高中物理电势差学案

这是一份高中物理电势差学案，共5页。学案主要包含了【课程标准】，【学习目标】，【知识梳理】，【合作探究】，【反思提升】等内容，欢迎下载使用。
一、【课程标准】：知道电场中的电势差，知道等势面的定义，明确电场线一定与等势面垂直
二、【学习目标】：
1.参考教材，仔细研读文本，电势差的内涵。知道电势差与零电势点的选择无关。
2．掌握电势差的表达公式，知道正、负号与电势高低的对应关系。
3．知道静电力做功与电势差的关系，会进行相关问题的计算。
4．知道等势面的定义，明确电场线一定与等势面垂直。
三、【知识梳理】：
【问题1】：仔细研读课本P31-33，说出电势差的概念？写出电势差的表达式？电势差是标量还是矢量？
【参考答案】：电场中两点间电势的差值，也叫电压。电势差的表达式：UAB=φA－φB电势差是标量。
【问题2】：电势差与静电力做功的关系？
（1）电势差与静电力做功的关系：WAB＝qUAB
（2）推导
WAB＝EpA－EpB＝qφA－qφB＝q(φA－φB)，即WAB＝qUAB
【问题3】：等势面也是用来形像地描述电场的。阅读教材P33说明什么叫等势面和等差等势面？它是如何描述的强弱的？
（1）等势面：电场中电势相等的点构成的面。
（2）等差等势面：相邻的两个等势面电势多差是相等的。
（3）等差等势面的疏密描述电场的强弱。等差等势面密的地方电场强度大。
四、【合作探究】：
【活动一】： 在电场中把一个电荷量为6×10－6 C的负电荷从A点移到B点，克服电场力做功3×10－5 J，再将电荷从B点移到C点，电场力做功1.2×10－5 J，求A与B、B与C、A与C间的电势差。
解析：电荷从A移到B时，克服电场力做功，表示电场力做负功，相当于在重力场中把物体举高，反抗重力做功，因此电场力做功WAB＝－3×10－5 J，电荷从B移到C，WBC＝1.2×10－5 J。
根据电荷移动时电场力的功和电势差的关系得：
UAB＝eq \f(WAB,q)＝eq \f(－3×10－5,－6×10－6) V＝5V
UBC＝eq \f(WBC,q)＝eq \f(1.2×10－5,－6×10－6) V＝－2 V
UAC＝UAB＋UBC＝5 V＋(－2 V)＝3 V
【活动二】：如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正电荷Q为圆心的某圆交于B、C两点，质量为m、带电荷量为－q的有孔小球从杆上A点无初速度下滑，已知q≪Q，AB＝h，小球滑到B点时的速度大小为eq \r(3gh)。求：
(1)小球由A点滑到B点的过程中电场力做的功；
(2)A、C两点的电势差。
解析：(1)因为杆是光滑的，所以小球从A点滑到B点的过程中只有两个力做功：电场力做的功WE和重力做的功mgh，由动能定理得：
WE＋mgh＝eq \f(1,2)mveq \\al(2,B)，代入已知条件vB＝eq \r(3gh)得电场力做功WE＝eq \f(1,2)m·3gh－mgh＝eq \f(1,2)mgh。
(2)因为B、C两点在同一个等势面上，所以φB＝φC，即UAC＝UAB，由W＝qU得UAB＝UAC＝－eq \f(mgh,2q)
五、【反思提升】
【活动1】：总结写出本节需要掌握的知识点：
【活动2】：反思不足：
【课堂检测】
1. (多选)(如图所示为某静电场等势面的分布，电荷量为1.6×10－9 C的正电荷从A到B静电力做功W1，从B到C静电力做功W2，从C到D静电力做功W3，若从A直接到D静电力做功W4，则( )
A．W1＝3.2×10－8 J
B．W2＝1.6×10－8 J
C．W3＝3.2×10－8 J
D．W4＝－4.8×10－8 J
2．如图虚线为某点电荷电场的等势面，有两个带电粒子(重力不计)，以相同的速率沿不同的方向，从A点飞入电场后，沿不同的径迹1和2运动，不计两个粒子之间的静电力，由轨迹可以判定( )
A．两粒子带电量多少一定不同
B．两粒子的电性可能相同
C．两粒子的电势能都是先减少后增大
D．经过B、C两点，两粒子的速率不可能相等
3．如图，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为 φM、φN 、φp 、φQ ，一电子由M点分别到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，则( )
A．直线a位于某一等势面内，φM＞φQ
B．直线c位于某一等势面内， φM＞φN
C．若电子由M点运动到Q点，电场力做正功
D．若电子由P点运动到Q点，电场力做负功
4．静电场可以用电场线和等势面形象描述。
a．请根据电场强度的定义和库仑定律推导出点电荷Q的场强表达式；
b．点电荷的电场线和等势面分布如图所示，等势面S1、S2到点电荷的距离分别为r1、r2。场强大小分别为E1、E2，我们知道，电场线的疏密反映了空间区域电场强度的大小，请计算S1、S2上单位面积通过的电场线条数之比N1/N2＝E1/E2。
六．课堂检测：1BD2.D3.B 4.答案：a.E＝keq \f(Q,r2) B.eq \f(N1,N2)＝eq \f(r\\al(2,2),r\\al(2,1))＝E1/E2。