高中物理电势能和电势教案设计.docx
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高中物理电势能和电势教案设计
高中物理电势能和电势教案设计
1.4电势能和电势
1、理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系。
2、理解电势的概念,知道电势是描述电场的能的性质的物理量。
3、明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。
4、了解电势与电场线的关系,等势面的意义及与电场线的关系。
理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。
难点:
掌握电势能与做功的关系,并能用此解决相关问题
自主、合作、探究
1.回顾:
静电力、电场强度、重力势能的概念。
2.一个静止的试探电荷放入电场中,它在静电力的作用下将做加速运动而获得动能,请同学们思考:
是什么能转化为试探电荷的动能?
学习过程用案人自我创新
结合课本1.4-1分析试探电荷q在场强为E的匀强电场中沿不同路径从A运动到B电场力做功的情况。
(1)q沿直线从A到B,W1=。
(2)q沿折线从A到M、再从M到B,W2=。
(3)q沿任意曲线线A到B,W3=。
静电力做功特点与重力做功一样吗?
(1)电势能:
由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关,所以电荷在电场中也具有势能,这种势能叫做。
(2)静电力做功等于电势能的变化量(静电力做功改变电势能)电场力做正功,电荷的电势能减小;电场力做负功,电荷的电势能增加。
电场力做多少功,电势能就变化多少,在只受电场力作用下,电势能与动能相互转化,而它们的总量保持不变。
(与重力做功相类比)
分析:
正电荷顺着电场线移动,电场力做,电势能
正电荷逆着电场线移动,电场力做,电势能
负电荷顺着电场线移动,电场力做,电势能
负电荷逆着电场线移动,电场力做,电势能
(3)注意:
①.电势能零点的规定:
大地或无穷远默认为零
②在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为正,负电荷在任一点具有的电势能都为负。
在负电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为负,负电荷在任意一点具有的电势能都为正。
[思考、讨论]
1.如何计算电荷在电场中某一点A具有的电势能EP?
2.将电荷由A点移到B点如何判断电荷A、B两点电势能的大小?
(1)定义:
。
用表示。
电势是标量,只有大小,没有方向,但有正负。
[高考资源网KS5U.]
(2)公式:
(与试探电荷无关)单位:
伏特(V)
(3)零电势位置的规定:
大地或无穷远默认为零,电场中某一点的电势的数值与零电势的选择有关,即电势的数值决定于零电势的选择.
讨论(合作学习):
1、电势的高低与电场线的关系:
。
2、正电荷的电场中电势为正,负电荷的电场中电势为负
1.定义:
电场中电势相等的点构成的面
2.几种电场的电场线及等势面(虚线)
3.等势面的特点
1、在等势面上移动电荷,电场力不做功
2、电场线(或E)⊥等势面
3、电场线由高的等势面指向低的等势面
4、等势面不相交,可以闭合
5、静电平衡的导体是等势体,表面是等势面(了解)
7、沿电场方向电势降低最快(场强方向是电势降落最快的地方)
特别说明:
(结合上面图理解)
①等量同种电荷(正)连线和中线上
连线上:
中点电势最小
中线上:
由中点到无穷远电势逐渐减小,无穷远电势为零。
②等量异种电荷连线上和中线上
连线上:
由正电荷到负电荷电势逐渐减小。
中线上:
各点电势相等且都等于零。
达标检测1、下列说法正确的是()
A.在电场中顺着电场线移动电荷,电场力做功,电荷电势能减少
B.在电场中逆着电场线移动电荷,电场力做功,电荷电势能减少
C.在电场中顺着电场线移动正电荷,电场力做正功,电荷电势能减少
D.在电场中逆着电场线移动负电荷,电场力做负功,电荷电势能增加
2、如图所示,A、B、C为电场中同一电场线上的三点,设电荷在电场中只受电场力作用,则下列说法正确的是()
A、若在C点无初速释放正电荷,电荷向B运动,电势能减小
B、若在C点无初速释放正电荷,电荷向B运动,电势能增大
C、若在C点无初速释放负电荷,电荷向A运动,电势能增大
D、若在C点无初速释放负电荷,电荷向A运动,电势能减小
3、图一表示等量异种电荷P和Q形成的电场内的一簇等势面,求
(1)P、Q各带何种电荷?
(2)把q=10-7C的正点电荷从A移到B,电场力做多少功?
(3)把q从B移到C电场力做多少功?
(4)把q从C移到A电场力做多少功?
(5)q从A出发经过B和C回到A的过程中电场力对电荷做的总功为多少?
4、如图6,在点电荷+Q电场中,以+Q为球心的同一球面上有A、B、C三点,把正检验电荷从球内P点移到A、B、C各点时电场力作功WPA、WPB、WPC的大小关系为________.
5、如图7,a、b、c、d为某电场中的等势面,一带正电粒子飞入电场后只在电场力作用下沿M点到N点的虚线运动.由图可知,四个等势面电势Ua、Ub、Uc、Ud由高到低的排列顺序是_______,带电粒子在M、N两点中,电势能较大的是_________点.
6、如图3,绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中,场强为E.在与环心等高处放有一质量为m、带电+q的小球,由静止开始沿轨道运动,下述说法正确的是()
A.小球在运动过程中机械能守恒
B.小球经过环的最低点时速度最大
C.小球经过环的最低点时对轨道压力为(mg+Eq)
D.小球经过环的最低点时对轨道压力为3(mg-qE)
7、若带正电的小球只受电场力的作用,则它在任意一段时间内()
A.一定沿着电场线由高电势向低电势运动
B.一定沿着电场线由低电势向高电势运动
C.不一定沿电场线运动,但一定由高电势向低电势运动
D.不一定沿电场线运动,也不一定由高电势向低电势运动
8、在静电场中,关于场强和电势的说法正确的是()
A.电场强度大的地方电势一定高
B.电势为零的地方场强也一定为零
C.场强为零的地方电势也一定为零
D.场强大小相同的点电势不一定相同
9、在匀强电场中有a、b、c三点,位置关系如图52-6所示,其中ab=√3cm,bc=1cm已知电场线与abc三点所在的平面平行,若将电量为-2×10-8C的点电荷从a移到b,电场力不做功,而把该电荷从a移到c,电场力做功为1.8×10-7J
(1)画出通过a、b、c三点的电场线
(2)求该匀强电场的电场强度
内容仅供参考