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视频课题：高中物理人教版选修3-1第一章静电场《1.5电势差》浙江省长兴
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高中物理人教版选修3-1第一章静电场《1.5 电势差》浙江省长兴中学
电势差 学案
一、学习目标
1.理解电势差概念及定义的必要性
2.知道电势差与电场力做功的关系式，并规范应用
3.理解电势差正负的意义
二、任务分解
1.电场力做功的特点：
2.如何求电场力做功：
UAB只是比值？
3.电势差的定义及意义：
单位是什么？
正负又有什么意义？
例题：在电场中把2.0×10-9C的正点电荷从A点移到B点，静电力做功1.5×10-7 J.再把这个电荷从B点移到C点，点电荷克服静电力做功4×10-7 J. 求：UAB ， UBC ，UAC 各是多少？D点比C点电势低10V，则把该点电荷从D点移到C点，静电力做多少功？
4.电势差的应用：
闪电的形成
若云地之间的电势差约为1.0×109V，某次闪击过程中云地间转移的电荷量约为6C，闪击持续时间约为60μs，试求闪电过程向外释放的能量约多少？
生活链接
电气安全工作规程（选）
高压触电可采用下列方法之一使触电者脱离电源：
（1）立即通知有关供电单位或用户停电。
（2）戴上绝缘手套，穿上绝缘靴，用相应等级的绝缘工具按序拉开电源开关或熔断器。
（3）抛掷裸金属线使线路短路接地，迫使保护装置动作，断开电源。注意抛掷金属线之前，应先将金属线的一端固定可靠接地，然后另一端系上重物抛掷，注意抛掷的一端不可触及触电者和其他人。另外，抛掷者抛出线后，要迅速离开接地的金属线8m以外或双腿并拢站立，防止跨步电压伤人。在抛掷短路线时，应注意防止电弧伤人或断线危及人员安全。
电势差
一、学习目标
物理观念：知道电势差的概念；会运用电势差计算电场力的功；
科学思维：理解电势差的正负意义；能应用电势差概念解释实际问题； 科学探究：知道电势差在电路中就是电压；探究闪电过程的能量释放问题；
态度与责任：知道高压电线掉落时、打雷闪电时的防护方法，提升学生的自救能力。 二、教学过程
引入：如何让锡箔小球在水平面上，不接触使之获得动能？
（1.让小球带电；2.加上电场，让电场力对小球做功）电场力做功，将电势能转化为了小球的动能。
新课开展：如何计算电场力的功呢？ 背景1：ABWEqd=
使用范围：匀强电场；特点：电场力做功与路径无关，只和
初、末位置有关。
背景2：非匀强电场中，如何计算电场力做的功呢？
注意到电场力做功与路径无关，若知道将+q电荷从A移至B电场力做的功为W，那么+3q电荷从A移至B电场力做的功为多少？相当于把3个+q分别从A移到B做的总功，那么如果我移的是-2.5q电荷呢？
只要在电场中确定的位置，移动单位电荷电场力做的功为一个定值，可以用比值来表示 AB
ABWUq
=
，移动-2.5q，电场力做的功是多少？应该是-2.5W，该式与生俱来可以带符号运算。如果A到B对正电荷电场力做正功，那么负电荷A到B一定做负功，带入式子，UAB不变（本就是一个电场决定的量）。 UAB仅仅是一个比值？
ABABpWqUEqj
==
ABAB
pApBAB
WqUEEqqjj
=-=-对比发现ABABUjj=-，比值是电势的差值
一、定义：电势差
ABABUjj=-
例题：在电场中把2.0×10-9C的正点电荷从A点移到B点，静电力做功1.5×10-7 J.再把
这个电荷从B点移到C点，点电荷克服静电力做功4×10-7 J. 求：A、 B 间，B 、C间，A、C间的电势差各是多大？把该点电荷从A点移到C点，静电力做功多少？（利用已学知识可以不带符号计算来证实带符号计算是可行的） 二、正负的意义：反应出电势的高低
从上面的计算可以看出，有了A、C的电势差就可以直接求电场力对电荷做的功，可以推断电势能的变化情况，比如：
大自然中蕴藏着大量的能量，空中的云层摩擦后可以不断积累正电荷，从而使得云层的电势不断升高，电势会多高？（不知道，因为需要确定0电势点）根据pEqj=，电势能可能不断增加，
但这部分能量最终怎么以闪电的形式释放出来呢？因为云层与地面之间形成了电势差，当空
+q
气被击穿，电荷在转移到地面过程中，电场力做正功，电势能减小。可见闪电是由于电势差形成的。
我们来观察“感应起电机”，模拟闪电。小金属球上不断积累电荷，使自己周围的电势不断升高，但是积聚的能量，并不能释放，直到“避雷针”靠近，放电。
可见电势可以反映物体电势能的多少，而电势差能反应出转化的电势能有多少。
若云地之间的电势差约为1.0×109v，云地间距离约为1km，闪击过程中云地间转移的电荷量约为6C，闪击持续时间约为60μs，试求闪电过程向外释放的能量约为 J
观察到转移的电荷量与持续时间，可以求得平均放电电流，电流的形成需要电源，电源提供的电压就是电势差。常见的电压：
可见电势差在生活中还是经常可见
的，下面我们阅读一下生活链接，发现一些正确做法，分析一下做法背后的原因。 生活链接
电气安全工作规程（选）
高压触电可采用下列方法之一使触电者脱离电源： （1）立即通知有关供电单位或用户停电。
（2）戴上绝缘手套，穿上绝缘靴，用相应等级的绝缘工具按序拉开电源开关或熔断器。 （3）抛掷裸金属线使线路短路接地，迫使保护装置动作，断开电源。注意抛掷金属线之前，应先将金属线的一端固定可靠接地，然后另一端系上重物抛掷，注意抛掷的一端不可触及触电者和其他人。另外，抛掷者抛出线后，要迅速离开接地的金属线8m以外或双腿并拢站立，防止跨步电压伤人。在抛掷短路线时，应注意防止电弧伤人或断线危及人员安全。 甲、乙两人哪个人更危险？
双脚并拢站立 单脚跳开 三、小结
引入时的在空间加上电场后，空间各点间形成了电势差，在电场力做功下，带电锡箔小球获得的动能，是由电势能转化而来。
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
