電勢(shì)差 電勢(shì)

教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)目標(biāo)

　　1、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(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．

　　2、理解電勢(shì)是描述電場(chǎng)的能的物理量，知道電勢(shì)與電勢(shì)差的關(guān)系 ，電勢(shì)與零勢(shì)面的選取有關(guān)，知道在電場(chǎng)中沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)的變化．

　　3、知道電勢(shì)能，知道電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能改變的關(guān)系．

能力目標(biāo)

　　利用學(xué)生已經(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．

情感目標(biāo)

　　通過對(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)建議

教學(xué)建議
　　在本節(jié)內(nèi)容中，涉及到電勢(shì)的講解，與前面所學(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，并指出電勢(shì)能與電場(chǎng)力做功之間的關(guān)系：電勢(shì)能的改變＝＝電場(chǎng)力做的功．

教法建議
　　在講解中，知識(shí)點(diǎn)上需要明確的是：
　　（1）除了需要說明電勢(shì)的單位以及標(biāo)量性，還需要強(qiáng)調(diào)電勢(shì)公式是定義式，電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)與電荷在電場(chǎng)中的電勢(shì)能無(wú)關(guān)，與電荷的多寡無(wú)關(guān)；而電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)與產(chǎn)生電場(chǎng)的源電荷有關(guān)，與該點(diǎn)在電場(chǎng)中的位置有關(guān)．
　�。�2）關(guān)于電勢(shì)公式的應(yīng)用時(shí)，注意公式中物理量的正負(fù)，理解正負(fù)只是表示電勢(shì)的高低而不是方向．
　　（3）關(guān)于電勢(shì)的講解：一是需要注意的是零電勢(shì)的選�。ɡ碚撋弦跃嚯x電場(chǎng)無(wú)限遠(yuǎn)處為零電勢(shì)，實(shí)際上以大地的電勢(shì)為零電勢(shì)）；二是電勢(shì)沿著電場(chǎng)線的方向逐漸降低．
　�。�4）電荷在電場(chǎng)中兩點(diǎn)之間的電勢(shì)能之差是確定的．

重點(diǎn)難點(diǎn)分析
　　1、本節(jié)重點(diǎn)是電勢(shì)差的概念以及定義式的應(yīng)用，電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能改變的關(guān)系；
　　2、本節(jié)的難點(diǎn)是電勢(shì)差的定義以及電勢(shì)能與電場(chǎng)力做功的關(guān)系．

關(guān)于講解——整體思路的建議
　　電勢(shì)、電勢(shì)差、電勢(shì)能的概念比較抽象，在講解時(shí)可以通過引入重力場(chǎng)的有關(guān)概念進(jìn)行類比，以增強(qiáng)知識(shí)的可感知性，這有助于學(xué)生的理解．但還需要注意的是，在講解中不僅要掌握好教學(xué)的深度，同時(shí)要加強(qiáng)學(xué)生從不同的知識(shí)角度——能的角度、功能關(guān)系的角度學(xué)習(xí)本節(jié)知識(shí)，從一個(gè)更高的全面的基準(zhǔn)點(diǎn)對(duì)已學(xué)知識(shí)進(jìn)行綜合，加強(qiáng)學(xué)生自身知識(shí)的再更新能力，這也是教師急需要注意的問題．

 

電勢(shì)差、電勢(shì)教學(xué)設(shè)計(jì)示例

一、復(fù)習(xí)引入

　　教師講解（出示圖片）：

　　電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷有力的作用，對(duì)導(dǎo)體內(nèi)部電荷同樣有力的作用，此力可以做功，所以電場(chǎng)也有能的性質(zhì)．下面我們從能量角度研究電場(chǎng)性質(zhì)．

　　首先，我們先復(fù)習(xí)一下有關(guān)功的知識(shí)以及重力做功和重力勢(shì)能的關(guān)系（如圖）

一、功的量度：  

二、重力做功：

1、重力做功只與位置有關(guān)、與經(jīng)過的路徑無(wú)關(guān)；

2、重力做功與勢(shì)能的關(guān)系：

3、重力勢(shì)能是相對(duì)的，有零勢(shì)能面。（人為選定）

4、重力勢(shì)能的正負(fù)是相對(duì)于零勢(shì)面而言的，不代表方向。數(shù)值上等于把物體從該點(diǎn)移到零勢(shì)能面處時(shí)，重力所做的功

　　同樣，我們還研究過其它力做功，如分子力做功使得分子勢(shì)能發(fā)生變化，彈簧的彈力做功引起彈性勢(shì)能的變化，那么電場(chǎng)力做功的情形又是怎樣的呢？我們又是怎樣來(lái)研究呢？

二、新授課

　　1、電勢(shì)差

　　　

　　教師出示上圖：在某一點(diǎn)電荷＋Q形成的電場(chǎng)中，將同一電荷放入電場(chǎng)的不同位置A、B兩點(diǎn)，所受到的電場(chǎng)力是不同的，這是因?yàn)?i>A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度是不同的．為了研究問題的方便，我們以勻強(qiáng)電場(chǎng)為例，勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，電場(chǎng)力的大小 為恒力，則電場(chǎng)力做功大小為：           ( 為Eq與S之間的夾角)

　　在這里： 是一個(gè)與電荷本身無(wú)關(guān)的量，

　　類似如重力做功 也是與物體本身無(wú)關(guān)的物理量，只與重力場(chǎng)本身性質(zhì)有關(guān)．

　　因此我們將 這一比值叫做A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，用 來(lái)表示電勢(shì)差，單位伏特，簡(jiǎn)稱伏，符號(hào)是V．電勢(shì)差又叫電壓．

         （1V＝1J/C）



　　電荷在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)場(chǎng)中，令電荷q由一點(diǎn)A移至另一點(diǎn)B時(shí)（如圖）電場(chǎng)力所做的功 ，同樣點(diǎn)電荷由A沿著某一曲線移至另一點(diǎn)C（AC在場(chǎng)強(qiáng)E的投影與AB相等）時(shí)電場(chǎng)力所做的功 ， 與 相等（具體證明可以類比重力做功，采用無(wú)限分割法進(jìn)行證明），也就是說電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)，僅與電荷運(yùn)動(dòng)的起末位置有關(guān)．此結(jié)論不僅適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)而且適用于任何電場(chǎng)（在高中階段不做具體證明）．

　　　　          

　　這樣電場(chǎng)力所做的功可以是正值或負(fù)值，所以兩點(diǎn)間的電勢(shì)差也可以是正值或負(fù)值．

教師總結(jié)：

（1）A、B兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差可以是正值，也可以是負(fù)值，數(shù)值上等于單位正電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功 ；

（2）電勢(shì)差的單位——伏特（V），當(dāng)q電量為1C時(shí)在某兩點(diǎn)間做功為1J，則這兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差為1V；

（3）不論電場(chǎng)如何分布，電場(chǎng)力是恒力還是變力，電場(chǎng)力做功的大小都可以用 計(jì)算得到；

　　2、電勢(shì)

　　教師提出問題：物體在重力作用下移動(dòng)的高度差越大，重力勢(shì)能的變化也越大．高度差即高度的差值，電勢(shì)差也就是電勢(shì)的差值，那么如何定義電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)？

　　分析： ，若將B點(diǎn)的電勢(shì)定義為零電勢(shì)點(diǎn)，則A點(diǎn)的電勢(shì)等于單位正電荷由A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)——零電勢(shì)點(diǎn)（參考點(diǎn)）時(shí)所做的功．

　　教師強(qiáng)調(diào)：電勢(shì)通常用 來(lái)表示．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．

　　電勢(shì)差與零點(diǎn)電勢(shì)的選取無(wú)關(guān)，但電勢(shì)是相對(duì)零點(diǎn)電勢(shì)而言的，與零點(diǎn)電勢(shì)的選取有關(guān)．

　　分析書中圖14－24：

　　提出問題：在電場(chǎng)中沿著場(chǎng)強(qiáng)方向移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力做功，電勢(shì)將如何變化？

　　分析：沿著電場(chǎng)線的方向?qū)�單位正電荷�?i>A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)差大于零 ，即 ， ．

　　總結(jié)：沿著電場(chǎng)線的方向，電勢(shì)越來(lái)越低．

　　3、電勢(shì)能

　　物體在重力場(chǎng)中具有重力勢(shì)能，而電荷在電場(chǎng)中也具有能——電勢(shì)能．

　　重力做功使物體重力勢(shì)能減少，重力做多少功，重力勢(shì)能就減少多少，減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能或其它形式的能，那么電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的變化有什么關(guān)系呢？

　　類似的：

　　（1）電場(chǎng)力做功使電荷的電勢(shì)能減少；

　�。�2）電場(chǎng)力做多少功，電勢(shì)能就減少多少；

　�。�3）減少的電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電荷的動(dòng)能或其它形式的能．

　　教師指導(dǎo)學(xué)生閱讀104頁(yè)例題2歸納總結(jié)判斷做功為正或負(fù)的方法．

　　方法（1）可以在計(jì)算時(shí)將q、U的正負(fù)關(guān)系直接代入；

　　方法（2）在代入數(shù)值時(shí)以絕對(duì)值代入，再判斷電場(chǎng)力做功的正負(fù)．

　　4、總結(jié)：

　�。�1）電場(chǎng)中兩點(diǎn)間電勢(shì)差，類同重力場(chǎng)中兩點(diǎn)的高度差．

　　電勢(shì)差：         （1V＝1J/C）

　　U與W、q無(wú)關(guān)

　�。�2）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．

　　注意：電勢(shì)的大小與參考點(diǎn)的選取無(wú)關(guān)；

　　電勢(shì)差的大小與參考點(diǎn)的選取無(wú)關(guān)．

　　（3） ，沿著電場(chǎng)線的方向，電勢(shì)越來(lái)越低．

　�。�4）電勢(shì)能是電荷在電場(chǎng)中具有的能：

　　電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能減少；做多少功，電勢(shì)能就減少多少．