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視頻標(biāo)簽：電勢(shì)差
所屬欄目：高中物理優(yōu)質(zhì)課視頻
視頻課題：高中物理人教版選修3-1第一章靜電場(chǎng)《1.5電勢(shì)差》浙江省長(zhǎng)興
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高中物理人教版選修3-1第一章靜電場(chǎng)《1.5 電勢(shì)差》浙江省長(zhǎng)興中學(xué)
電勢(shì)差 學(xué)案
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.理解電勢(shì)差概念及定義的必要性
2.知道電勢(shì)差與電場(chǎng)力做功的關(guān)系式，并規(guī)范應(yīng)用
3.理解電勢(shì)差正負(fù)的意義
二、任務(wù)分解
1.電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)：
2.如何求電場(chǎng)力做功：
UAB只是比值？
3.電勢(shì)差的定義及意義：
單位是什么？
正負(fù)又有什么意義？
例題：在電場(chǎng)中把2.0×10-9C的正點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，靜電力做功1.5×10-7 J.再把這個(gè)電荷從B點(diǎn)移到C點(diǎn)，點(diǎn)電荷克服靜電力做功4×10-7 J. 求：UAB ， UBC ，UAC 各是多少？D點(diǎn)比C點(diǎn)電勢(shì)低10V，則把該點(diǎn)電荷從D點(diǎn)移到C點(diǎn)，靜電力做多少功？
4.電勢(shì)差的應(yīng)用：
閃電的形成
若云地之間的電勢(shì)差約為1.0×109V，某次閃擊過程中云地間轉(zhuǎn)移的電荷量約為6C，閃擊持續(xù)時(shí)間約為60μs，試求閃電過程向外釋放的能量約多少？
生活鏈接
電氣安全工作規(guī)程（選）
高壓觸電可采用下列方法之一使觸電者脫離電源：
（1）立即通知有關(guān)供電單位或用戶停電。
（2）戴上絕緣手套，穿上絕緣靴，用相應(yīng)等級(jí)的絕緣工具按序拉開電源開關(guān)或熔斷器。
（3）拋擲裸金屬線使線路短路接地，迫使保護(hù)裝置動(dòng)作，斷開電源。注意拋擲金屬線之前，應(yīng)先將金屬線的一端固定可靠接地，然后另一端系上重物拋擲，注意拋擲的一端不可觸及觸電者和其他人。另外，拋擲者拋出線后，要迅速離開接地的金屬線8m以外或雙腿并攏站立，防止跨步電壓傷人。在拋擲短路線時(shí)，應(yīng)注意防止電弧傷人或斷線危及人員安全。
電勢(shì)差
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
物理觀念：知道電勢(shì)差的概念；會(huì)運(yùn)用電勢(shì)差計(jì)算電場(chǎng)力的功；
科學(xué)思維：理解電勢(shì)差的正負(fù)意義；能應(yīng)用電勢(shì)差概念解釋實(shí)際問題； 科學(xué)探究：知道電勢(shì)差在電路中就是電壓；探究閃電過程的能量釋放問題；
態(tài)度與責(zé)任：知道高壓電線掉落時(shí)、打雷閃電時(shí)的防護(hù)方法，提升學(xué)生的自救能力。 二、教學(xué)過程
引入：如何讓錫箔小球在水平面上，不接觸使之獲得動(dòng)能？
（1.讓小球帶電；2.加上電場(chǎng)，讓電場(chǎng)力對(duì)小球做功）電場(chǎng)力做功，將電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為了小球的動(dòng)能。
新課開展：如何計(jì)算電場(chǎng)力的功呢？ 背景1：ABWEqd=
使用范圍：勻強(qiáng)電場(chǎng)；特點(diǎn)：電場(chǎng)力做功與路徑無關(guān)，只和
初、末位置有關(guān)。
背景2：非勻強(qiáng)電場(chǎng)中，如何計(jì)算電場(chǎng)力做的功呢？
注意到電場(chǎng)力做功與路徑無關(guān)，若知道將+q電荷從A移至B電場(chǎng)力做的功為W，那么+3q電荷從A移至B電場(chǎng)力做的功為多少？相當(dāng)于把3個(gè)+q分別從A移到B做的總功，那么如果我移的是-2.5q電荷呢？
只要在電場(chǎng)中確定的位置，移動(dòng)單位電荷電場(chǎng)力做的功為一個(gè)定值，可以用比值來表示 AB
ABWUq
=
，移動(dòng)-2.5q，電場(chǎng)力做的功是多少？應(yīng)該是-2.5W，該式與生俱來可以帶符號(hào)運(yùn)算。如果A到B對(duì)正電荷電場(chǎng)力做正功，那么負(fù)電荷A到B一定做負(fù)功，帶入式子，UAB不變（本就是一個(gè)電場(chǎng)決定的量）。 UAB僅僅是一個(gè)比值？
ABABpWqUEqj
==
ABAB
pApBAB
WqUEEqqjj
=-=-對(duì)比發(fā)現(xiàn)ABABUjj=-，比值是電勢(shì)的差值
一、定義：電勢(shì)差
ABABUjj=-
例題：在電場(chǎng)中把2.0×10-9C的正點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，靜電力做功1.5×10-7 J.再把
這個(gè)電荷從B點(diǎn)移到C點(diǎn)，點(diǎn)電荷克服靜電力做功4×10-7 J. 求：A、 B 間，B 、C間，A、C間的電勢(shì)差各是多大？把該點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到C點(diǎn)，靜電力做功多少？（利用已學(xué)知識(shí)可以不帶符號(hào)計(jì)算來證實(shí)帶符號(hào)計(jì)算是可行的） 二、正負(fù)的意義：反應(yīng)出電勢(shì)的高低
從上面的計(jì)算可以看出，有了A、C的電勢(shì)差就可以直接求電場(chǎng)力對(duì)電荷做的功，可以推斷電勢(shì)能的變化情況，比如：
大自然中蘊(yùn)藏著大量的能量，空中的云層摩擦后可以不斷積累正電荷，從而使得云層的電勢(shì)不斷升高，電勢(shì)會(huì)多高？（不知道，因?yàn)樾枰_定0電勢(shì)點(diǎn)）根據(jù)pEqj=，電勢(shì)能可能不斷增加，
但這部分能量最終怎么以閃電的形式釋放出來呢？因?yàn)樵茖优c地面之間形成了電勢(shì)差，當(dāng)空
+q
氣被擊穿，電荷在轉(zhuǎn)移到地面過程中，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小。可見閃電是由于電勢(shì)差形成的。
我們來觀察“感應(yīng)起電機(jī)”，模擬閃電。小金屬球上不斷積累電荷，使自己周圍的電勢(shì)不斷升高，但是積聚的能量，并不能釋放，直到“避雷針”靠近，放電。
可見電勢(shì)可以反映物體電勢(shì)能的多少，而電勢(shì)差能反應(yīng)出轉(zhuǎn)化的電勢(shì)能有多少。
若云地之間的電勢(shì)差約為1.0×109v，云地間距離約為1km，閃擊過程中云地間轉(zhuǎn)移的電荷量約為6C，閃擊持續(xù)時(shí)間約為60μs，試求閃電過程向外釋放的能量約為 J
觀察到轉(zhuǎn)移的電荷量與持續(xù)時(shí)間，可以求得平均放電電流，電流的形成需要電源，電源提供的電壓就是電勢(shì)差。常見的電壓：
可見電勢(shì)差在生活中還是經(jīng)常可見
的，下面我們閱讀一下生活鏈接，發(fā)現(xiàn)一些正確做法，分析一下做法背后的原因。 生活鏈接
電氣安全工作規(guī)程（選）
高壓觸電可采用下列方法之一使觸電者脫離電源： （1）立即通知有關(guān)供電單位或用戶停電。
（2）戴上絕緣手套，穿上絕緣靴，用相應(yīng)等級(jí)的絕緣工具按序拉開電源開關(guān)或熔斷器。 （3）拋擲裸金屬線使線路短路接地，迫使保護(hù)裝置動(dòng)作，斷開電源。注意拋擲金屬線之前，應(yīng)先將金屬線的一端固定可靠接地，然后另一端系上重物拋擲，注意拋擲的一端不可觸及觸電者和其他人。另外，拋擲者拋出線后，要迅速離開接地的金屬線8m以外或雙腿并攏站立，防止跨步電壓傷人。在拋擲短路線時(shí)，應(yīng)注意防止電弧傷人或斷線危及人員安全。 甲、乙兩人哪個(gè)人更危險(xiǎn)？
雙腳并攏站立 單腳跳開 三、小結(jié)
引入時(shí)的在空間加上電場(chǎng)后，空間各點(diǎn)間形成了電勢(shì)差，在電場(chǎng)力做功下，帶電錫箔小球獲得的動(dòng)能，是由電勢(shì)能轉(zhuǎn)化而來。
視頻來源：優(yōu)質(zhì)課網(wǎng) www.jjlqy.cn
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