1.5电势差
教学三维目标： （一）知识与技能
理解电势差的概念；会计算点电荷在电场力作用下，从电场中一点移动到另一点时电场力所做的功；
（二）过程与方法
知道电势和电势差的关系； （三）情感态度与价值观
培养学生概括、归纳、类比的能力和抽象思维能力。 教学重点和难点：
1、重点：电势差的概念，电势能的改变与电场力做功的关系，电功计算。
2、难点：电势差的定义（比值）及“在电场中电场力对电荷做功引起电荷的电势能的减少”的认识。
教学过程：
一、新课教学： 1、电势差：（又叫电压） （1）定义：
电荷q在电场力作用下由A点移到另一点B的过程中，电场力做的功WAB与电荷量q的比值，叫A、B两点之间的电势差UAB。
（2）定义式：UAB?WAB q（3）单位：伏特 符号：V 1V=1J/C （4）物理意义：
电势差的值即为电场力作用下两点间移动一库仑的正电荷电场力做的功。
例如：UAB=10V，移动1库仑正电荷电场力做功为10J，移动1库仑负电荷电场力做功－10J。 2、电势与电势差的比较：
（1）电势差是电场中两点间的电势的差值，UAB??A??B
（2）电场中某一点的电势的大小，与选取的参考点有关；电势差的大小，与选取的参考点无关。 （3）电势和电势差都是标量，单位都是伏特，都有正负值； 电势的正负表示该点比参考点的电势大或小； 电势差的正负表示两点的电势的高低。
3、应用WAB?qUAB计算时，相关物理量用正、负值代入，其结果：
WAB＞0，电场力做正功；WAB＜0，电场力做负功；
UAB＞0，?A＞?B；UAB＜0，?A＜?B
二、典型例题分析： 【例1】教材P24页 例1
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【例2】将一个电量为－2×10C的点电荷从电场中的N点移到M点，需克服电场力做功1.4－8
×10J，N、M两点间的电势差UNM为多少？若将该电荷从M移到N，电场力做什么功？UMN为多少？
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【解析】（1）WNM=－1.4×10J， UNM－8
WNM?1.4?10?8???7V ?9q?2?10（2）WMN=1.4×10J， UMN－8
WMN1.4?10?8????7V ?9q?2?10说明：应用WAB?qUAB计算时，注意各物理量用正负值代入。
【例3】一个电荷量为1×10C的电荷，从电场外某点移到电场内的一点A时，克服电场力做
功0.006J，则A点的电势为 600 V；如果此电荷从电场外移到电场内的另一点B时，电场力做功0.002J，则B点的电势为 200 V， UAB= 400 V；若有另一电荷量为0.2C的负电荷从A移到B点，电场力做正功，大小为 80 J。
三、课堂小结：
1、电势差和电势的概念； 2、电势差和电势的区别；
3、应用WAB?qUAB计算时的注意事项。
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四、随堂精练：
1、若带正电荷的小球只受到电场力作用，则它在电场中（ ） A、一定沿电场线由高电势处向低电势处运动； B、一定沿电场线由低电势处向高电势处运动；
C、不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动； D、不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动。
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2、一个带正电的质点，电量q=2.0×10C，在静电场中由a点移到b点，在这过程中，除电场
－5－5
力外，其他力作的功为6.0×10J，质点的动能增加了8.0×10J，则a、b两点间的电势差Ua－Ub为（ ）
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A、3×10 V B、1×10V
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C、4×10 V D、7×10 V 参考答案： 1、D； 2、B
教后记：
1、 在讲解电势差和电势的关系时还应该采用类比法（和高度，高度差相比），因怕学生混淆概念，没有敢讲，结果效果并不理想。
在电场力做功与电势能的变化的关系讲解上给了学生一些有用的结论，学生判断较熟练。
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1.6电势差与电势强度的关系
教学三维目标
（一）知识与技能
1、理解匀强电场中电势差与电场强度的定性、定量关系．对于公式
要知道推导过程．
2、能够熟练应用 解决有关问题．
（二）过程与方法
通过对匀强电场中电势差和电场强度的定性、定量关系的学习，培养学生的分析、解决问题的能力．
（三）情感态度与价值观
从不同角度认识电场、分析寻找物理量之间的内在联系，培养学生对科学的探究精神，体会自然科学探究中的逻辑美． 教学重点与难点分析
前面几节的内容是研究描述电场的各个物理量，本节内容是研究电势差与电场强度的关系，注意电场强度是描述电场力的性质，电势是描述电场能的性质、电势差是跟电场力移动电荷做功相互联系（如下图），电场强度与电势差的关系、电场力与电势能的变化之间的关系，这两个关系之间的内部逻辑．教师在讲解时需要把握其内部联系． 教法建议
本节课是通过分析推理得出匀强电场的电势差与电场强度之间的关系的，教学中重视启发学生联想，分析物理量之间的关系，要使学生不仅知道结论，并会推导得出结论，在一定的条件下正确应用结论． 教学过程
电势差与电场强度关系
一、课题引入： 教师出示图片：
讲解：场强是跟电场对电荷的作用力相联系的，电势差是跟电场力移动电荷做功相联系的．那么场强与电势差有什么关系呢？我们以匀强电场场为例来研究．
问题1：如图所示匀强电场E中，正电荷q在电场力作用下从A点沿电场方向移动到B点，已知A B两点之间的距离为d，分析电场强度E与电势差 之间有什么关系？
AB间距离为d，电势差为 ，场强为E．把正电荷q从A点移到B时，电场力 所做的功为 ．利用电势差和功的关系，这个功又可求得为 ，比较这两个式子，可得 ，即：
这就是说，在匀强电场中，沿场强方向的两点间的电势场等于场强和这两点间距离的乘积．如果不是沿场强方向的呢？（学生可以进行讨论分析）
如图所示（教师出示图片）并讲解AD两点间电势差仍为 U，设AD间距离s，与AB夹角 ，将正电荷从A移动到D，受电场力方向水平向右，与位移夹角 ，故电场力做功为 ， ，所以 ．利用电势差和功的关系， ，比较这两个式子可得 ．d为AB两点间距离，也是AB所在等势面间距离或者可以
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说是AD两点间距离s在场强方向的投影． 关于公式 ，需要说明的是：
1、U为两点间电压，E为场强，d为两点间距离在场强方向的投影． 2、由 ，得 ，可得场强的另一个单位：
．
所以场强的两个单位伏／米，牛／库是相等的．注：此公式只适用于匀强场． 二、例题讲解（具体内容参考典型例题资料） 三、教师总结：
场强表示单位电量的电荷所受的电场力，而电场中两点间的电势差表示单位电量的电荷在这两点间移动时电场力所做功的大小，由于力和功是互相联系的，所以场强与电势差之间存在着必然的联系．在非匀强电场中，电势差与场强的关系要复杂的多，但是电场中两点间距离越小时的电势差越大，则该处场强就越大．只能是定性判断
教后记：
1、 这节课的重点就在公式的理解，特别是在d不在场强方向时如何处理。
在讲解时特别要把握好电场强度与电势差的关系、电场力做功与电势能的变化之间的关系，这两个关系之间的内部逻辑，但也不要指望学生在一节课就解决所有问题。
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1.7电容器与电容
教学三维目标
（一）知识与技能
1、知道什么是电容器及常见的电容器；
2、知道电场能的概念，知道电容器充电和放电时的能量转换； 3、理解电容器电容的概念及定义式，并能用来进行有关的计算；
4、知道平行板电容器的电容与哪些因素有关，有什么关系；掌握平行板电容器的决定式并能运用其讨论有关问题。
（二）过程与方法
结合实物观察与演示，在计算过程中理解掌握电容器的相关概念、性质。 （三）情感态度与价值观
体会电容器在实际生活中的广泛应用，培养学生探究新事物的兴趣。 重点：掌握电容器的概念、定义式及平行板电容器的电容。 难点：电容器的电容的计算与应用 教学过程：
（一）复习前面相关知识
要点：场强、电势能、电势、电势差等。 （二）新课教学：
第七节 、电容器与电容
展示各种电容器.并做解释:这是一种能容纳电荷的容器,今天我们来学习它——电容器以及描述它容纳电荷本领的物理量——电容
1、电容器
（1）构造：任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体都可以看成一个电容器。 （2）电容器的充电、放电
操作：把电容器的一个极板与电池组的正极相连，另一个极板与负极相连，两个极板上就分别带上了等量的异种电荷。这个过程叫做充电。
现象：从灵敏电流计可以观察到短暂的充电电流。充电后,切断与电源的联系,两个极板间有电场存在,充电过程中由电源获得的电能贮存在电场中,称为电场能.
操作：把充电后的电容器的两个极板接通,两极板上的电荷互相中和,电容器就不带电了,这个过程叫放电.
现象：从灵敏电流计可以观察到短暂的放电电流.放电后,两极板间不存在电场,电场能转化为其他形式的能量.
提问：电容器在充、放电的过程中的能量转化关系是什么?待学生讨论后总结如下: 【板书】充电——带电量Q增加,板间电压U增加,板间场强E增加, 电能转化为电场能 放电——带电量Q减少,板间电压U减少,板间场强E减少,电场能转化为电能 2、电容
与水容器类比后得出。说明：对于给定电容器，相当于给定柱形水容器，C（类比于横截面积）不变。这是量度式，不是关系式。在C一定情况下，Q=CU，Q正比于U。
定义：电容器所带的电量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，叫做电容器的电容。 公式：C?Q U20
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单位：法拉（F）还有微法（?F）和皮法（pF） 1F=10?F=10pF
物理选修3-1全书全套教案
