电势差讲义-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

第十章静电场中的能量第二节电势差教学目标：1.通过自学知道电势的定义方法及其定义公式、单位。2.通过阅读知道等势面的定义，通过讲解使学生知道电场线一定垂直于等势面。教学重难点：教学重点:静电力做功公式的具体应用。教学难点静电力做功公式中正负号的应用与正负号物理意义的理解。一、复习导入，板书课题。回顾：静电力做功与电势能的关系、电势定义式、等势面判断。导入：上节课所学的电势和电势能的大小都是相对于零势面来说的，单独的大小意义性不大，所以要研究电场中的能量变化得有一个新的概念——电势差。。二、出示目标，明确任务1.理解电势差的概念，明确电势和电势差的关系。2.识记静电力做功和电势差的关系，并学会相关计算。三、阅读教材，找出三点。认真阅读课本P31-P33内容，找出知识点、找出重点、找出疑惑点。方法：一读、二画、三找、四理、五结。四、紧扣教材，自学指导。1.阅读课本31、32页电势差部分，思考以下问题电势差的定义是什么？电势差的正负与电势高低有什么关系？尝试推导静电力做功与电势差的关系思考：电势差由谁决定？与电场中试探电荷有关吗？与零势能位置选取有关吗？阅读课本32页例题，学会应用静电力做功公式进行相关计算3.阅读课本33页等势面部分，思考下列问题①等势面相当于地图中的什么线?②等势面定义、在同一等势面上静电力做功吗？③等势面和电场线有什么样的关系五、展示交流，精讲点拨。电势差1．定义电场中两点间电势的差值叫做电势差，也叫电压。2．公式设电场中A点的电势为φA，B点的电势为φB，则A、B两点之间的电势差为：UAB＝φA－φB。B、A两点之间的电势差为：UBA＝φB－φA。所以UAB＝－UBA。3．电势差的正负电势差是标量，但有正、负。电势差的正、负表示两点电势的高低。所以电场中各点间的电势差可依次用代数法相加。电势差可以是正值，也可以是负值。例如，当A点电势比B点高时，UAB为正值，UBA则为负值二、静电力做功与电势差的关系1．公式推导WAB＝EpA－EpB=qφA-qφB所以WAB＝q(φA－φB)＝qUAB，所以有UAB＝eq\f(WAB,q)。2．公式：UAB＝eq\f(WAB,q)。3．物理意义电场中A、B两点间的电势差等于电场力做的功与电荷量q的比值。电场中两点间电势差由电场本身决定，与电荷量、静电力做功大小无关。试探电荷与零势能选取位置也无关，电场确定，电势差也就确定了。在地图中常用等高线来表示地势的高低。与此相似，在电场的图示中常用等势面来表示电势的高低。电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面。在同一个等势面上，任何两点间的电势都相等。所以在同一等势面上移动电荷时静电力不做功。势面一定跟电场线垂直，即跟电场强度的方向垂直。电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。精讲对电势差的几点认识(1)电场中两点间的电势差，由电场本身决定，与在这两点间移动的电荷的电量、静电力做功的大小无关。在确定的电场中，即使不放入电荷，任何两点间的电势差也有确定值。(2)对于电势差必须明确指出是哪两点间的电势差，而且先后顺序不能乱。如A、B间的电势差记为UAB，B、A间的电势差记为UBA，而UAB＝－UBA。(3)电势差为标量，有正、负之分，电势差的正负表示电场中两点电势的高低。(4)电场中两点间的电势差与零电势位置的选取无关。六、课堂小结，构建体系。电势φ电势差U区别定义电势能与电量的比值φ＝eq\f(Ep,q)电场力做功与电量的比值U＝eq\f(W,q)决定因素由电场和在电场中的位置决定由电场和场内两点位置决定相对性有，与零电势位置的选取有关无，与零电势位置的选取无关联系数值关系UAB＝φA－φB，当φB＝0时，UAB＝φA单位相同，均是伏特(V)标矢性都是标量，且均具有正负物理意义均是描述电场的能的性质的物理量板书设计10.2电势差电势差：两电势差值等势面→等高线UBA＝φB－φA电势相等连线UAB＝－UBAUAB＝eq\f(WAB,q)。等势面与电场线相互垂直七、整理知识，理解记忆。电势差的定义、电势差与静电力做功的关系式、等势面和电场线的关系。八、当堂训练、巩固运用课后第一题1