2019-2020年人教版高中物理选修3-1 第1章 第4节 电势能和电势（教案）.doc

2019-2020年人教版高中物理选修3-1 第1章 第4节 电势能和电势（教案）【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能的性质的物理量；3明确电势能、电势、静电力做功、电势能的关系；4了解电势与电场线的关系；5了解等势面的意义及与电场线的关系。【过程与方法】通过前面知识的结合，理解电势能与静电力做功的关系，从而更好的了解电势能和电势的概念。【情感态度与价值观】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，增强科学价值观。【教学过程】重难点一、对电势能的理解1电场力做功的特点（1）匀强电场中电场力做功的计算：如图所示，在场强为E的匀强电场中，将正电荷q从A移到B，若ABL，并且AB与电场线的夹角为.则电场力对电荷所做的功为WFLcosqELcos.（2）电场力做功的特点静电场中，电场力做功只与移动电荷的电荷量以及起点和终点的位置有关，而与路径无关2电势能的特点(1)电势能是由电场和电荷共同决定的，属于电荷和电场所共有的，我们习惯上说成电荷的电势能。(2)电势能是标量，有正负但没有方向，其正负表示大小。(3)电势能是相对的，其大小与选定的参考点有关。确定电荷的电势能，首先应确定参考点，也就是零势能点的位置。3电势能增减的判断方法(1)做功判断法无论正、负电荷，只要电场力做正功，电荷的电势能一定减小；只要电场力做负功，电荷的电势能一定增大。(2)电场线判断法正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大。负电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小。4电势能与重力势能的比较两种势能比较内容电势能重力势能定义电场中的电荷具有的势能电势能重力场中的物体具有的势能重力势能系统性电荷和电场物体和地球大小的相对性电荷在某点的电势能等于把电荷从该点移到零势能位置时静电力做的功物体在某点的重力势能等于把物体从该点移到零势能位置时重力做的功变化大小的量度电场力做的功是电势能变化大小的量度，静电力做的功等于电势能的减少量重力做的功是重力势能变化大小的量度，重力做的功等于重力势能的减少量对应力做功的特点做功多少只与始末位置有关，与经过的路径无关，且做的功等于势能的减少量【特别提醒】电势能大小的判断(1)场源电荷判断法：离正场源电荷越近，正试探电荷的电势能越大，负试探电荷的电势能越小；离负场源电荷越近，正试探电荷的电势能越小，负试探电荷的电势能越大(2)电场线法：正电荷顺着电场线的方向移动时电势能逐渐减小，逆着电场线的方向移动时电势能逐渐增大；负电荷顺着电场线的方向移动时电势能逐渐增大，逆着电场线的方向移动时电势能逐渐减小(3)做功判断法：无论正、负电荷，电场力做正功，电荷的电势能减小；电场力做负功，电荷的电势能增大.【典型例题】在图示的非匀强电场中，实线表示电场线；在只受电场力的作用下，电子从A点运动到B点；电子在A点的速度方向如图所示比较电子在A、B两点的速度、加速度、电势能，其中正确的是（）AvAvB、aAaB、EpAEpBBvAvB、aAaB、EpAEpBCvAvB、aAaB、EpAEpBDvAvB、aAaB、EpAEpB【答案】D重难点二、电势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2定义式：.3对电势的理解(1)在国际单位制中，电势的单位是伏特(V)，1 V1 J/C(2)电势是标量，只有大小，没有方向，但有正值和负值之分，是表示电场能量性质的一个物理量(3)在利用计算电势时，Ep、q可代入正、负号运算，计算结果的正、负号恰好反映了电势的高低(4)电势的相对性电势是相对的，只有先确定了电势零点以后，才能确定电场中其他位置的电势电场中某点的电势跟电势零点的选择有关对不是无限大的带电体产生的电场，通常取无限远处的电势为零；在实际处理问题中，又常取大地电势为零4电势与电场线的关系：无论什么电场，沿电场线方向电势是逐渐降低的，且是电势降落最快的方向5电势能与电势的区别与联系电势电势能Ep物理意义反映电场的能的性质的物理量反映电荷在电场中某点所具有的能量相关因素电场中某一点的电势的大小，只跟电场本身有关，跟试探电荷q无关电势能的大小是由点电荷q和该点电势共同决定的大小电势沿电场线逐渐降低，规定零电势点后，某点的电势高于零，则为正值；某点的电势低于零，则为负值正点电荷(q)：电势能的正负跟电势的正负相同负点电荷(q)：电势能的正负跟电势的正负相反单位伏特V焦耳J联系或Epq，二者均是标量5电势能与电势的区别与联系电势电势能Ep物理意义反映电场的能的性质的物理量反映电荷在电场中某点所具有的能量相关因素电场中某一点的电势的大小，只跟电场本身有关，跟试探电荷q无关电势能的大小是由点电荷q和该点电势共同决定的大小电势沿电场线逐渐降低，规定零电势点后，某点的电势高于零，则为正值；某点的电势低于零，则为负值正点电荷(q)：电势能的正负跟电势的正负相同负点电荷(q)：电势能的正负跟电势的正负相反单位伏特V焦耳J联系或Epq，二者均是标量电势电场强度E矢标性标量矢量单位V/mN/C联系(1)电势沿着电场强度的方向降低(2)大小之间不存在任何关系，电势为零的点，电场强度不一定为零；电势高的地方，电场强度不一定大；电场强度为零的地方，电势不一定为零；电场强度大的地方，电势不一定高【特别提醒】如何比较电场中两点电势的高低(1)根据电场力做功判断：在两点间移动正电荷，如果电场力做正功，则电势降低，如果电场力做负功，则电势升高在两点间移动负电荷，如果电场力做正功，则电势升高；如果电场力做负功，则电势降低(2)根据电场线确定：电场线的方向就是电势降低最快的方向(3)根据电荷电势能的变化：如果在两点间移动正电荷时，电势能增加，则电势升高；电势能减少，则电势降低如果在两点间移动负电荷时，电势能增加，则电势降低；电势能减少，则电势升高【典型例题】如图所示，电场中有a、b两点，则下列说法中正确的是：（）A电势，场强B电势，场强C将电荷-q从a点移到b点电场力做负功D将电荷-q分别放在a、b两点时具有的电势能【答案】C重难点三、等势面1等势面的特点(1)在等势面内任意两点间移动电荷，电场力不做功。(2)在空间中两等势面不相交。(3)电场线总是和等势面垂直，且从电势较高的等势面指向电势较低的等势面。(4)在电场线密集的地方，等差等势面密集；在电场线稀疏的地方，等差等势面稀疏。(5)等势面是为描述电场的性质而假想的面。(6)等势面的分布与零电势点的选取无关。2几种常见的电场的等势面分布【特别提醒】(1)已知等势面的情况时，可作等势面的垂线来确定电场线，并由“电势降低”的方向确定电场线方向。(2)已知电场线时，可作电场线的垂线来确定等势面，并由“沿电场线方向电势降低”确定等势面的电势高低。【典型例题】如图所示，虚线表示某电场的等势面，一带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点的径迹如图中实线所示。粒子在A 点的速度为、电势能为；在B点的速度为、电势能为。则下列结论正确的是A.粒子带正电， B.粒子带负电，C.粒子带正电， D.粒子带负电，【答案】B