高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 电势差教学设计

第十章 2.电势差

【教学目标】

目标与素养

1.理解电势差的概念，知道电势差与电势零点的无关。

2.掌握电势差的表达式，知道电势差的正、负号势高低之间的对应关系。

3.会用认。及进行相关计算

4.了解等势面的意义及其与电场线的关系。

情境与问题

1.通过与前面知识的结合，理解电势能与静电力做功的关系，从而更好地理解电势能和电势差的概念。

2.利用等高线图像的特点，理解等势面图像的对称美，更好地理解等势线和等势面。

过程与方法

1.尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产活相关的实际问题，让学生感受科学探究的价值。

2.利用知识类比和迁移激发学生的学习兴趣培养学生灵活运用物理知识的能力和对科学的求知欲。

3.通过学生的理论探究，培养学生分析问题、解决问题的能力，以及利用物理语言分析、思考、描述概念和规律的能力。

【重点难点】

重点

1.理解并掌握电势差的概念及意义。

2.应用电势差的概念求解静电力对电荷所做的功。

难点

应用电势差的概念求解静电力对电荷所做的功。

【课前准备】

老师准备

多媒体课件，有关本节课的相关资料图片(如地理上

的等高线等)。

学生准备

    回顾上节课有关静电力做功特点的知识，回顾地理课

中有关等高线的知识，预习新课。

【教学过程】

 一、新课导入

      电场和重力场在很多情况下是可以进行类比的。我们爬山过程中前、后位置有个高度差，那么，电场中电荷移动过程中前、后位置有个什么差?没错，就是电势差。电场中的电势就类似于重力场中的高度。现在，让我们在这种类比中进一步理解电势差。

二、新课教学

某电场的等势面如图所示，试画出电场线的大致分布.

若以C点为电势零点，则A点的电势为多少？D点的电势为多少？A、D两点的电势相差多少？

若以B点为电势零点，则A点的电势为多少？D点的电势为多少？A、D两点的电势相差多少？

小结：电势是描述电场能的性质的物理量，并且在电场中的不同位置，电势不同，那么不同点的电势的差值就叫做电势差．电势差和哪些因素有关呢？本节我们就来研究它．教师出示本节的教学目标.

推导：

请根据教材第31页的“电势差的定义”和前面电势能与电场力关系的变化关系，试着推导电势差的定义式.

学生可能出现以下两种推导：

推导一：根据定义UAB＝φA－φB或者UBA＝φB－φA

推导二：电荷在电场中从A移动到B时，静电力做的功

WAB＝EpA－EpB＝qφA－qφB＝q(φA－φB)＝qUAB所以UAB＝

【提出问题】

1.据推导一思考：电势的多少与电势零点的选取有关吗？电势差与电势零点的选取有关吗？电势差一定是正值吗？

2.推导二叫做比值法，UAB由什么决定，由WAB、q决定吗？WAB由q、UAB决定吗？可以与前面学过的哪个物理量的推导相类比？如何类比？

3.电势差的物理意义是什么？

4.电势差的单位是什么？

【思考讨论】

如图所示，如果B板接地(取大地的电势为0，则与大地相连的导体的电势也为0)，则A点电势为8 V，M点的电势为6 V，N点电势为2 V，M、N两点间的电势差是多少？如果改为A板接地，B板电势多大？M、N两点电势各多大？M、N两点间电势差多大？

【讨论后小结】

1.电势差与电势的关系：UAB＝φA－φB或者UBA＝φB－φA　UAB＝－UBA

电势的数值与电势零点的选取有关，电势差的数值与电势零点的选取无关.

2.物体在重力作用下从高处向低处移动时，重力做功，对于同一个物体，重力做功越多，高度差越大．与此类似，同一个电荷从一点移动到另一点时，电场力做功越多，就说这两点间的电势差越大.

3.电势差UAB与q、WAB均无关，仅与电场中A、B两点的位置有关.

电势差的物理意义：电势差反映了电场本身的性质.

UAB在数值上的含义：电场力作用下两点间移动1 C的正电荷电场力做的功.

4.单位：伏特．符号：V.   1 V＝1 J/C.

(设计意图：通过让学生自主推导电势差的公式，体验探究学习的过程，并且通过思考、讨论题目加深对问题的理解．

【典型例题】

在电场中把电荷量为2.0×10－9C的正电荷从A点移到B点，电场力做功1.5×10－7J，再把这个电荷从B点移到C点，克服电场力做功4.0×10－7J.

(1)求A、B、C三点中哪点电势最高？哪点电势最低？

(2)A、B间，B、C间，A、C间的电势差各是多大？

(3)把－1.5×10－9C的电荷从A移到C，静电力做多少功？电势能如何变化？变化多少？

(4)根据以上所得结果，定性地画出电场分布的示意图，标出A、B、C三点可能的位置.

【师生总结解题经验与教训】

1.公式中做功要注意正与负，计算时电荷量也要代入电性，否则结果的正负容易弄错.

2.电势差是电场中的电势之差，电势可以任意取，但电势差却不变，就像高度与高度差一样，且电势差可正可负.

【课堂小结】

   本节重点学习了电势差和电势的概念，以及两者的决定因素和特点，知道了电势是描述电场本身性质的重要物理量，并用等势面形象、直观地描述了电场的分布，了解了等势面的特点。

【课后作业】

教材第34页“练习与应用”第1~ 6题。