静电场电势电势差等势面.doc

静电场·电势  电势差  等势面·教案
 
一、教学目标
:
(1)了解什么是电势。
(2)掌握电势差、等势面的概念,在头脑中建立不同场等势面图景。
,运用理想化方法抽象出等势面的空间模型。
二、难点、重点分析
,这一概念虽要求不高,却不好理解。
、等势面。
三、主要教学过程
(一)引入新课
前面我们曾经学****过用来描述电场力学性质的一个物理量——场强(E)。下面一起来回忆一下有关内容:(1)电场的基本性质;(2)场强是怎么定义的,方向如何?电场除了具有力的性质外,还具有能的性质,用什么物理量来描述这一性质——电势(U)。
(二)教学过程设计

放在电场中的电荷具有电势能,电势能与重力势能相似具有相对性。一般来说如果将一个检验电荷放在点电荷电场中,在无穷远处检验电荷具有的电势能为零。电场为做正功电势能减少,克服电场力做功,电势能增加。
如图1所示,将一电量为q的正检验电荷放在正点电荷的电场中,B点为无穷远处。此时q具有的电势能为零,将q由B点移至A点,需克服电场力做功,电势能增加,如果克服电场力做功为E,B点电势能为零,所以A点电势能为E,电势能与电量比为E/q。换用2q的检验电荷,同理可知需克服电场力做功2E,在A点具有电势能为2E,电势能与电量比为2E/2q=E/q,换用nq检验电荷,从B点到A点需克服电场力做功nE,在A点具有的电势能为nE,电势能与电量的比值为nE/nq=E/q。由此可见对于电场中的某一点来说,不同检验电荷具有的电势能不同但电势能与电量的比值相同,与检验电荷无关。如果将负检验电荷q从B点移至A点,电场力做正功,电势能减少,B点电势能为零,所以A点电势能为-E,但电势能与电量之比为-E/-q=
说,在电场中的同一点,不同的检验电荷可以具有不同的电势能,但电势能与电量的比值与检验电荷无关,由场唯一决定,我们就把这一比值称为场中这一点的电势。如果用U表示电势,用E表示电荷q的电势能,那么U=E/q(E、q、U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。
(1)电势是相对的,是相对于零势面来说的,一般选大地或无限远为零势面。
(2)沿着电场线方向电势降低。如图2所示:将正检验电荷q从无穷远分别移至A,B,C,…各点电场力所做负功为EA,EB,EC,…且EA>EB>EC均为正值,EA/q>EB/q>EC/q>…。即UA>UB>UC>…>0沿着电场线方向电势降低,同理可证负电荷电场也如此。
(3)正电荷电场中各点电势均为正;负电荷电场中各点电势均为负。
关于正电荷的由(2)可知:
关于负电荷由图3可知:将正检验电荷q从无穷远移至A点,电场力做正功,电势能减少无穷远处电势能为零,在A点电势能为负,电势能与电量之比为负,即电势为负。
(4)电势是标量,只有大小没有方向。
虽是标量但有正负,正的代表比零电势高,负的代表比零电势低,而不代表方向。
(5)电势的单位:伏特(V)

电场确定后,场中各点电势就唯一确定了,一般来说不同的点具有不同的电势,两点间电势