高中物理選修31人教：14電勢能和電勢

1、選修311.4 電勢能和電勢第3頁教學(xué)目標(biāo)：知識與技能1、理解靜電力做功的特點(diǎn)、電勢能的概念、電勢能與電場力做功的關(guān)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(guān)系。了解電勢與電場線的關(guān)系，了解等勢面的意義及與電場線的關(guān) 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(guān)系，從而更好的了解電勢能和電勢的概念。情感態(tài)度與價(jià)值觀嘗試運(yùn)用物理原理和研究方法解決一些與生產(chǎn)和生活相關(guān)的實(shí)際問題，增強(qiáng)科學(xué)探究的價(jià)值觀。教學(xué)重點(diǎn)：理解掌握電勢能、電勢、等勢面的概念及意義。教學(xué)難點(diǎn)：掌握電勢能與做功的關(guān)系，并能用此解決相關(guān)問題。教學(xué)案一

2、、復(fù)習(xí)導(dǎo)學(xué)1 .靜電力、電場強(qiáng)度概念，2 .回顧重力做功的特點(diǎn)是什么 ？靜電力做功使試探電荷的哪個(gè)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(gè)問題入手，來探究是什么能轉(zhuǎn)化為試探電荷的動能？二、合作探究1 .靜電力做功的特點(diǎn)結(jié)合課本圖1。4-1 （右圖）分析試探電荷 q在場弓雖為E的均強(qiáng)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(yùn)動到B的路徑幾條？在運(yùn)動的過程必須有哪個(gè)物理量的作用？2 .如果A和B是處在電場強(qiáng)度為 E的勻強(qiáng)電場，帶電量為 q的試探電荷. B從A運(yùn)動到B有幾條路徑？在運(yùn)動過程中受到哪個(gè)力的作用？Aq沿直線從A到Bq沿折線從A到M再從M到Bq沿任意曲線線

3、A到B務(wù)練習(xí)：試求出上述3幅圖中靜電力做功是多少自立完成解題過程）由公式W= Fs - cos 6 = qE - s cos/為電荷心末位置在電場方向上的位移 ） 思考：帶正電的試探電荷在勻強(qiáng)電場中由一A點(diǎn)沿不夠路徑運(yùn)動到 B點(diǎn)過程中靜電力做的功 相同嗎？'類比重力做功，當(dāng)電荷沿軌跡3運(yùn)動時(shí)，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=qE|AC|。結(jié)論：靜電力做功與 路徑無關(guān)，只與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)。說明：上述結(jié)論對于非勻強(qiáng)電場仍適用。靜電力做功的特點(diǎn)：2.電勢能（與重力做功類比

4、）疑惑：做功的過程是一個(gè)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(guān)系，靜電力對電荷做正功時(shí)其電勢能 避絲，動能理如，靜電力對電荷做負(fù)功時(shí)其電勢能 里處，動能巡2。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。能，這種電勢能：由于移動電荷時(shí)靜電力做功與移動的路徑無關(guān)，電荷在電場中也具有電場分析正電荷/A到B和從B到A移動過勢能叫做電勢能。靜電力做功與電勢育吻化的龍系的探究說期電場力方向B的運(yùn)動方向第二幅/電場力方向說明電場行的方向與電荷的運(yùn)動方向思才1:如果說“功是能量變化的量度”那么電勢能變化的關(guān)系?EA電場何的運(yùn)功

5、.場力做功是什么能的量度呢？靜電力做功與結(jié)論1：功是能量轉(zhuǎn)化的量度， 電場力對電荷做正功，電荷的電勢能電場力對電荷做負(fù)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Wab = Epa - Epb表達(dá)式說明了靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系）例1.如圖，在場強(qiáng) E =103 N/C的勻強(qiáng)電場中，點(diǎn)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(diǎn)的具有的電勢能多大？思考2:當(dāng)我們規(guī)定電荷在B點(diǎn)所具有的電勢能為零時(shí)，電荷在 A點(diǎn)所具有的電勢能Epa =,即電荷在某點(diǎn)的電勢能，等于 把它從該點(diǎn)移動到 位置時(shí)所做的功。結(jié)論2.電荷在某點(diǎn)的電勢能，等于靜電

6、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(yuǎn)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，與零電勢能面有關(guān)電勢能為負(fù)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(biāo)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(shí)，靜電力做功，電勢能；而負(fù)電荷沿著電場線方向移動時(shí)，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(diǎn)具有的電勢能高低（仔細(xì)觀察教材Pi7圖1.4-2

7、 ; 1.4-3） （將電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)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(diǎn)電勢能大于在 B點(diǎn)的電勢能，反之電場力做負(fù)功，電勢能增加，電荷在B點(diǎn)的電勢能小于在B點(diǎn)的電勢能。）問題二、求電荷在電場中某點(diǎn)具有的電勢能（電荷在電場中某點(diǎn)的電勢能，等于靜電力把它從該點(diǎn)移動到零電勢能位置時(shí)電場力所有做的功。如上式若取 B為電勢能零點(diǎn)，則 A點(diǎn)的電勢能為：EPA =WAB =qELAB）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，

8、電荷電勢能減少D.在電場中逆著電場線移動負(fù)電荷，電場力做負(fù)功，電荷電勢能增加2.一個(gè)電荷只在電場力作用下從電場中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)電場力做了以5X I。6J的功，那么（）A.電荷在B處時(shí)將具有5X10-6J的電勢能B.電荷在 B處將具有5X10-6J的動能/一融第_7C.電荷的電勢能減少了5X 10 6J燈 ，/D.電荷的動能增加了 5X 10 6J*043.如圖所示，在y軸上關(guān)于。點(diǎn)對稱的A、B兩點(diǎn)有等量同種點(diǎn)電荷+ Q在x軸上C點(diǎn)有點(diǎn)電荷-Q ,且CO=OD /ADO=60° .下列判斷正確的是 （）A.。點(diǎn)電場強(qiáng)度為零B . D點(diǎn)電場強(qiáng)度為零C.若將點(diǎn)電荷+ q從O移向C ,電勢能增大D.若將點(diǎn)電荷一 q從O移向C .電勢能增大4.有一帶電量 q= 3X