高中物理：第二节 电势与等势面 教案 鲁科版选修3-1VIP免费

第二章第二节电势与等势面【教学目的】1.知道电势的概念，知道什么是等势面。理解在同一等势面上移动电荷时电场力不做功2.知道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。3.知道实际中常取地球或与地球相连的导体作为电势的参考位置，认为它们的电势为零。4.知道处于静电平衡的导体是等势体，导体表面是等势面。5.了解如何用等势面来形象地描绘电场重点各点电势的分布情况。【教学重点】掌握电势这一概念，分清电势与电势能的区别【教学难点】分清电势与电势能的区别【教学媒体】实验——人造闪电（感应起电机/蜡烛/铁架台）课件——电场中的等势面【教学安排】【新课导入】问题导入电势的概念：问题1——如图1所示，将一电量为q=+1×10-5C的正检验电荷在一个正点电荷Q形成的电场中，从无穷远处B点（即零势能点）移到靠近场源电荷的A点。如果在此过程中电场力对q所做功为W=-2×10-3J，则A点电势能为？——q在B点时电势能为零，将q由B点移至A点，需克服电场力做功，电势能增加，所以A点电势能为-W=2×10-3J（即W的绝对值）。问题2——要是换用q/=2q的检验电荷，电场不变，则检验电荷在A点的电势能为？——由于电场不变，所以在任一点上q/所受电场力是原来q的两倍，但方向不变，所以由A到B电场力仍做负功，W/=2W=-4×10-3J，在A点具有电势能为-2W=4×10-3J。问题3——要是换用q//=-2q的检验电荷，电场不变，则检验电荷在A点的电势能为？————任一点上q//所受电场力是原来q的两倍，但方向相反，所以由A到B电场力仍做正功，W//=-2W=4×10-3J，在A点具有电势能为-2W=-4×10-3J。问题4——从上述这些结果大家有什么发现吗？学生讨论，得出结论——对于确定的电场来说不同电量的电荷在场中同一点的电势能不同，可见电势能与电荷和电场同时有关，但电势能与电量比不变（含符号）——都是200J/C，与检验电荷无关。电势能与电量的比值与检验电荷无关，由场唯一决定，是表征场的特性的物理量。我们就把这一比值称为场中这一点的电势。【新课内容】板书：1、电势：①意义——表征场的能的特性（由场唯一决定，与检验电荷无关）的物理量。②定义为电势能与电量的比值。如果用ф表示电势，用ε表示电荷q的电势能，那么ф=ε／q（ε、q、ф均可正可负，计算时带符号运算）。此式只是电势的定义式，而不是决定式场中某点电势由场唯一决定。场定了，场中某点电势就唯一确定了，与放不放检验电荷，放什么样的检验电荷无关。板书：③符号——ф；④公式——ф=ε／q（ε、q、ф均可正可负，计算时带符号运算；计算式而非决定式）⑤单位——伏特，简称伏，符号为V（1V=1J/C）；⑥电势是标量问题5——那么，电势的正负表示什么呢？与电势能一样，电势是相对的，是相对于零势用心爱心专心面来说的，零势能点即为零电势点，一般选大地或无限远为零势面。板书：2、一般选大地或无限远为零电势位置。所以，电势的正负表示该处的电势是高与零电势还是低于零电势。在最近的学习中，我们不断地把电场与重力场类比，下面就请大家思考一下，电势类似于重力场中的哪个物理量呢？（——高度）在刚才的问题中，A点电势就是+200V，表示它的电势比B高出200V。问题6——如图2所示：将正检验电荷q从无穷远分别移至A，B，C，…各点克服电场力所做功为WA，WB，WC，…且WA＞WB＞WC均为正值，WA／q＞WB／q＞WC／q＞…。即фA＞фB＞фC＞…＞0沿着电场线方向电势降低。板书：3、沿电场线方向电势降低，逆着电场线方向电势升高。(正电荷沿电场线电势能减小，负电荷沿电场线电势能增加)。板书：4、正点电荷电场中各点电势均为正；负点电荷电场中各点电势均为负。请大家就这一点给出证明。——如图2，可证正点电荷的电场电场线由正电荷指向无限远，即电势逐渐降低到零，所以每点电势都高于零，而由图3可知负点电荷电场电势为负。1.等势面正如电场线能直观地描述电场的场强分布一样，等势面能使我们对电场电势的整体特点有一个直观的认识。因此，在电场中又引入了这个概念来帮助我们形象地认识电场中各点的电势分布情况。下面我们就来学习有关“等势面”的知识。板书：5、等势面：电场中电势相同的各点构成...