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2019-2020年人教版高中選修3-1 第1章第5節(jié) 電勢(shì)差（教案） 【知識(shí)與技能】 1、理解電勢(shì)差是描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量 2、知道電勢(shì)差與電勢(shì)零點(diǎn)的選取無(wú)關(guān)熟練應(yīng)用其概念及定義式進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算 3、知道電勢(shì)與電勢(shì)差的關(guān)系 【過(guò)程與方法】 培養(yǎng)學(xué)生的分析能力抽象思維的能力綜合能力 【情感態(tài)度與價(jià)值觀】 通過(guò)對(duì)原有知識(shí)的加工對(duì)新舊知識(shí)的類比、概括培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)自我更新的能力 【教學(xué)過(guò)程】 ★重難點(diǎn)一、電勢(shì)和電勢(shì)差★ 1．定義： 電場(chǎng)中兩點(diǎn)間電勢(shì)的差值叫做電勢(shì)差，也叫電壓． 2．公式： UAB＝φA－φB，UBA＝φB－φA，UAB＝－UBA 3．單位：伏特，符號(hào)是V. 4．理解電勢(shì)差的注意事項(xiàng) (1)電勢(shì)差是表示電場(chǎng)能的性質(zhì)的物理量，只由電場(chǎng)本身的性質(zhì)決定．電場(chǎng)中電勢(shì)是相對(duì)的，而電勢(shì)差是絕對(duì)的，與零電勢(shì)的選取無(wú)關(guān)； (2)講到電勢(shì)差時(shí)，必須明確所指的是哪兩點(diǎn)的電勢(shì)差．A、B間的電勢(shì)差記為UAB，而B、A間的電勢(shì)差記為UBA，且UAB＝－UBA； (3)電勢(shì)差是標(biāo)量，但電勢(shì)差有正、負(fù)之分，且電勢(shì)差的正、負(fù)表示電場(chǎng)中兩點(diǎn)電勢(shì)的高低，如UAB＝－6 V，表示A點(diǎn)的電勢(shì)比B點(diǎn)的電勢(shì)低6 V. 5．電勢(shì)差與電勢(shì)的區(qū)別和聯(lián)系(1) 電勢(shì)φ 電勢(shì)差UAB＝φA－φB 區(qū)別 (1)(電場(chǎng)中某點(diǎn)的)電勢(shì)與電勢(shì)零點(diǎn)的選取有關(guān)(一般取無(wú)限遠(yuǎn)處或地球表面的電勢(shì)為零電勢(shì)) (2)電勢(shì)由電場(chǎng)本身決定，反映電場(chǎng)的能的性質(zhì) (3)相對(duì)量 (4)標(biāo)量，可正可負(fù)，正負(fù)號(hào)相對(duì)電勢(shì)零點(diǎn)而言 (1)(電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的)電勢(shì)差與電勢(shì)零點(diǎn)的選取無(wú)關(guān) (2)電勢(shì)差由電場(chǎng)和這兩點(diǎn)間的位置決定 (3)絕對(duì)量 (4)標(biāo)量，可正可負(fù)，正負(fù)號(hào)反映了φA、φB的高低 聯(lián)系 (1)電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)在數(shù)值上等于該點(diǎn)與電勢(shì)零點(diǎn)之間的電勢(shì)差 (2)電勢(shì)與電勢(shì)差的單位相同，皆為伏特(V) 電勢(shì)和電勢(shì)差的區(qū)別與聯(lián)系(2) 電勢(shì)φ 電勢(shì)差U 區(qū) 別 定義 電勢(shì)能與電量比值：φ＝ 電場(chǎng)力做功與電量比值：U＝ 決定 因素 由電場(chǎng)和在電場(chǎng)中的位置決定 由電場(chǎng)和場(chǎng)內(nèi)兩點(diǎn)位置決定 相對(duì)性 有，與零勢(shì)能點(diǎn)選取有關(guān) 無(wú)，與零勢(shì)能點(diǎn)選取無(wú)關(guān) 聯(lián) 系 數(shù)值關(guān)系 UAB＝φA－φB，當(dāng)φB＝0時(shí)，UAB＝φA 單位 相同，均是伏特(V)，常用還有kV，mV等 標(biāo)矢性 都是標(biāo)量，但均具有正負(fù) 物理意義 均是描述電場(chǎng)能的性質(zhì)的物理量 【特別提醒】電勢(shì)差等于兩點(diǎn)的電勢(shì)之差，反過(guò)來(lái)，某點(diǎn)電勢(shì)也可看成該點(diǎn)與零電勢(shì)點(diǎn)的電勢(shì)差，φA＝UAO，φO＝0. 【典型例題】如圖所示，電場(chǎng)中a、b、c三點(diǎn)，ab＝bc，則把點(diǎn)電荷＋q從a點(diǎn)經(jīng)b點(diǎn)移到c點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力做功的大小關(guān)系有(　　) A．Wab＞W(wǎng)bc B． Wab＝Wbc C．Wab＜Wbc D．無(wú)法比較 【答案】C ★重難點(diǎn)二、電勢(shì)差與靜電力做功的關(guān)系★ 一、電勢(shì)差與靜電力做功的關(guān)系 1．推導(dǎo)：電荷q從電場(chǎng)中A點(diǎn)移到B點(diǎn)，由靜電力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系可得WAB＝EpA－EpB，由電勢(shì)能與電勢(shì)的關(guān)系φ＝可得EpA＝qφA，EpB＝qφB．所以WAB＝q(φA－φB)＝qUAB，所以有UAB＝. 即電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)力做的功與試探電荷q的比值． 二、對(duì)公式UAB＝的理解 1．由UAB＝可以看出，UAB在數(shù)值上等于單位正電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功WAB。若單位正電荷做正功，UAB為正值；若單位正電荷做負(fù)功，UAB為負(fù)值。 2．公式UAB＝不能認(rèn)為UAB與WAB成正比、與q成反比，只是可以利用WAB、q來(lái)測(cè)量A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB。 3．公式UAB＝適用于任何電場(chǎng)，UAB為電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，WAB僅是電場(chǎng)力的功，不包括從A到B移動(dòng)電荷時(shí)，其他力所做的功。 4．公式UAB＝中各量均有正負(fù)，計(jì)算中W與U的角標(biāo)要對(duì)應(yīng)，即WAB＝qUAB，WBA＝qUBA。 三、電場(chǎng)力做功的求解四法 四種求法 表達(dá)式 注意問(wèn)題 功的定義 W＝Fd＝qEd (1)適用于勻強(qiáng)電場(chǎng) (2)d表示沿電場(chǎng)線方向的距離 功能關(guān)系 WAB＝EPA－EPB＝－ΔEP (1)既適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)也適用于非勻強(qiáng)電場(chǎng) (2)既適用于只受電場(chǎng)力的情況，也適用于受多種力的情況 電勢(shì)差法 WAB＝qUAB 動(dòng)能定理 W靜電力＋W其他力＝ΔEk 【特別提醒】 用WAB＝qUAB求電場(chǎng)力做功時(shí)，不必考慮靜電力的大小和電荷移動(dòng)的路徑，對(duì)于靜電力是變力時(shí)，也同樣適用。 【典型例題】將一個(gè)電荷量為－210－8 C的點(diǎn)電荷從零電勢(shì)點(diǎn)S移到M點(diǎn)，要克服電場(chǎng)力做功410－8 J；從M點(diǎn)移到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為1410－8 J，求M、N兩點(diǎn)的電勢(shì)． 【答案】－2 V　5 V 【解析】S、M兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為： 因φS＝0　由USM＝φS－φM可得：φM＝－2 V M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為： 由UMN＝φM－φN得：φN＝5 V