第1章静电场
第5节电势差
本节教材分析
一、三维目标
（一）知识与技能
1.理解电势差是描述电场的能的性质的物理量
2.知道电势差与电势零点的选取无关，熟练应用其概念及定义式进行相关的计算
3.知道电势与电势差的关系，
（二）过程与方法
培养学生的分析能力，抽象思维的能力，综合能力
（三）情感态度与价值观
通过对原有知识的加工，对新旧知识的类比、概括，培养学生知识自我更新的能力．
二、教学重点
1.电势差的概念；
2.静电力做功公式的推导和该公式的具体应用。

三、教学难点
静电力做功公式中正负号的应用与正负号的物理意义。

四、教学建议
对电势差概念的引入，考虑到用电场力做功来引入比较具体，且可与力学中做功的概念直接联系起来，教学中采用类比的方法，类比于力学中重力做功，通过电场力作功来引入，以增强知识的可感知性，这有助于学生的理解．在学习电势差的表达式和定义式时，应该注意下标的使用规则和正负号表示的物理意义。

所以，在教学过程中，从一个更高的全面的基准点对已学知识进行综合，加强学生自身知识的再更新能力。

，这样使学生在已有知识中逐步理解，能帮助学生真正掌握电势差的概念。

新课导入设计
导入一
教师幻灯片出示上图。

教师：由上图我们分别选塔底和塔底下10 m 为零点，可以看出各点高度的描述会不同，塔的高度会不会随着零点的改变而改变呢？
学生：不会
教师：这说明了什么呢？
学生：说明高度差与零点的位置无关。

教师：同理，在电场中，各点电势也会随电势零点的改变而改变，但两点间的电势的差值却保持不变。

因此，电势的差值往往比电势更重要。

导入二
习题复习引入
教师幻灯片出示下面习题。

某电场的等势面如图所示,试画出电场线的大致分布.
进行新课:
1、电势差与电势的关系
教师活动：引导学生推导电势差与电势的关系式
设电场中A 点的电势为A ϕ，B 点的电势为B ϕ，则有
B A AB U ϕϕ-=
或者表示成
A B BA U ϕϕ-=
显然
A B AB U U -=
讨论：（1）电势差可以是正值也可以是负值，电势差的正负表示什么意义？
（2）电势的数值与零电势点的选取有关，电势差的数值与零电势点的选取有关吗？为什么？这与力学中学过的哪个概念相似？
2、静电力做功与电势差的关系
教师活动：引导学生推导静电力做功与电势差的关系式
电荷q 从电场中A 点移到B 点，由静电力做功与电势能变化的关系可得：
PB PA AB E E W -= 由电势能与电势的关系q E P =
ϕ可得：A PA q E ϕ=；B PB q E ϕ= 所以： )(B A AB q W ϕϕ-=
即
B A AB qU W =
或
q
B W U A B A = 讨论：U AB 由什么决定？由W AB 、q 决定吗？W AB 由q 、U AB 决定吗？
［学生答］U AB 仅由电荷移动的两位置A 、B 决定，与所经路径，W AB 、q 均无关，但可由U AB =q
W AB 计算U AB ，而W AB 却由q ，U AB 决定。

这些也可由比值定义法定义概念的共性规律中得到。

［引导学生得出］电势差U AB 与q 、W AB 均无关，仅与电场中A 、B 两位置有关。

故电势差反映了电场本身的性质。

电势差的物理意义：电势差反映了电场本身的性质。

电势差的单位：伏特 符号V 1V=1 J/C
电势差是标量。

点评：知道了电场中两点的电势差，就可以很方便地计算在这两点间移动电荷时静电力做的功，而不必考虑静电力和电荷移动的路径。

[例题1]（教材24页）
教师引导学生分析、求解。

培养学生对概念的理解能力和分析解决问题的能力。

例题之后教师要帮助学生及时总结点评： 在应用公式q W U AB AB =或AB AB qU W =时，对各物理量的符号的处理方法： 计算时将各量的正、负号代入公式，并根据结果的正、负号进行判断。

课堂练习：
1、关于电势差和电场力作功的说法中，正确的是 ( )
A ．电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷的电量决定
B ．电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电势差和该电荷的电量决定
C ．电势差是矢量，电场力作的功是标量
D ．在匀强电场中与电场线垂直方向上任意两点
2、在如图所示的电场中，把点电荷q =+2×10-11C ，由A 点移到B 点，电场力做功W AB =4×10-11J 。

A 、B 两点间的电势差U AB 等于多少？B 、A 两点间的电势差U BA 等于多少？
解：由静电力做功与电势差的关系得
210
21041111=⨯⨯==--q W U AB AB V 2-=-=AB BA U U V
3、如图所示的电场中，A 、B 两点间的电势差U AB =20 V ，将点电荷q = -2×10-9
C ，由A 点移到B 点，静电力所做的功是多少？
解：电场力所做的功
W AB =U AB ·q =20×（－2×10-9）= -4.0×10-8J
课堂总结：
电场中两点的电势差，由电场本身的初、末位置决定，与在这两点间移动电荷的电荷量、电场力做功的多少无关．在确定的电场中，即便不放入电荷，任何两点间的电势差都有确定的值，不能认为U AB 与W AB 成正比，与q 成反比．只是可以利用W AB 、q 来测量A 、B 两点电势差U AB ．
电场力做功W ＝qU ．功的大小对给定的电荷来说与其运动路径无关，仅由起始和终了位置的电势差有关，此公式适用于一切电场．
课余作业：
书面完成P 25“问题与练习”第1、2题；思考并回答第3题。

板书设计： 1、电势差与电势的关系
B A AB U ϕϕ-=
2、静电力做功与电势差的关系
B A AB qU W =
感谢您的阅读，祝您生活愉快。