《電勢(shì)差》(教學(xué)).ppt課件VIP

電勢(shì)差,高中新課程物理課件,晴隆二中楊文華,復(fù)習(xí)鞏固：,1、電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)是什么？,靜電力做的功與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)，但與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān)。,2、電場(chǎng)力做功和電勢(shì)能的關(guān)系如何？,電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能就減少,電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能就增加,WAB=EPA-EPB,3、電勢(shì)能和電勢(shì)的關(guān)系如何？它們是絕對(duì)量還是相對(duì)量？,它們都是相對(duì)量，與零勢(shì)能點(diǎn)的選擇有關(guān)。,重力,電場(chǎng)力,某點(diǎn)的高度,某點(diǎn)的電勢(shì),重力勢(shì)能,電勢(shì)能,重力做功,電場(chǎng)力做功,WG=EP1-EP2,W電=EPA-EPB,兩點(diǎn)間高度差,？,從上節(jié)所學(xué)的知識(shí)我們知道，電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)一般來說是不相等的，也就是說，電場(chǎng)中兩點(diǎn)的電勢(shì)存在一個(gè)差值，這個(gè)差值我們把它叫做“電勢(shì)差”。,定義1：電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)之差。俗稱電壓。,一、電勢(shì)差,（1）計(jì)算式：,UAB=-UBA,（2）單位：伏特（V）,a.電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)，就是該點(diǎn)相對(duì)于零勢(shì)點(diǎn)的電勢(shì)差。,b.電池的電壓為1.5V，就是說其正極的電勢(shì)比負(fù)極高1.5V；燈泡獲得1V的電壓就是說其兩端間的電勢(shì)之差為1V。,c.若電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn)，A=4V、B=-2V，則A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差是多少？,UAB=6V或UBA=-6V,電勢(shì)差的另一種定義方法-比值定義法,定義2:電荷q在電場(chǎng)力作用下由A點(diǎn)移到另一點(diǎn)B的過程中，電場(chǎng)力做的功WAB與電荷量q的比值，叫A、B兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差UAB。,電勢(shì)差在數(shù)值上等于移動(dòng)單位正電荷所做的功,注：電場(chǎng)力做功有正負(fù)之分，電場(chǎng)力做正功WAB0；電場(chǎng)力做負(fù)功，WAB0；對(duì)負(fù)電荷取q0；利用該式計(jì)算時(shí)，要注意到WAB、q及UAB的正負(fù),公式的應(yīng)用,說明：,此適用于任何電場(chǎng)。,式中AB、AB、q都有正負(fù)，計(jì)算時(shí)都要注意各量的正負(fù)?！咎岢鰡栴}】UAB由什么決定？由WAB、q決定嗎？WAB由q、UAB決定嗎？【分析】UAB僅由電荷移動(dòng)的兩位置A、B決定，與所經(jīng)路徑、WAB、q均無關(guān)，但可由計(jì)算，而WAB卻由q、UAB決定。這些也可由比值定義法定義概念的共性規(guī)律中得到?！練w納總結(jié)】電勢(shì)差UAB與q、WAB均無關(guān)僅與電場(chǎng)中A、B兩位置有關(guān)。故電勢(shì)差反映了電場(chǎng)本身的性質(zhì)?！窘Y(jié)論】電勢(shì)差的物理意義：電勢(shì)差反映了電場(chǎng)本身的性質(zhì)。,思考題,1、電勢(shì)差可以是正值也可以是負(fù)值，電勢(shì)差的正負(fù)表示什么意義？表示兩點(diǎn)電勢(shì)高低,2、如果某一點(diǎn)的高度可以理解為該點(diǎn)距離零參考點(diǎn)的高度差，那么某一點(diǎn)的電勢(shì)應(yīng)該如何理解呢？,某一點(diǎn)的電勢(shì)可以理解為距離零參考點(diǎn)的電勢(shì)差,A=UAO,返回,（3）電勢(shì)差是標(biāo)量。其正負(fù)表示大小。,我們知道，處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體，若導(dǎo)體上各點(diǎn)存在電勢(shì)差，則電荷就要定向移動(dòng)，電場(chǎng)力就要作功?？梢姡妱?shì)差與電功有一定的關(guān)系。,猜想：電勢(shì)差的大小與零電勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān)嗎？,無關(guān),用公式WAB=qUAB時(shí)，WAB、q、UAB都有正負(fù)，計(jì)算時(shí)都要帶正負(fù)號(hào)。,電場(chǎng)力做的功（電功）：,如圖所示，電荷q從電場(chǎng)中的A移動(dòng)到B時(shí)，電場(chǎng)力做的功為：,二靜電力做功與電勢(shì)差的關(guān)系：,典型例題：,1、如圖所示的電場(chǎng)中，A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB=20V，將點(diǎn)電荷q=-210-9C，由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，靜電力所做的功是多少？,解：電場(chǎng)力所做的功WAB=UABq=20（210-9）=-4.010-8J,典型例題：,2、在電場(chǎng)中把2.010-9C的正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),靜電力做功1.510-7J.再把這個(gè)電荷從B點(diǎn)移到C點(diǎn),靜電力做功-4.010-7J.,（1）.A、B、C三點(diǎn)中哪點(diǎn)電勢(shì)最高？哪點(diǎn)最低？（2）.A、B間，B、C間，A、C間的電勢(shì)差各是多少？（3）.把-1.510-9C的電荷從A點(diǎn)移到C點(diǎn)電場(chǎng)力做多少功？（4）.根據(jù)以上所得結(jié)果，定性地畫出電場(chǎng)分布的示意圖，標(biāo)出A、B、C三點(diǎn)可能的位置,據(jù)動(dòng)能定理有：Ek=W=qU=1.610-191J=1.610-19J即：1ev=1.610-19J,3、在研究微觀粒子常用電子伏特(eV)做能量的單位。1eV等于一個(gè)電子經(jīng)過1v電壓加速后所增加的動(dòng)能。請(qǐng)推導(dǎo)電子伏特與焦耳的換算關(guān)系。,返回,一、電勢(shì)差（1）定義：電場(chǎng)中兩點(diǎn)間電勢(shì)的差值，也叫電壓。用UAB表示。（2）公式：或.所以有：=-電勢(shì)差是標(biāo)量，可正可負(fù)。正負(fù)表示兩點(diǎn)電勢(shì)的高低。與零電勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān)，電勢(shì)差的數(shù)值與零電勢(shì)點(diǎn)的選取無關(guān)。電勢(shì)差UAB與q無關(guān)，僅與電場(chǎng)中A、B兩位置有關(guān)，反映電場(chǎng)本身的性質(zhì)。電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差跟移動(dòng)電荷的路徑無關(guān)，只與AB位置有關(guān)二靜電力做功與電勢(shì)差的關(guān)系：WABqUAB。場(chǎng)力做功，電勢(shì)能減少；做多少功，電勢(shì)能就減少多少三電勢(shì)差和電勢(shì)UABAB、UBABAUABUBA設(shè)定零電勢(shì)點(diǎn)，由電勢(shì)差定義各個(gè)點(diǎn)的電勢(shì)：電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)，等于單位正電荷由該點(diǎn)移動(dòng)到參考點(diǎn)（零點(diǎn)電勢(shì)）時(shí)電場(chǎng)力所做的功符號(hào)的處理：將各量的正、負(fù)號(hào)代入公式，并根據(jù)結(jié)果的正、負(fù)號(hào)進(jìn)行判斷。,板書設(shè)計(jì)：電勢(shì)差,1.下列說法正確的是（）A.電勢(shì)差和電勢(shì)一樣，是相對(duì)量，與零點(diǎn)的選取有關(guān)B.電勢(shì)差是個(gè)標(biāo)量，但是有正負(fù)之分C.由于電場(chǎng)力做功跟移動(dòng)電荷的路徑無關(guān)，所以電勢(shì)差也跟移動(dòng)電荷的路徑無關(guān)，只跟這兩點(diǎn)的位置有關(guān)。D.AB兩點(diǎn)的電勢(shì)差是恒定的，不隨零電勢(shì)點(diǎn)的不同位置而改變，所以UAB=UBA,BC,2.對(duì)于電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)，下列說法中正確的是（）A.電勢(shì)差的定義式UAB=WAB/q，說明兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB與電場(chǎng)力做功WAB成正比，與移動(dòng)電荷的電荷量q成反比。B.A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于將正電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)電場(chǎng)力做的功。C.將1C電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做1J的功，這兩點(diǎn)的電勢(shì)差為1V。D.電荷由A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)的過程中，除受電場(chǎng)力外，還受其他力作用，電荷的電勢(shì)能的變化就不再等于電場(chǎng)力做的功。,C,3.電場(chǎng)中，把點(diǎn)電荷q=+210-11C，由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做功WAB=410-11J。A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB等于多少？B、A兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UBA等于多少？,解：由靜電力做功與電勢(shì)差的關(guān)系得,V,V,4.電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)是,A=800V，,B=-200V，把電荷q=-1.510-8C由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做了多少功？電勢(shì)能是增加還是減少，增加或者減少多少？,解：UAB=,A,WAB=qUAB=（-1.510-8）1000=-1.510-5J電場(chǎng)力做負(fù)功，則電勢(shì)能增加，增加1.510-5J,B=800-（-200）=1000V,5.帶電量為+310-6C的粒子先后經(jīng)過電場(chǎng)中的A、B兩點(diǎn)，克服電場(chǎng)力做功610-4J，已知B點(diǎn)電勢(shì)為50V，則（l）A、B間兩點(diǎn)間的電勢(shì)差是多少？（2）A點(diǎn)的電勢(shì)是多少？（3）電勢(shì)能變化了多少？（4）把電量為-310-6C的電荷放在A點(diǎn)的電勢(shì)能是多少？,解：（1）,（2）A=UAB+B=（-200+50）V=-150V,（3）因?yàn)榭朔妶?chǎng)力做功610-4J，所以電勢(shì)能增加了610-4J。,（4）EpA=qA=-310-6(-150)J=4.510-4J,返回,教學(xué)目標(biāo),1運(yùn)用類比值定義的方法，得到電勢(shì)差的公式，讓學(xué)生理解電勢(shì)差是描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量，理解電勢(shì)差與零點(diǎn)電勢(shì)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推導(dǎo)得出在電場(chǎng)中移動(dòng)電荷時(shí)靜電力做功與兩點(diǎn)間電勢(shì)差之間的關(guān)系，會(huì)應(yīng)用靜電力做功的公式進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。,返回,設(shè)計(jì)說明,本節(jié)課雖然作為電場(chǎng)一章中很簡(jiǎn)短的一節(jié)，但起著承前啟后的重要作用。在教學(xué)中，引領(lǐng)學(xué)生運(yùn)用類比重力場(chǎng)的方法引入電勢(shì)差的概念，激起學(xué)生對(duì)知識(shí)的親切感和關(guān)聯(lián)體驗(yàn)。教學(xué)設(shè)計(jì)中讓學(xué)生盡量多地參與到課堂活動(dòng)中來，通過理論探究、討論分析等環(huán)節(jié)，靈活采用自主、探究、合作的學(xué)習(xí)方式，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)密的邏輯思維能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神。,3通過理論探究得到兩點(diǎn)間電勢(shì)差和電勢(shì)的關(guān)系表達(dá)式，知道兩點(diǎn)之間電勢(shì)差的正負(fù)號(hào)與這兩點(diǎn)的電勢(shì)高低之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，培養(yǎng)對(duì)比學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)邏輯思維能力。4.將和已經(jīng)掌握的知識(shí)進(jìn)行類比、概括講述新知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)新知識(shí)的自學(xué)能力，邏輯推理能力，以及抽象思維的能力,教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn),返回,1、電勢(shì)差的概念是一個(gè)比較困難的過程。對(duì)此，我們應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用類比的方法2、學(xué)生對(duì)電勢(shì)能和電勢(shì)理解不夠透徹將直接影響到對(duì)電勢(shì)差的認(rèn)識(shí)。3、通過實(shí)例加深學(xué)生對(duì)電勢(shì)差的理解。,教學(xué)分析,在本節(jié)內(nèi)容中，涉及到前面電勢(shì)的講解，所以學(xué)生須有電勢(shì)能和電勢(shì)的相關(guān)知識(shí)，并與學(xué)生以前所學(xué)的重力勢(shì)能有相似的規(guī)律和原理，因此講解時(shí)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(chǎng)力做功的特點(diǎn)，對(duì)比重力做功引起勢(shì)能的變化，得到電勢(shì)、電勢(shì)差、電勢(shì)能的概念，所以以比值法定義電勢(shì)差的概念為起點(diǎn)，強(qiáng)化電勢(shì)差與電場(chǎng)力做功和試探電荷無關(guān)，運(yùn)用理論探究的方法，由電場(chǎng)力做功和電勢(shì)能的關(guān)系導(dǎo)出電勢(shì)差和電勢(shì)的關(guān)系，從而得到電勢(shì)差命名的由來。,返回,在物理學(xué)中，特別是在技術(shù)應(yīng)用方面常用到的是電勢(shì)差的概念，電勢(shì)差往往比電勢(shì)更有意義。引入電勢(shì)差的概念，使求靜電力做功的計(jì)算十分方便，不必考慮靜電力的大小和電荷移動(dòng)的路徑，特別是對(duì)于靜電力是變力時(shí)，就只能用WABqUAB來計(jì)算。,教法分析,（1）首先在學(xué)生已有的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生為什么要提出電勢(shì)差概念，運(yùn)用比值法定義電勢(shì)差引入概念的教學(xué)，以加深對(duì)該比值式的理解。并學(xué)會(huì)熟練應(yīng)用靜電力做功的公式進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。（2）通過理論探究找到兩點(diǎn)間電勢(shì)差和電勢(shì)的關(guān)系表達(dá)式，確定兩點(diǎn)之間電勢(shì)差的正負(fù)號(hào)與這兩點(diǎn)的電勢(shì)高低之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并能夠理解電勢(shì)差的數(shù)值與零勢(shì)面的選取無關(guān)。讓學(xué)生明白為什么要學(xué)，怎樣學(xué)，學(xué)了有什么用，以此來突破教學(xué)的難點(diǎn)。（3）說明電勢(shì)差的單位以及標(biāo)量性