5 电势差教学建议本节内容以电势的概念为起点,再运用类比的方法,把电势差与高度差进行类比引入电势差的概念。同时,得出电势差与电势零点的选择无关。在物理学中,特别是在技术应用方面常用到的是电势差的概念,电势差往往比电势更有意义。本节内容的重点是静电力做功公式 WAB=qUAB的推导和该公式的具体应用。本节内容的难点是静电力做功公式中正负号的应用与正负号的物理意义。教学中把地理位置中两点间的高度差与电场中两点间的电势差进行比较,得到高度和电势都具有相对性,与参考点的选取有关,但高度差和电势差却保持不变(与参考点的选取无关)。因此,在解决实际应用问题时,电势差比电势更方便。学习电势差概念时需注意的几个问题:(1)在学习电势差的表达式 UAB=φA-φB和 UBA=φB-φA时,应该注意下标的使用规则和正负号表示的物理意义。(2)静电力做功公式的推导依据是“静电力做功等于电势能的减少量”。推导的过程:WAB=EpA-EpB=qφA-qφB=q(φA-φB),所以有 WAB=qUAB。应用这一公式时,WAB可正可负,UAB可正可负,q 也是可正可负的。所以,必须和学生一起讨论这三个物理量取正号与取负号的物理意义。WAB取正号表示静电力做正功;UAB取正号表示 A 点电势高于 B 点电势;q 取正号表示试探电荷是正电荷。反过来,WAB取负号表示静电力做负功;UAB取负号表示 A 点电势低于 B 点电势;q 取负号表示试探电荷是负电荷。(3)引入电势差的概念,使得静电力做功的计算十分方便,不必考虑静电力的大小和电荷移动的路径。特别是当静电力是变力时,静电力做功不能用 W=Eqlcos α 来计算,只能用 WAB=qUAB来计算。同时,用电势差来计算静电力做功时,公式中各物理量可以取绝对值,静电力做功的正负要根据电荷移动的方向与所受静电力方向的具体情况来判定。参考资料跨步电压所谓跨步电压,就是指电器设备发生接地故障时,在接地电流入地点周围电位分布区行走的人,其两脚之间的电压。当架空线路的一根带电导线断落在地上时,落地点与带电导线的电势相同,电流就会从导线的落地点向大地流散,于是地面上以导线落地点为中心,形成了一个电势分布区域,离落地点越远,电流越分散,地面电势也越低。如果人或牲畜站在距离导线落地点 8~10 米以内,就可能发生触电事故,这种触电叫作跨步电压触电。人受到跨步电压时,电流沿着人的下身,从脚经腿、胯部又到脚与大地形成通路,没有经过人体的重要器官,好像比较安全,但是实际情况并非如此!因为人受到较高的跨步电压作用时,双脚会抽筋,使...
