電勢能和電勢導學案

1、選修31 1.4 電勢能和電勢教學目標：知識與技能1、理解靜電力做功的特點、電勢能的概念、電勢能與電場力做功的關系。2、理解電勢的概念，知道電勢是描述電場的能的性質(zhì)的物理量。明確電勢能、電勢、靜電力的功、電勢能的關系。了解電勢與電場線的關系，了解等勢面的意義及與電場線的關系。過程與方法通過與前面知識的結(jié)合，理解電勢能與靜電力做的功的關系，從而更好的了解電勢能和電勢的概念。情感態(tài)度與價值觀嘗試運用物理原理和研究方法解決一些與生產(chǎn)和生活相關的實際問題，增強科學探究的價值觀。教學重點：理解掌握電勢能、電勢、等勢面的概念及意義。教學難點：掌握電勢能與做功的關系，并能用此解決相關問題。預習案1.靜電力（

2、電場力）做功跟重力做功有相同的特點，即這種保守力做的功跟 有關，跟 無關。2.正是由于上述特點，所以靜電力做功會對應一種勢能的變化，這種勢能叫 3. 在 中會具有電勢能4.電荷在電場中某點具有的電勢能，等于 功。5.電場力做的功跟電勢能變化的關系為 。6.電勢的定義是： 定義式是 。7順著電場線的方向電勢 。8等勢面是 。電場線總是跟等勢面 相交，并且由 等勢面指向 的等勢面。9.你能記住幾種電場的等勢面分布？ 教學案一、復習導學1靜電力、電場強度概念，2回顧重力做功的特點是什么?靜電力做功使試探電荷的哪個物理量發(fā)生了改變？說明物體獲得怎樣的能量呢？今天我們就從這個問題入手，來探究是什么能轉(zhuǎn)化

3、為試探電荷的動能？二、合作探究1靜電力做功的特點結(jié)合課本圖1。4-1（右圖）分析試探電荷q在場強為E的均強電場中沿不同路徑電場力做功的情況。思考：1生活中從A運動到B的路徑幾條？在運動的過程必須有哪個物理量的作用？B2.如果A和B是處在電場強度為E的勻強電場，帶電量為q的試探電荷A從A運動到B有幾條路徑？在運動過程中受到哪個力的作用？q沿直線從A到B q沿折線從A到M、再從M到Bq沿任意曲線線A到B練習：試求出上述3幅圖中靜電力做功是多少？（自己獨立完成解題過程）由公式W= F·s·cos= qE·s·cos (s為電荷初末位置在電場方向上的位移)思考：

4、帶正電的試探電荷在勻強電場中由A點沿不同的路徑運動到B點過程中靜電力做的功相同嗎？類比重力做功，當電荷沿軌跡3運動時，可把它分成很多小段位移，而每一小段都可分解成與靜電力垂直和平行兩部分，所有平行于靜電力方向的位移之和等于AC的長度，故靜電力所做功為W=。結(jié)論：靜電力做功與 路徑無關，只與電荷的起始位置和終止位置有關。說明：上述結(jié)論對于非勻強電場仍適用。靜電力做功的特點: 2電勢能（與重力做功類比）疑惑：做功的過程是一個能量轉(zhuǎn)化的過程，那么電場力做功的過程是什么能轉(zhuǎn)化為什么能呢？類比重力做功與重力勢能的關系，靜電力對電荷做正功時其電勢能減少，動能增加，靜電力對電荷做負功時其電勢能增加，動能減少

5、。由此可知：電荷在電場中不同的位置也具有不同的勢能，我們把這種勢能稱為電勢能。電勢能：由于移動電荷時靜電力做功與移動的路徑無關，電荷在電場中也具有 能，這種勢能叫做電勢能。靜電力做功與電勢能變化的關系的探究分析正電荷在勻強電場中從A到B和從B到A移動過程vvEE+BAA+B分析：第一幅：電場力方向 電荷的運動方向 說明電場力的方向與電荷的運動方向 電場力做 功. 第二幅：電場力方向 電荷的運動方向 說明電場力的方向與電荷的運動方向 電場力做 功.思考1：如果說“功是能量變化的量度”那么電場力做功是什么能的量度呢？靜電力做功與電勢能變化的關系？結(jié)論1：功是能量轉(zhuǎn)化的量度，電場力對電荷做正功，電荷

6、的電勢能 電場力對電荷做負功，電荷的電勢能 故靜電力所做的功等于電荷電勢能的減少量，即 表達式說明了靜電力做功與電勢能變化的關系）例1. 如圖,在場強 的勻強電場中,點電荷q=+1c從A移動到B,AB相距L=1m,電場力做功為多少?電勢能如何變化?電荷在B點的具有的電勢能多大？思考2：當我們規(guī)定電荷在B點所具有的電勢能為零時，電荷在A點所具有的電勢能 ，即電荷在某點的電勢能，等于 把它從該點移動到 位置時所做的功。結(jié)論2. 電荷在某點的電勢能，等于靜電力把它從該處移動到零勢能位置所做的功規(guī)定：通常把電荷在離場源電荷無限遠處的電勢能規(guī)定為零，或把電荷在大地表面上電勢能規(guī)定為零。3、電勢能是相對的

7、，與零電勢能面有關電勢能為負表示電荷在該處的電勢能比零還要小.4、電勢能是電荷和電場所共有的，具有系統(tǒng)性5、電勢能是標量6、重力勢能與電勢能的類比思考：靜電力做功與重力做功的差異？為什么會有這樣的差異？由于電荷的電性 之分，正電荷沿著電場線方向移動時，靜電力做 功，電勢能 ；而負電荷沿著電場線方向移動時，靜電力做 功，電勢能 ；即等量的不同電荷在電場中同一位置所具有的電勢能是 問題一、判斷電荷在電場中A、B兩點具有的電勢能高低(仔細觀察教材P17圖1.4-2；1.4-3)（將電荷由A點移到B點根據(jù)電場力做功情況判斷，電場力做正功，電勢能減小，電荷在A點電勢能大于在B點的電勢能，反之電場力做負功

8、，電勢能增加，電荷在B點的電勢能小于在B點的電勢能。）問題二、求電荷在電場中某點具有的電勢能（電荷在電場中某點的電勢能，等于靜電力把它從該點移動到零電勢能位置時電場力所有做的功。如上式若取B為電勢能零點，則A點的電勢能為： ）3電勢-（表征電場性質(zhì)的重要物理量度）1. 在重力場中可以把物體的重力勢能與它的質(zhì)量的比值定義為重力勢。如果物體在地面上的重力勢能為零，試寫出重力勢的表達式（1）定義： 的比值，叫做這一點的電勢。用表示。標量，只有大小，沒有方向，但有正負。（2）公式： （與試探電荷無關）（3）單位：伏特（V）（4）電勢與電場線的關系： （5）零電勢位置的規(guī)定：電場中某一點的電勢的數(shù)值與零

9、電勢的選擇有關，即電勢的數(shù)值決定于零電勢的選擇（大地或無窮遠默認為零）(6) 正試探電荷沿電場線方向移動，其電勢能減小，電勢逐漸降低，故沿電場線方向電勢逐漸降低。例2、把q=4×10-9C的試探電荷放在電場中的A點,具有6×10-8 J的電勢能,求A點的電勢A.例3.在同一條電場線上有A、B兩點，已知將從A點移到B點，外力克服電場力做功，則電場線的方向是由_點指向_點的；A、B兩點比較，_點的電勢高。 4等勢面定義： 等勢面的性質(zhì)： 等勢面的用途： 畫出幾種電場的電場線及等勢面（教材P19圖1.45）5幾種電場的電場線及等勢面等量同種電荷連線和中線上連線上：中點電勢 中線上

10、：由中點到無窮遠電勢 ，無窮遠電勢 等量異種電荷連線上和中線上連線上：由正電荷到負電荷電勢逐漸減小。中線上：各點電勢相等且都等于零。3. 電場中兩個電勢不同的等勢面能不能相交？說明理由 鞏固案1下列說法正確的是（ ）A. 在電場中順著電場線移動電荷，電場力做功，電荷電勢能減少B. 在電場中逆著電場線移動電荷，電場力做功，電荷電勢能減少C. 在電場中順著電場線移動正電荷，電場力做正功，電荷電勢能減少D. 在電場中逆著電場線移動負電荷，電場力做負功，電荷電勢能增加2一個電荷只在電場力作用下從電場中的A點移到B點電場力做了5×106J的功，那么（ ）A電荷在B處時將具有5×106

11、J的電勢能B電荷在B處將具有5×106J的動能C電荷的電勢能減少了5×106JD電荷的動能增加了5×106J3 如圖所示，在y 軸上關于O點對稱的A 、B 兩點有等量同種點電荷Q，在x軸上C 點有點電荷-Q ，且CO=OD ,ADO =60°.下列判斷正確的是（ ）AO點電場強度為零 BD 點電場強度為零C若將點電荷q 從O 移向C ，電勢能增大D若將點電荷一q 從O 移向C 電勢能增大4 如圖所示，電場中有A、B兩點，則下列說法中正確的是（ ）A. 電勢，場強 B. 電勢，場強 C. 將電荷從A點移到B點電場力做了正功D. 將電荷分別放在A、B兩點時具有的電勢能5如圖所示，把電量為5×109C的電荷，從電場中的A點移到B點，其電勢能（選填“增大”、“減小”或“不變”）；若A點的電勢UA15V，B點的電勢UB10V，則此過程中電場力做的功為J.67將一個電量為2×108C的點電荷，從零電勢點S移到M點要克服電場力做功4×108J，則M點電勢M=_，若將該電荷從M點移到N點，電場力做功14×108J，則N點電勢N=_，MN兩點間的電勢差UMN=_8 如圖所示，在某點電荷的電場中，若取無窮遠處電勢為零，則A點電勢為30V，如果將C的電荷放在A點，它具有電勢能為，如