電勢能和電勢說課

電勢能和電勢說課第1頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一學情分析知識準備：功能關系，尤其是重力做功與重力勢能變化關系以及重力勢能的特點已經有較深入的認識。

比值法定義物理量以前多有接觸存在困難：電勢能和電勢的概念抽象，建立過程比較困難，因為在研究重力勢能時沒有特別研究與電勢相對應的物理量，如“重力勢”

類比的方法用的比較少，在此處大量應用對思維遷移能力要求較高第2頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一教學目標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的特點2.將靜電力做功與重力做功進行類比，理解靜電力做功與電勢能變化的關系。認識電勢能的相對性3.知道電勢的定義方法及其公式、單位4.知道等勢面的定義，知道電場線一定垂直于等勢面第3頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一教學重難點1.理解電勢能、電勢、等勢面的概念及意義2.掌握電勢能變化與電場力做功的關系，并能用此解決相關問題第4頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一教學方法類比的方法。反證法（在研究電場方向與等勢面垂直時應用）問題式引導課時安排：兩課時，第一課時解決靜電力做功和電勢能的問題，第二課時解決電勢和等勢面的問題第5頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一教學過程一、導入新課1.設置情景把一個靜止的試探電荷放入電場中，它將在電場力的作用下做加速運動，經過一段時間之后，試探電荷的動能會增加2.提出問題A：什么力做功使試探電荷的功能增加B：什么形式的能轉化為試探電荷的動能？第6頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一二、新課講授（1）靜電力做功的特點(以勻強電場對正的試探電荷做功為例）E+qABME+qABM結論：在勻強電場中移動電荷時，靜電力做的功與電荷的起始位置和終止位置有關，但與電荷經過的路徑無關。拓展：該特點在非勻強電場中也成立（采用微元法，化非勻強電場為勻強電場）第7頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一（2）電勢能問題1：電場力做功的特點與我們學過的哪種力做功特點類似？問題2：重力做功與路徑無關，我們引入了重力勢能的概念，知道了物體重力作用下加速下落過程中是重力勢能轉化為動能。那么電場力做功也與路徑無關，該引入什么能呢？正的試探電荷在電場中加速的過程中是什么能轉化為試探電荷的動能呢？問題3：重力做的正功等于減少的重力勢能，克服重力做功等于增加的重力勢能，可用公式來描述重力做功和重力勢能變化的關系，靜電力做功與重力勢能的變化也可以用來描述嗎？第8頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一問題4：重力做功只能確定重力勢能的變化量，無法確定重力勢能的大小，要想確定重力勢能大小，我們首先選取零勢面。同樣的靜電力做功只能確定電勢能的變化量，而無法確定電荷在電場中的電勢能的數值，那么如何確定電荷在電場中的電勢能？電勢能具有相對性嗎？電勢能的零點該如何選??？問題5：重力勢能為物體和地球的系統(tǒng)所共有，電勢能也具有系統(tǒng)性嗎？它屬于哪個系統(tǒng)？第9頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一1.定義：電荷在電場中具有的與電荷位置有關的能，叫電勢能。2、電場力對電荷做正功，電荷的電勢能減小，電場力對電荷做負功，電荷的電勢能增大，

電勢能3、電勢能是相對的，與零電勢能面有關，一般選無窮遠處或大地為零勢能點電荷在某點的電勢能等于把它從研究位置到零勢能位置時靜電力做的功。4、電勢能是電荷和電場所共有的，具有系統(tǒng)性5.標量性第10頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一重力勢能和電勢能類比

重力場中，重力：地球和物體之間存在的吸引力電場中，電場力：電荷之間的作用力有重力就有重力勢能Ep=mgh有電場力就有相應的能，叫電勢能EPEp由物體和地面間的相對位置決定EP由電荷間的相對位置決定電場力做正功，電勢能就減少電場力做負功，電勢能就增加電場力作功，電勢能改變重力做功，重力勢能改變重力做正功，重力勢能就減少重力做負功，重力勢能就增加W重=EP1-EP2W電=EPA-EPB第11頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一（3）電勢提出問題：能否用電勢能來表述電場能的性質？第12頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一取O點的電勢能為零,則:EPA=qELCOSθ討論電勢能與電荷的比值?思考與討論ALOθE+第13頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一2.公式:3.單位:伏特符號為V1V=1J/C電勢1.定義:電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量的比值。第14頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一對電勢的理解1：電勢的相對性：某點電勢的大小是相對于零點電勢而言的。零電勢的選擇是任意的，一般選地面和無窮遠為零勢能面。2：電勢的固有性：電場中某點的電勢的大小是由電場本身的性質決定的，與放不放電荷及放什么電荷無關。3：電勢是標量，4：計算時EP,q,都帶正負號。第15頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一1.沿著電場線方向,電勢將怎樣變化?思考與討論3.電勢為負數時,負號表示方向嗎?2.如何確定電場中某點的電勢?第16頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一地理上，等高線表示地勢的高低。在電場中常用等勢面來表示電勢的高低。電場中電勢相同的各點構成的面叫做等勢面等勢面第17頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一等勢面等勢面的特點：1、等勢面一定跟電場線垂直，在同一等勢面上的任意兩點間移動電荷，電場力不做功；2、電場線總是從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面，任意兩個等勢面都不會相交；3、等差等勢面越密的地方電場強度越大第18頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一等勢面幾種典型電場的等勢面：1、點電荷電場中的等勢面：以點電荷為球心的一簇球面第19頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一等勢面2、等量異種點電荷電場中的等勢面：兩簇對稱曲面第20頁，共22頁，