小學語文微課教案
發(fā)表時間:2020-11-02電勢。
作為杰出的教學工作者,能夠保證教課的順利開展,高中教師要準備好教案為之后的教學做準備。教案可以讓講的知識能夠輕松被學生吸收,幫助高中教師緩解教學的壓力,提高教學質量。所以你在寫高中教案時要注意些什么呢?以下是小編收集整理的“電勢”,歡迎您參考,希望對您有所助益!
總課題靜電場總課時課題電勢能電勢編寫:高二物理組
教
學
目
標知識與技能
1、理解靜電力做功的特點、電勢能的概念、電勢能與電場力做功的關系。
2、理解電勢的概念,知道電勢是描述電場的能的性質的物理量。明確電勢能、電勢、靜電力的功、電勢能的關系。了解電勢與電場線的關系,了解等勢面的意義及與電場線的關系。
過程與方法
通過與前面知識的結合,理解電勢能與靜電力做的功的關系,從而更好的了解電勢能和電勢的概念。
情感態(tài)度與價值觀
嘗試運用物理原理和研究方法解決一些與生產和生活相關的實際問題,增強科學探究的價值觀。
教學
重點理解掌握電勢能、電勢、等勢面的概念及意義。
教學
難點掌握電勢能與做功的關系,并能用此解決相關問題。
學法
指導探究、講授、討論、練習
教學
準備
教學
設想復習導學→引導點撥→合作探究→突出重點,突破難點→典型例題分析→練習→鞏固知識
教學過程
師生互動
一、復習導學
1.靜電力、電場強度概念,
2.回顧重力做功的特點是什么?
從靜電力做功使試探電荷獲得動能入手,提出問題:是什么能轉化為試探電荷的動能?
二、合作探究
1.靜電力做功的特點
結合課本圖1。4-1(右圖)分析試探電荷q在場強為E的均強電場中沿不同路徑從A運動到B電場力做功的情況。
q沿直線從A到B
q沿折線從A到M、再從M到B
q沿任意曲線線A到B
靜電力做功的特點:
2.電勢能(與重力做功類比)
電勢能:由于移動電荷時靜電力做功與移動的路徑無關,電荷在電場中也具有能,這種勢能叫做電勢能。
靜電力做功與電勢能變化的關系:
表達式:
電勢能零點的規(guī)定(若要確定電荷在電場中的電勢能,應先規(guī)定電場中電勢能的零位置。教材P17)
關于電勢能零點的規(guī)定:
問題一、判斷電荷在電場中A、B兩點具有的電勢能高低(仔細觀察教材P17圖1.4-2;1.4-3)
(將電荷由A點移到B點根據(jù)電場力做功情況判斷,電場力做正功,電勢能減小,電荷在A點電勢能大于在B點的電勢能,反之電場力做負功,電勢能增加,電荷在B點的電勢能小于在B點的電勢能。)
問題二、求電荷在電場中某點具有的電勢能
(電荷在電場中某點的電勢能,等于靜電力把它從該點移動到零電勢能位置時電場力所有做的功。如上式若取B為電勢能零點,則A點的電勢能為:)
例1.如圖,在場強E=103N/C的勻強電場中,點電荷q=+1c從A移動到B,AB相距L=1m,靜電力做功為多少?電勢能如何變化?若規(guī)定EPB=0,則EPA=?若規(guī)定EPA=0,則EPB=?若規(guī)定無限遠處電勢能為零,則EPB=?
3.電勢---(表征電場性質的重要物理量度)
(仔細閱讀教材P17---P18內容,通過研究電荷在電場中電勢能與它的電荷量的比值得出。參閱P17圖1。4—4)
(1)定義:的比值,叫做這一點的電勢。用表示。標量,只有大小,沒有方向,但有正負。
(2)公式:(與試探電荷無關)
(3)單位:伏特(V)
(4)電勢與電場線的關系:
(5)零電勢位置的規(guī)定:電場中某一點的電勢的數(shù)值與零電勢的選擇有關,即電勢的數(shù)值決定于零電勢的選擇.(大地或無窮遠默認為零)
例2、把q=4×10-9C的試探電荷放在電場中的A點,具有6×10-8J的電勢能,求A點的電勢A.
4.等勢面
⑴.定義:
⑵.等勢面的性質:
⑶.等勢面的用途:
⑷.畫出幾種電場的電場線及等勢面(教材P19圖1.4—5)
三、達標提升
1.關于電場中的電場強度和電勢,下列說法正確的是()
A.電場強度大的地方,電勢一定高
B.等勢面上各點的電場強度大小一定相等
C.等勢面不一定跟電場線垂直
D.沿著電場線的方向,電勢越來越低
2、(多項)在電場中()
A.在等勢面上移動電荷,電場力總是不做功
B.某點的電勢高,檢驗電荷在該點的電勢能一定大
C.某點的場強為零,檢驗電荷在該點的電勢能一定為零
D.某點的電勢為零,檢驗電荷在該點的電勢能一定為零
3、圖為電場中的一條電場線,A、B為這條電場線上的兩點,則
A、B點的場強一定比A點的小
B、B點的電勢一定比A點的低
C、將電荷從A點移到B點,電荷的電勢能一定減小
D、B點的電勢能一定比A點的低
4、如圖所示,在場強為E的勻強電場中有相距為s的兩點A、B兩點,Q連線AB與電場線的夾角為θ,將一電荷量為q的正電荷從A點移到B點。若沿直線AB移動該電荷,電場力做功W1=______;若沿路徑ACB移動該電荷,電場力做功W2=______;若沿曲線ADB移動該電荷,電場力做功W3=______。由此可知,電荷在電場中移動時,電場力做功的特點是________________________。
5、試探電荷q1放在電場中的A點,電勢能為E(規(guī)定無限遠處電勢能為零),A點的電勢為________,若把試探電荷q1換成試探電荷q2放在電場中的A點,A點的電勢為___________(仍規(guī)定無限遠處電勢能為零).
6、有一電量去q=-2×10-6C的點電荷,從電場中的A點移動到B點時,克服靜電力做功6×10-4J從B點移動到C點時靜電力做功9×10-4J。問:
(1)以B為零勢能點,電荷在A點的電勢能EPA是多少?
(2)以C為零勢能點,電荷在A點的電勢能EPA又是多少?
相關知識
電勢差 電勢
一位優(yōu)秀的教師不打無準備之仗,會提前做好準備,作為教師準備好教案是必不可少的一步。教案可以讓學生更好地進入課堂環(huán)境中來,幫助教師能夠井然有序的進行教學。那么如何寫好我們的教案呢?為此,小編從網絡上為大家精心整理了《電勢差 電勢》,相信您能找到對自己有用的內容。
教學目標
知識目標
1、理解電勢差是描述電場的能的性質的物理量,理解電勢差與零點電勢面位置的選取無關,熟練應用其概念及定義式進行相關的計算.
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系,電勢與零勢面的選取有關,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系.
能力目標
利用學生已經掌握的知識進行類比、概括講述新知識,培養(yǎng)學生對新知識的自學能力,邏輯推理能力,以及抽象思維的能力.
情感目標
通過對原有知識的加工,對新舊知識的類比、概括,培養(yǎng)學生知識自我更新的能力.
教學建議
教學建議
在本節(jié)內容中,涉及到電勢的講解,與前面所學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、概括這一物理教學中常用的教學方法.教材中首先導出電場力做功的特點,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系:電勢能的改變==電場力做的功.
教法建議
在講解中,知識點上需要明確的是:
(1)除了需要說明電勢的單位以及標量性,還需要強調電勢公式是定義式,電場中某一點的電勢與電荷在電場中的電勢能無關,與電荷的多寡無關;而電場中某點的電勢與產生電場的源電荷有關,與該點在電場中的位置有關.
(2)關于電勢公式的應用時,注意公式中物理量的正負,理解正負只是表示電勢的高低而不是方向.
(3)關于電勢的講解:一是需要注意的是零電勢的選?。ɡ碚撋弦跃嚯x電場無限遠處為零電勢,實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)電荷在電場中兩點之間的電勢能之差是確定的.
重點難點分析
1、本節(jié)重點是電勢差的概念以及定義式的應用,電場力做功與電勢能改變的關系;
2、本節(jié)的難點是電勢差的定義以及電勢能與電場力做功的關系.
關于講解——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概念進行類比,以增強知識的可感知性,這有助于學生的理解.但還需要注意的是,在講解中不僅要掌握好教學的深度,同時要加強學生從不同的知識角度——能的角度、功能關系的角度學習本節(jié)知識,從一個更高的全面的基準點對已學知識進行綜合,加強學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、電勢教學設計示例
一、復習引入
教師講解(出示圖片):
電場對放入其中的電荷有力的作用,對導體內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.下面我們從能量角度研究電場性質.
首先,我們先復習一下有關功的知識以及重力做功和重力勢能的關系(如圖)
一、功的量度:
二、重力做功:
1、重力做功只與位置有關、與經過的路徑無關;
2、重力做功與勢能的關系:
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,所受到的電場力是不同的,這是因為A、B兩點的電場強度是不同的.為了研究問題的方便,我們以勻強電場為例,勻強電場中,電荷從A點移動到B點,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的量,
類似如重力做功也是與物體本身無關的物理量,只與重力場本身性質有關.
因此我們將這一比值叫做A、B兩點間的電勢差,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)
電荷在場強為E的勻強場中,令電荷q由一點A移至另一點B時(如圖)電場力所做的功,同樣點電荷由A沿著某一曲線移至另一點C(AC在場強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,采用無限分割法進行證明),也就是說電場力做功與路徑無關,僅與電荷運動的起末位置有關.此結論不僅適用于勻強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值,所以兩點間的電勢差也可以是正值或負值.
教師總結:
(1)A、B兩點之間的電勢差可以是正值,也可以是負值,數(shù)值上等于單位正電荷從A點移動到B點時電場力所做的功;
(2)電勢差的單位——伏特(V),當q電量為1C時在某兩點間做功為1J,則這兩點之間的電勢差為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的電勢?
分析:,若將B點的電勢定義為零電勢點,則A點的電勢等于單位正電荷由A點移動到B點——零電勢點(參考點)時所做的功.
教師強調:電勢通常用來表示.電場中某一點的電勢,等于單位正電荷由該點移動到參考點(零點電勢)時電場力所做的功.
電勢差與零點電勢的選取無關,但電勢是相對零點電勢而言的,與零點電勢的選取有關.
分析書中圖14-24:
提出問題:在電場中沿著場強方向移動電荷,電場力做功,電勢將如何變化?
分析:沿著電場線的方向將單位正電荷由A點移動到B點,電場力做正功,電勢差大于零,即,.
總結: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)減少的電勢能轉化為電荷的動能或其它形式的能.
教師指導學生閱讀104頁例題2歸納總結判斷做功為正或負的方法.
方法(1)可以在計算時將q、U的正負關系直接代入;
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.
4、總結:
(1)電場中兩點間電勢差,類同重力場中兩點的高度差.
電勢差:(1V=1J/C)
U與W、q無關
(2)設定零電勢點,由電勢差定義各個點的電勢:電場中某一點的電勢,等于單位正電荷由該點移動到參考點(零點電勢)時電場力所做的功.
注意:電勢的大小與參考點的選取無關;
電勢差的大小與參考點的選取無關.
(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
一名優(yōu)秀負責的教師就要對每一位學生盡職盡責,作為教師就要精心準備好合適的教案。教案可以讓學生們充分體會到學習的快樂,幫助教師更好的完成實現(xiàn)教學目標。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。
電勢差電勢教學目標
知識目標
1.理解電勢差是描述電場的能的性質的物理量,理解電勢差與零點電勢面位置的選取無關,熟練應用其概念及定義式進行相關的計算.
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系,電勢與零勢面的選取有關,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系.
能力目標
利用學生已經掌握的知識進行類比、概括講述新知識,培養(yǎng)學生對新知識的自學能力,邏輯推理能力,以及抽象思維的能力.
情感目標
通過對原有知識的加工,對新舊知識的類比、概括,培養(yǎng)學生知識自我更新的能力.
教學建議
在本節(jié)內容中,涉及到電勢的講解,與前面所學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、概括這一物理教學中常用的教學方法.教材中首先導出電場力做功的特點,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系.
教法建議
在講解中,知識點上需要明確的是:
(1)除了需要說明電勢的單位以及標量性,還需要強調電勢公式是定義式,電場中某一點的電勢與電荷在電場中的電勢能無關,與電荷的多寡無關;而電場中某點的電勢與產生電場的源電荷有關,與該點在電場中的位置有關.
(2)關于電勢公式的應用時,注意公式中物理量的正負,理解正負只是表示電勢的高低而不是方向.
(3)關于電勢的講解:一是需要注意的是零電勢的選?。ɡ碚撋弦跃嚯x電場無限遠處為零電勢,實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)電荷在電場中兩點之間的電勢能之差是確定的.
重點難點分析
1.本節(jié)重點是電勢差的概念以及定義式的應用,電場力做功與電勢能改變的關系;
2.本節(jié)的難點是電勢差的定義以及電勢能與電場力做功的關系.
關于講解──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概念進行類比,以增強知識的可感知性,這有助于學生的理解.但還需要注意的是,在講解中不僅要掌握好教學的深度,同時要加強學生從不同的知識角度──能的角度、功能關系的角度學習本節(jié)知識,從一個更高的全面的基準點對已學知識進行綜合,加強學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
一復習引入
教師講解(出示圖片):
電場對放入其中的電荷有力的作用,對導體內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.下面我們從能量角度研究電場性質.
首先,我們先復習一下有關功的知識以及重力做功和重力勢能的關系(如圖)
一功的量度:
二重力做功:
1.重力做功只與位置有關、與經過的路徑無關;
2.重力做功與勢能的關系:
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,所受到的電場力是不同的,這是因為A、B兩點的電場強度是不同的.為了研究問題的方便,我們以勻強電場為例,勻強電場中,電荷從A點移動到B點,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的量,
類似如重力做功也是與物體本身無關的物理量,只與重力場本身性質有關.
因此我們將這一比值叫做A、B兩點間的電勢差,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)
電荷在場強為E的勻強場中,令電荷q由一點A移至另一點B時(如圖)電場力所做的功,同樣點電荷由A沿著某一曲線移至另一點C(AC在場強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,采用無限分割法進行證明),也就是說電場力做功與路徑無關,僅與電荷運動的起末位置有關.此結論不僅適用于勻強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值,所以兩點間的電勢差也可以是正值或負值.
教師總結:
(1)A、B兩點之間的電勢差可以是正值,也可以是負值,數(shù)值上等于單位正電荷從A點移動到B點時電場力所做的功;
(2)電勢差的單位──伏特(V),當q電量為1C時在某兩點間做功為1J,則這兩點之間的電勢差為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的電勢?
分析:,若將B點的電勢定義為零電勢點,則A點的電勢等于單位正電荷由A點移動到B點──零電勢點(參考點)時所做的功.
教師強調:電勢通常用來表示.電場中某一點的電勢,等于單位正電荷由該點移動到參考點(零點電勢)時電場力所做的功.
電勢差與零點電勢的選取無關,但電勢是相對零點電勢而言的,與零點電勢的選取有關.
提出問題:在電場中沿著場強方向移動電荷,電場力做功,電勢將如何變化?
分析:沿著電場線的方向將單位正電荷由A點移動到B點,電場力做正功,電勢差大于零,即,.
總結: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)減少的電勢能轉化為電荷的動能或其它形式的能.
教師指導學生閱讀課本例題并歸納總結判斷做功為正或負的方法.
方法(1)可以在計算時將q、U的正負關系直接代入;
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.
4.總結:
(1)電場中兩點間電勢差,類同重力場中兩點的高度差.
電勢差:(1V=1J/C)
U與W、q無關
(2)設定零電勢點,由電勢差定義各個點的電勢:電場中某一點的電勢,等于單位正電荷由該點移動到參考點(零點電勢)時電場力所做的功.
注意:電勢的大小與參考點的選取無關;
電勢差的大小與參考點的選取無關.
(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”“電勢差”的教學設計
“電勢”“電勢差”的
一、設計思想
物理知識與一般的文化知識存在著密切的聯(lián)系,在教學中如能把物理概念整合到更廣闊的文化背景中,就能使學生更深刻地理解這一概念。在本節(jié)課的教學中,通過對包含“勢”字的詞語的討論,使學生理解“勢”的一般含義,這樣有利于學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)奧蘇貝爾的學習理論,有意義學習,就是在新概念與認知結構中的有關概念(固定點)之間建立起本質的、非人為的聯(lián)系,原有認知結構中有可利用的、穩(wěn)定而清晰的固定概念,是進行有意義學習的前提條件。據(jù)此,對于電勢與電勢能,應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雜,它的變化不但與電場有關,還與電荷和電荷在電場中的移動方向有關;而電勢差則只與電場本身有關,在知識體系中,它比電勢能處于更基本的地位?;谏鲜鲈?,本節(jié)課只學習電勢差、電勢的概念,電勢能的概念在學習了等勢面、電勢差與電場強度的關系后再學習。
二、教學目標
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,計算電勢差UAB。
3.理解電勢與電勢差的關系:UAB=UA-UB,知道電勢的本質是電勢差,某點的電勢等于該點與參考點之間的電勢差。
4.培養(yǎng)學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慣。
三、教學過程
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(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。
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,如果沒有阻礙作用,它就會自動地運動到B點。A、B這兩位置之間潛在著一種做功的能力,使物體在A點,具有向B點運動的趨勢。物體從A點運動到B點的過程中,重力就會對物體做功使物體獲得動能。A點對干B點存在著一種優(yōu)勢。相反,B點相對于A點處于劣勢。要使物體從B點運動到A點,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,空間各點也就不存在這點“地勢”高那點“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=物體的質量×重力場中兩點的地勢差。
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??梢婋妶鲋蠥點相對于B點存在一種優(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,例如在圖2(a)情況中,電荷從A點移到C點,電場力做的功比電荷從A點移到B點電場力做的功大。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。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×電場中兩點間的電勢差。即WAB=qUAB。
從上式可得到電場中兩點間電勢差的定義:電場中A、B兩點之間的電勢差UAB,等于電荷q從A點移到B點電場力做的功WAB與電荷量q的比值。即UAB=WAB/q
通常所說的電壓,其本質含義就是這里的電勢差。
5.電勢的定義
顧名思義,電勢差應該是電勢之差。電勢是這樣定義的:確定參考點O,并規(guī)定O點的電勢為零,電場中任一點A的電勢UA等于A點到O點之間的電勢差UAO,即UA=UAO
通過一些例題求解,使學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系,得出關系式UAB=UA-UB
四、小結
歷屆學生普遍反映電勢和電勢能難學難懂。本--,由于把電勢聯(lián)結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)固的生長點上,克服了電勢的抽象性;同時把電勢和電勢能分開教學,減小了它們的相互干擾,極大地降低了學習難度。實際教學表明,反映本章難學的學生人數(shù)大大減少了。