2019-2020年高中物理 1.4《電勢能和電勢》教案 新人教版選修3-1.doc

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2019-2020年高中物理 1.4《電勢能和電勢》教案 新人教版選修3-1 （一） 知識與技能 1、理解靜電力做功的特點、電勢能的概念、電勢能與電場力做功的關系。 2、理解電勢的概念，知道電勢是描述電場的能的性質(zhì)的物理量。明確電勢能、電勢、靜電力的功、電勢能的關系。了解電勢與電場線的關系，等勢面的意義及與電場線的關系。 （二）過程與方法：通過與前面知識的結合，理解電勢能與靜電力做的功的關系，從而更好的了解電勢能和電勢的概念。 （三）情感態(tài)度與價值觀：嘗試運用物理原理和研究方法解決一些與生產(chǎn)和生活相關的實際問題，增強科學探究的價值觀。 重點：理解掌握電勢能、電勢、等勢面的概念及意義。 難點：掌握電勢能與做功的關系，并能用此解決相關問題。 教 學 活 動 教學過程： （一）復習前面相關知識 1．靜電力、電場強度概念，指出前面我們從力的性質(zhì)研究電場，從本節(jié)起將從能量的角度研究電場。 2．復習功和能量的關系。從靜電力做功使試探電荷獲得動能入手，提出問題：是什么能轉化為試探電荷的動能？引入新課。 （二）進行新課 一．靜電力做功的特點 結合課本圖1。4-1（右圖）分析試探電荷q在場強為E的均強電場中沿不同路徑從A運動到B電場力做功的情況。 （1） q沿直線從A到B （2） q沿折線從A到M、再從M到B （3） q沿任意曲線線A到B 結果都一樣即：W=qELAM =qELABcos 結論：在任何電場中，靜電力移動電荷所做的功，只與始末兩點的位置有關，而與電荷的運動路徑無關。 與重力做功類比，引出： 二．電勢能 （1） 電勢能：由于移動電荷時靜電力做功與移動的路徑無關，電荷在電場中也具有勢能，這種勢能叫做電勢能。 （2） 靜電力做功等于電勢能的變化量（靜電力做功改變電勢能）。 電場力做正功，電荷的電勢能減??；電場力做負功，電荷的電勢能增加。電場力做多少功，電勢能就變化多少，在只受電場力作用下，電勢能與動能相互轉化，而它們的總量保持不變。 無論電荷的正負： 正電荷順著電場線移動，電場力做正功，電勢能減少 正電荷逆著電場線移動，電場力做負功，電勢能增加 負電荷順著電場線移動，電場力做負功，電勢能增加 負電荷逆著電場線移動，電場力做正功，電勢能減少 ( 3 )注意： ①．電勢能零點的規(guī)定：大地或無窮遠默認為零 ②在正電荷產(chǎn)生的電場中正電荷在任意一點具有的電勢能都為正，負電荷在任 一點具有的電勢能都為負。 在負電荷產(chǎn)生的電場中正電荷在任意一點具有的電勢能都為負，負電荷在任意一點具有的電勢能都為正。 ③電荷在電場中某一點A具有的電勢能EP等于將該點電荷由A點移到電勢零點電場力所做的功W的。即EP=W ④．將電荷由A點移到B點根據(jù)電場力做功情況判斷，電場力做正功，電勢能減小，電荷在A點電勢能大于在B點的電勢能，反之電場力做負功，電勢能增加，電荷在B點的電勢能小于在B點的電勢能。 通過研究電荷在電場中電勢能與它的電荷量的比值得出。（數(shù)據(jù)列舉） 三．電勢 （相當于高度） （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，叫做這一點的電勢。用表示。標量，只有大小，沒有方向，但有正負。 （2）公式：（與試探電荷無關） 伏特（V） （3）零電勢位置的規(guī)定：大地或無窮遠默認為零，電場中某一點的電勢的數(shù)值與零電勢的選擇有關，即電勢的數(shù)值決定于零電勢的選擇． （4）電勢與電場線的關系：電勢順線降低。（電場線指向電勢降低的方向）數(shù)據(jù)列舉 （5）正電荷的電場中電勢為正，負電荷的電場中電勢為負 E 20V 10 0 －10 四．等勢面 1． 定義：電場中電勢相等的點構成的面 2． 幾種電場的電場線及等勢面 （3）等勢面的特點 9 8 7 6 6 6 6 5 4 3 2 1 0 1、 在等勢面上移動電荷，電場力不做功 2、 電場線（或E）⊥等勢面 3、 電場線由高的等勢面指向低的等勢面 4、 等勢面不相交 ，可以閉合 5、 靜電平衡的導體是等勢體，表面是等勢面 6、 等差等勢面――相鄰的等勢面的電勢差相等 （1） 差等勢面越密的地方，電場越強，場強越大 20 10 0 （2） 相鄰的等差等勢面移動同一個電荷電場力做功相等 7、沿電場方向電勢降低最快（場強方向是電勢降落最快的地方） 8、勻強電場中，平行等長的線段兩個端點間的電勢差相等，即電勢均勻變化。 注意：①等量同種電荷（正）連線和中線上 連線上：中點電勢最小 中線上：由中點到無窮遠電勢逐漸減小，無窮遠電勢為零。 ②等量異種電荷連線上和中線上 連線上：由正電荷到負電荷電勢逐漸減小。 中線上：各點電勢相等且都等于零。 鞏固練習： 1、將帶電量為610-6C的負電荷從電場中的A點移到B點，克服電場力做了310-5J的功，再從B移到C，電場力做了1.210-5J的功，則 （1）電荷從A移到B，再從B移到C的過程中電勢能共改變了多少？ （2）如果規(guī)定A點的電勢能為零，則該電荷在B點和C點的電勢能分別為多少？ （3）如果規(guī)定B點的電勢能為零，則該電荷在A點和C點的電勢能分別為多少？ 2、有關電場中某點的電勢，下列說法中正確的是（ ） A、由放在該點的電荷所具有的電勢能的多少決定 B、由放在該點的電荷的電量多少來決定 C、與放在該點的電荷的正負有關 D、是電場本身的屬性，與放入該點的電荷情況無關 3、關于等勢面正確的說法是（ 　 ） A．電荷在等勢面上移動時不受電場力作用，所以不做功 B．等勢面上各點的場強大小相等 C．等勢面一定跟電場線垂直 D．兩等勢面不能相交 4、一個點電荷，從靜電場中的a點移至b點，其電勢能的變化為零，則（　　） A．a(chǎn)、b兩點的場強一定相等 B．該電荷一定沿等勢面移動 C．作用于該點電荷的電場力與其移動方向總是垂直的 D．a(chǎn)、b兩點的電勢相等 5、在勻強電場中有a、b、c三點，位置關系如圖52-6所示，其中ab=√3 cm，bc=1cm已知電場線與abc三點所在的平面平行,若將電量為-210－８C的點電荷從a 移到b，電場力不做功，而把該電荷從a移到c，電場力做功為1.810－７J (1)畫出通過 a、b、c 三點的電場線 (2)求該勻強電場的電場強度