《電勢能和電勢》學(xué)案設(shè)計(jì)

1、電勢能和電勢學(xué)案設(shè)計(jì)云南省昭通市鹽津縣第三中學(xué)蔣顯翠一、學(xué)習(xí)課時(shí)總共2學(xué)時(shí)，第1學(xué)時(shí)學(xué)習(xí)靜電力做功和電勢能，第2學(xué)時(shí)學(xué)習(xí)電勢和等勢面。二、學(xué)習(xí)目標(biāo)1 通過討論靜電力對試探電荷做功，知道靜電力做功與路徑無關(guān)的特點(diǎn)；2 將靜電力做功與重力做功進(jìn)行類比，理解靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系，認(rèn)識電勢能的相對性；3能說出電勢的定義方法及其定義公式、單位；4.能說出等勢面的定義，知道電場線一定垂直于等勢面。三、學(xué)習(xí)重點(diǎn)理解掌握電勢能、電勢、等勢面的概念及意義。四、學(xué)習(xí)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。五、自主學(xué)習(xí)過程第1學(xué)時(shí)目標(biāo)一：通過討論靜電力對試探電荷做功，知道靜電力做功與路徑無關(guān)的特點(diǎn)

2、；1 請你閱讀教材15-16頁后回答以下問題： 試探電荷q在電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場中由A運(yùn)動(dòng)到B,靜電力做功嗎？做了多少功? 試探電荷在勻強(qiáng)電場中沿折線由A到M再運(yùn)動(dòng)到B,靜電力做了多少功？直線傾斜直銭【31曲線以上分析我們得出的結(jié)論是:靜電力做功的特點(diǎn)：不僅適用于電場還適用于電場既然做功與重力做功如此相似，那其他特征也相似嗎？目標(biāo)二：將靜電力做功與重力做功進(jìn)行類比，理解靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系，認(rèn)識電勢能的相對性；請你類比一下:f f r jf r f兩者進(jìn)行類kb査 找相同和不同之赴炷在地両用近下聲時(shí)，幣士可恂燉射正功 力勢住滅少；畫力宙員功蛋力勢能増加.重力場中，重力：地球和物體之間

3、存在的吸引 力電場中，電場力：電荷之間的作用力a . tt >r 、r、 a a r >_» _、亠 r r /、r.r . -t-i-. / a . r . tt/ > 厶乙有重力就有重力勢能，物體在重力場中具有的 勢能叫重力勢能Ep，數(shù)值上等于物體移到參考 點(diǎn)時(shí)重力所做的功。Ep= mgh.有電場力就有相應(yīng)的能，電何在電場中具有的 勢能叫做電勢能 Ep,數(shù)值上等于電荷移到參考 點(diǎn)時(shí)電場力所做的功。Ep由物體和地面間的相對位置決疋Ep由電何間的相對位置決疋重力做功，等于重力勢能的減少量, 改變 Ws=Epi-Ep2重力勢能電場力做功，靜電力做的功等于電勢能的減少

4、量，電勢能改變W電=Epa-Epb重力勢能減少；順電場線移動(dòng)，物體順重力方向，重力做正功，功，電勢能重力勢能增加。正電荷，電場力做物體逆重力方向，重力做負(fù)功，負(fù)電荷，電場力做功，電勢能逆電場線移動(dòng)，正電荷， 勢能電場力做 功，電負(fù)電荷，電場力做功，電勢能若靜電力做功為正功，電勢能減少，電荷在A點(diǎn)電勢能大于在 B點(diǎn)的電勢能。反之靜電力做活學(xué)活用：1 有一電荷量q=-3 X 10-5C的點(diǎn)電荷，從電場中的 A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí)，克服靜電力做功 6 X 10-4J，從B點(diǎn)移到C點(diǎn)時(shí)靜電力做功9X 10-4J。問：以B為零勢能點(diǎn)，電荷在 A點(diǎn)時(shí)的電勢能 曰ai是多少？如果選取C為零勢能點(diǎn)，則電荷在 A點(diǎn)時(shí)的

5、電勢能EPA2是多少?A點(diǎn)時(shí)，電荷的電2將一個(gè)-7 0卩C的電荷從無限遠(yuǎn)處移動(dòng)到如圖所示的電場中的勢能為-140卩J，問此過程中靜電力做功多少?3.在一個(gè)水平面上建立 x軸，在過原點(diǎn) 0垂直于x軸的平面的右側(cè)空間有一個(gè)勻強(qiáng)電 場，場強(qiáng)大小 E= 6. 0X 10 N/C，方向與x軸正方向相同.在 0處放一個(gè)電荷量 q= 5. 0 X 108 C,質(zhì)量m= 1. 0X 102 kg的絕緣物塊.物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)卩=0. 20,沿x軸正方向給物塊一個(gè)初速度 Vo= 2. 0 m/s，如圖11所示.（g取10 m/s 2）試求：（1）物塊向右運(yùn)動(dòng)的最大距離；（2 ）物塊最終停止的位置。第2學(xué)

6、時(shí)目標(biāo)三：能說出電勢的定義方法及其定義公式、單位；請你回憶：電勢能： ,靜電力做功與電勢能變化之間的關(guān)系表達(dá)式：。現(xiàn)在要通過電勢能的研究來認(rèn)識另一個(gè)新的物理量一一電勢。它同樣是表征電場強(qiáng)度的定義:表達(dá)式：，定義的方法。現(xiàn)在我們就要利用這種方法來研究電勢。就是來研究電荷在電場中的與它的的比值。閱讀教材17頁、18頁“電勢”后，請你分析：若將一個(gè)試探電荷 q放入電場強(qiáng)度為 E場的勻強(qiáng)電場中的任意一點(diǎn) A，現(xiàn)將電荷q由A 點(diǎn)移至0點(diǎn)： 從A點(diǎn)移至0點(diǎn)的過程中靜電力做功：提示：靜電力做功的特點(diǎn)：；所以從A到0選擇路徑：； 從A點(diǎn)移至0點(diǎn)的過程中電勢能的變化量為：（規(guī)定電荷在0點(diǎn)的電勢能為零）花的丈小無

7、工 將結(jié)合得電荷在任意一點(diǎn)A的電勢能為 ； 電荷在任意一點(diǎn) A的電勢能和電荷量的比值為 ；分析的結(jié)果，得出結(jié)論： ，這個(gè)結(jié)論雖然是從勻強(qiáng)電場得出的，但可以證明，對于其他電場同樣適用。電勢定義： ；符號： ，表達(dá)式： ，（計(jì)算時(shí)要代入正負(fù)號）單位：，單位符號：，物理意義：如果電荷量為1C的電荷在該點(diǎn)的電勢能是 1J，這一點(diǎn)的電勢就是 電勢是量，只有，沒有，電場中某一點(diǎn)的電勢的數(shù)值與零電勢的選擇有關(guān)，即電勢的數(shù)值決定于零電勢的選擇。因此，電勢可以有_值，可以有 _值。因此電勢有正負(fù)之分，是由于其零電勢的選擇決定。通常以大地或無窮遠(yuǎn)默認(rèn)為零。電勢是表征電場中某點(diǎn)的能的性質(zhì)的物理量，僅與電場中某點(diǎn)性質(zhì)

8、有關(guān)， 與電場力做功的值及試探電荷量、電性無關(guān)。類似場強(qiáng)E。思索：如何來判斷電勢的高低呢？目標(biāo)四：能說出等勢面的定義，知道電場線一定垂直于等勢面。在地圖上我們常用等高線來表示地形的高低，與此相似，電場中常用“等勢面”來表示電勢的高低。請你閱讀教材18頁“等勢面”等勢面定義： ，也是假想出來的。 請你和老師一起分析等勢面與電場線有什么關(guān)系？在同一等勢面上，任何兩點(diǎn)間的電勢 ，所以在同一等勢面上移動(dòng)電荷時(shí)靜電力，由此可知，等勢面一定與電場線 ，且由電勢的等勢面指向電勢 的等勢面。請你利用反證法說明：如果等勢面與電場線不垂直情況會(huì)如何？請你認(rèn)識以下幾種常見的電場的等勢面：AlKft帶尊丹時(shí)電荷的141飯等量異、同種點(diǎn)電荷