(jié)課只學(xué)習(xí)電勢差、電勢的概念,電勢能的概念在學(xué)習(xí)了等勢面、電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系后再學(xué)習(xí)。
二、教學(xué)目標(biāo)
1.通過與重力場類比,理解電場中電勢和電勢差的概念;理解電場中的電勢分布規(guī)律:沿電場線方向電勢降低。
2.理解電勢差的定義式UAB=WAB/q,會根據(jù)電荷q在電場中移動時電場力所做的功WAB,計(jì)算電勢差UAB。
3.理解電勢與電勢差的關(guān)系:UAB=UA-UB,知道電勢的本質(zhì)是電勢差,某點(diǎn)的電勢等于該點(diǎn)與參考點(diǎn)之間的電勢差。
4.培養(yǎng)學(xué)生的類比分析能力以及從廣闊的文化背景知識理解物理概念的思維習(xí)慣。
三、教學(xué)過程
1.“勢”的含義的討論
“勢”是一個很抽象但很常用的概念。請大家回憶出一些包含“勢”字的詞語,并從中歸納出“勢”這一概念的含義。
詞語:“形勢”“姿勢”“情勢”,“蓄勢待發(fā)”“權(quán)勢”“勢如破竹”“仗勢欺人”,“優(yōu)勢”“劣勢”等等。
分析:前面這組詞語說明了“勢”是與位置、姿態(tài)有關(guān)的東西;中間這組詞語說明了“勢”是一種潛在的力量、趨向、能力;后面這組詞語說明了“勢”是一種相對性的東西。
總結(jié)(板書):
勢是一個位置(或姿態(tài))相對與另一個位置(或姿態(tài))所具有的潛在的力量、趨向、能力或本領(lǐng)。
2.重力場中的地勢
在重力場中,物體會自動地從高處落到低處,水會自動地從高處流到低處。如圖1,物體在A點(diǎn),如果沒有阻礙作用,它就會自動地運(yùn)動到B點(diǎn)。A、B這兩位置之間潛在著一種做功的能力,使物體在A點(diǎn),具有向B點(diǎn)運(yùn)動的趨勢。物體從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)的過程中,重力就會對物體做功使物體獲得動能。A點(diǎn)對干B點(diǎn)存在著一種優(yōu)勢。相反,B點(diǎn)相對于A點(diǎn)處于劣勢。要使物體從B點(diǎn)運(yùn)動到A點(diǎn),就需要輸入能量,使物體克服重力做功。
由此可見重力場中存在著一種勢,我們不妨把它叫做地勢。水會自動地從“地勢”高處流到“地勢”低處,這是大家熟知的說法。
物體從高地勢處運(yùn)動到低地勢處,重力會做正功,重力做功為WAB=m(ghA-ghB)我們可以把(ghA-ghB)叫地勢差。gh中,h代表位置,g代表重力場的作用。如果沒有重力場g的作用,空間各點(diǎn)也就不存在這點(diǎn)“地勢”高那點(diǎn)“地勢”低的區(qū)別了。有了地勢的概念,重力做功就可以表示為:重力做的功=物體的質(zhì)量×重力場中兩點(diǎn)的地勢差。
3.電勢概念
與物體在重力場中移動重力做功類似,電荷在電場中移動電場力也要做功。例如,把一個正電荷q在圖2(a)所示的電場中從A點(diǎn)靜止釋放,它會在電場力作用下自動地向B處移動,在此過程中電場力做功使電荷獲得動能??梢婋妶鲋蠥點(diǎn)相對于B點(diǎn)存在一種優(yōu)勢,A、B這兩位置之間潛在著一種對電荷做功的能力。這就是說,電場中存在著一種與位置有關(guān)的勢,我們把它叫做電勢。
更具體地,把用電場線描述的電場與水在重力場中的流動相類比。沿水流方向地勢從高到低,則在電場中沿電場線方向電勢從高到低,如圖2(a)和(b)。
4.電勢差的定義
再來研究一下電場力做功的情況。電荷在確定的A、B兩點(diǎn)之間移動,電荷量大,受的電場力也大,電場力做功就越大,電場力做功與電荷量成正比。在電荷量一定的情況下,電場力做功與始末位置有關(guān),例如在圖2(a)情況中,電荷從A點(diǎn)移到C點(diǎn),電場力做的功比電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)電場力做的功大。從電勢角度講A、C間的電勢差值大于A、B間的電勢差值。所以電場力做功還與始末位置的電勢差有關(guān)。與重力做功相似,電場力做功可以表示為:電場力做的功=電荷的電荷量×電場中兩點(diǎn)間的電勢差。即WAB=qUAB。
從上式可得到電場中兩點(diǎn)間電勢差的定義:電場中A、B兩點(diǎn)之間的電勢差UAB,等于電荷q從A點(diǎn)移到B點(diǎn)電場力做的功WAB與電荷量q的比值。即UAB=WAB/q
通常所說的電壓,其本質(zhì)含義就是這里的電勢差。
5.電勢的定義
顧名思義,電勢差應(yīng)該是電勢之差。電勢是這樣定義的:確定參考點(diǎn)O,并規(guī)定O點(diǎn)的電勢為零,電場中任一點(diǎn)A的電勢UA等于A點(diǎn)到O點(diǎn)之間的電勢差UAO,即UA=UAO
通過一些例題求解,使學(xué)生獲得沿電場線電勢降低的直觀印象,明確電勢與電勢差的關(guān)系,得出關(guān)系式UAB=UA-UB
四、小結(jié)
歷屆學(xué)生普遍反映電勢和電勢能難學(xué)難懂。本--,由于把電勢聯(lián)結(jié)在文化背景中勢的一般含義和地勢的直觀概念這兩個穩(wěn)固的生長點(diǎn)上,克服了電勢的抽象性;同時把電勢和電勢能分開教學(xué),減小了它們的相互干擾,極大地降低了學(xué)習(xí)難度。實(shí)際教學(xué)表明,反映本章難學(xué)的學(xué)生人數(shù)大大減少了。