1、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
2、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
3、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: 电势能零点的规定:大地或无穷远默认为零 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。
4、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
5、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) 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。 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
6、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=107C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
7、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
8、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(mgEq) D小球经过环的最低点时对轨道压力为3(mgqE) 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=3 cm,bc=1cm已知电场线与abc三点所在的平面平行,若将电量为-210C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1.810J (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
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