必修3—114电势能和电势

第四节“电势能和电势”教案教学目标（一）知识与技能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。明确电势能、电势、静电力的功、 电势能的关系。 了解电势与电场线的关系， 了解等势面的意义及与电场线的关系。（二）过程与方法通过与前面知识的结合， 理解电势能与静电力做的功的关系， 从而更好的了解电势能和电势的概念。（三 ）情感态度与价值观尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题，增强科学探究的价值观。教学重点： 理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。教学难点： 掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。教学过程：（一）复习前面相关知识1静电力、电场强度概念，指出前面我们从力的性质研究电场，从本节起将从能量的角度研究电场。2复习功和能量的关系。从静电力做功使试探电荷获得动能入手，提出问题： 是什么能转化为试探电荷的动能？引入新课。（二）进行新课1静电力做功的特点结合课本图1。4-1（右图）分析试探电荷q 在场强为E 的均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（ 2）q 沿折线从A 到 M 、再从 M 到 B（ 3）q 沿任意曲线线A 到 B结果都一样即：W=qEL AM =qEL AB cos【结论】：在任何电场中，静电力移动电荷所做的功，只与始末两点的位置有关，而与电荷的运动路径无关。与重力做功类比，引出：2电势能（ 1）电势能： 由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做电势能。（ 2）静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于电势能的变化量。写成式子为：W ABEPAEPB注意：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。1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。求电荷在电场中某点具有的电势能电荷在电场中某一点A 具有的电势能EP 等于将该点电荷由A 点移到电势零点电场力所做的功 W 的。即 EP=W求电荷在电场中A 、 B 两点具有的电势能高低将电荷由A 点移到 B 点根据电场力做功情况判断，电场力做正功，电势能减小，电荷在 A 点电势能大于在B 点的电势能，反之电场力做负功，电势能增加，电荷在B 点的电势能小于在 B 点的电势能。电势能零点的规定若要确定电荷在电场中的电势能，应先规定电场中电势能的零位置。关于电势能零点的规定：P19（大地或无穷远默认为零）所以：电荷在电场中某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零电势能位置时电场力所有做的功。如上式若取B 为电势能零点，则A 点的电势能为：EPAWABqELAB举例分析：对图1。 4-1 中的各量附与一定的数值，后让学生计算。（ 1 课时）3电势 - 表征电场性质的重要物理量度通过研究电荷在电场中电势能与它的电荷量的比值得出。参阅P20 图 1。 4-3（ 1）定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。用表示。标量，只有大小，没有方向，但有正负。Ep（2）公式：（与试探电荷无关）q（ 3）单位：伏特（ V ）（ 4）电势与电场线的关系：电势顺线降低。 （电场线指向电势降低的方向）（ 5）零电势位置的规定：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（大地或无穷远默认为零）让学生思考和讨论P21 问题。引导学生分析问题与练习3、44等势面定义：电场中电势相等的点构成的面等势面的性质：在同一等势面上各点电势相等，所以在同一等势面上移动电荷，电场力不做功电场线跟等势面一定垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。等势面越密，电场强度越大等势面不相交，不相切等势面的用途：由等势面描绘电场线。几种电场的电场线及等势面注意：等量同种电荷连线和中线上2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。引导学生分析问题与练习7。【课堂练习】1关于在电场中移动电荷与电势能的关系，下列说法中正确的是()A电荷沿电场线方向移动，电势能一定增加B电荷沿电场力方向移动，电势能一定增加C电荷逆电场力方向移动，电势能一定增加D电荷沿垂直于电场线方向移动，电势能一定不变答案： CD2有一电荷量 q 3×10 6 C 的电荷，从电场中的 A 点移到 B 点时，克服静电力做功 6×104 J。求：电荷的电势能怎样变化？变化了多少？以 B 为零势能点，电荷在A 点的电势能 EpA 是多少？如果把这一电荷从 B 点移到 C 点时静电力做功 9×10 4 J，电荷的电势能怎样变化？变化了多少？如果选取 C 点为零势能点，则电荷在A 点的电势能 EpA 又是多少？通过这一例题你有什么收获？解析： 静电力做功 WAB 6×104 J，电势能增加了 6×104 J。以 B 为零势能点，电荷在A 点的电势能是 6× 104 J。WBC 9×104 J，电荷的电势能减少了9× 104 J。3以 C 点为零势能点，则电荷在A 点的电势能 EpA W ACWAB WBC 3× 104 J。取不同的零势能点，同一电荷在电场中同一点的电势能数值是不同的。【课堂小结】【布置作业】【课后反思】4