2019-2020年高二物理一輪復(fù)習(xí) 3-1 1.4《電勢(shì)能和電勢(shì)》教學(xué)案.doc

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2019-2020年高二物理一輪復(fù)習(xí) 3-1 1.4《電勢(shì)能和電勢(shì)》教學(xué)案 一【教材分析】 本節(jié)內(nèi)容為物理選修3－1中第一章靜電場(chǎng)中第四節(jié)的教學(xué)內(nèi)容，它處在電場(chǎng)強(qiáng)度之后，位于電勢(shì)差之前，起到承上啟下的作用。它是課程教學(xué)中利用物理思維方法較多的一堂課，尤其是用類(lèi)比的方法達(dá)到對(duì)新知識(shí)的探究，同時(shí)讓學(xué)生就具體的物理知識(shí)遷 移埋下思維鋪墊。教材從電場(chǎng)對(duì)電荷做功的角度出發(fā)，推知在勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)力做功與移動(dòng)電荷的路徑無(wú)關(guān)。進(jìn)而指出這個(gè)結(jié)論對(duì)非勻強(qiáng)電場(chǎng)也是適用的，并與重力勢(shì)能類(lèi)比，說(shuō)明電荷在電場(chǎng)中也是具有電勢(shì)能。電場(chǎng)力做功的過(guò)程就是電勢(shì)能的變化量，而不能決定電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能的數(shù)值，因此有必要規(guī)定電勢(shì)能零點(diǎn)。對(duì)學(xué)生能力的提高和對(duì)知識(shí)的遷移、靈活運(yùn)用給予了思維上的指導(dǎo)作用。 二【教學(xué)目標(biāo)】 1．知識(shí)與技能 理解靜電力做功的特點(diǎn)、電勢(shì)能的概念、電勢(shì)能與電場(chǎng)力做功的關(guān)系。 理解電勢(shì)的概念，知道電勢(shì)是描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量。 明確電勢(shì)能、電勢(shì)、靜電力的功、電勢(shì)能的關(guān)系。 了解電勢(shì)與電場(chǎng)線的關(guān)系，了解等勢(shì)面的意義及與電場(chǎng)線的關(guān)系。 2．過(guò)程與方法 通過(guò)與前面知識(shí)的結(jié)合，理解電勢(shì)能與靜電力做的功的關(guān)系，從而更好的了解電勢(shì)能和電勢(shì)的概念。 培養(yǎng)對(duì)知識(shí)的類(lèi)比能力，以及對(duì)問(wèn)題的分析、推理能力。 通過(guò)學(xué)生的理論探究，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。培養(yǎng)學(xué)生利用物理語(yǔ)言分析、思考、描述概念和規(guī)律的能力。 3．情感、態(tài)度與價(jià)值觀 嘗試運(yùn)用物理原理和研究方法解決一些與生產(chǎn)、生活相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題，增強(qiáng)科學(xué) 探究的價(jià)值觀。利用知識(shí)類(lèi)比和遷移激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用知識(shí)和對(duì)科學(xué)的求知欲。 利用等勢(shì)面圖象的對(duì)稱(chēng)美，形態(tài)美以獲得美的享受、美的愉悅，自己畫(huà)圖，在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)提高對(duì)美的感受力和鑒別力。 在研究問(wèn)題時(shí)，要培養(yǎng)突出主要矛盾，忽略次要因素的思維方法。 三【教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)】 1．重點(diǎn) 理解掌握電勢(shì)能、電勢(shì)、等勢(shì)面的概念及意義。 2．難點(diǎn) 掌握電勢(shì)能與做功的關(guān)系，并能用此解決相關(guān)問(wèn)題。 四【學(xué)情分析】 通過(guò)對(duì)必修內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)功的計(jì)算，重力做功的特點(diǎn)，重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系，能量守恒定律等內(nèi)容已相當(dāng)熟悉，具備了學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容的知識(shí)前提，但建立起電勢(shì)能的概念對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)相對(duì)比較困難的，因?yàn)殡妶?chǎng)的概念特別抽象，特別是從力與能量?jī)蓷l線上同時(shí)研究電場(chǎng)，讓學(xué)生感到有點(diǎn)“力不從心” ，知識(shí)遷移及靈活運(yùn)用是學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中要跨越的一個(gè)臺(tái)階 五【教學(xué)方法】 理論、類(lèi)比探究、分析歸納、討論分析、應(yīng)用舉例、體驗(yàn)探究 六【課前準(zhǔn)備】 掛圖 七【課時(shí)安排】 2課時(shí) 八【教學(xué)過(guò)程】 （一）預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑 1．靜電力，電場(chǎng)強(qiáng)度概念，指出前面我們從力的性質(zhì)研究電場(chǎng)，從本節(jié)起將從能量的角度研究電場(chǎng)。 2．復(fù)習(xí)功和能量的關(guān)系：如圖所示從靜電場(chǎng)中靜電力做功使試探電荷獲得動(dòng)能入手，提出問(wèn)題：是什么轉(zhuǎn)化為試探電荷的動(dòng)能？ （二）情景引入、展示目標(biāo)。 第四節(jié)、電勢(shì)能和電勢(shì) 一、靜電力做功的特點(diǎn) 讓試探電荷q在電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中沿幾條不同路徑從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，我們來(lái)計(jì)算這幾種情況下靜電力對(duì)電荷所做的功。 W＝F|AB|＝qE|AB| W＝F|AB|cosθ＝qE|AB| W＝W1+W2+W3+…… 其中F＝qE|AM| 分析三種情況下的做功的數(shù)據(jù)結(jié)果，結(jié)合具體的問(wèn)題情景，從中找到共同點(diǎn)和不同點(diǎn)，聯(lián)系前面所學(xué)的知識(shí)，歸納得出相關(guān)的物理知識(shí)。從中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和知識(shí)結(jié)論。 結(jié)論：靜電力做的功只與電荷的起始位置和終點(diǎn)位置有關(guān)，與電荷經(jīng)過(guò)的路徑無(wú)關(guān)。 拓展：該特點(diǎn)對(duì)于非勻強(qiáng)電場(chǎng)中也是成立的。 二、電勢(shì)能 尋找類(lèi)比點(diǎn)：力做功只與物體位置有關(guān)，而與運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)的事例在物理中有哪些呢？屬于什么能？ （移動(dòng)物體時(shí)重力做的功與路徑無(wú)關(guān)同一物體在地面附近的同一位置才具有確定的重力勢(shì)能。） 思考：靜電力做功也與路徑無(wú)關(guān)，是否隸屬勢(shì)能？我們可以給它一個(gè)物理名稱(chēng)嗎？ 1．電勢(shì)能：由于移動(dòng)電荷時(shí)靜電力做功與移動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)，電荷在電場(chǎng)中也具有勢(shì)能，這種勢(shì)能我們叫做電勢(shì)能。電勢(shì)能用Ep表示。 【思考與討論】 如果做功與路徑有關(guān)，那能否建立電勢(shì)能的概念呢？ 2．討論：靜電力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系 通過(guò)知識(shí)的類(lèi)比，讓學(xué)生能從中感受到新知識(shí)的得出也可以通過(guò)已有獲取。 靜電力做的功等于電勢(shì)能的變化。 功是能量變化的量度。 電場(chǎng)力做多少功，電勢(shì)能就變化多少，在只受電場(chǎng)力作用下，電勢(shì)能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化，而他們總量保持不變。 WAB＝－（EpB－EpA）＝EpA－EP 【思考討論】對(duì)不同的電荷從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中，電勢(shì)能的變化情況： 正電荷從A運(yùn)動(dòng)到B做正功，即有WAB>0，則EpA>EpB，電勢(shì)能減少。 ●正電荷順著電場(chǎng)線的方向其電勢(shì)能逐漸減少。 負(fù)電荷從A運(yùn)動(dòng)到B做正功，即有WAB<0，則EpA>EpB，電勢(shì)能增加。 ●負(fù)電荷順著電場(chǎng)線的方向其電勢(shì)能逐漸降低。 對(duì)此分析得出：電勢(shì)能為系統(tǒng)所有，與重力勢(shì)能相類(lèi)似。 3．求電荷在某點(diǎn)處具有的電勢(shì)能 問(wèn)題討論：在上面討論的問(wèn)題中，請(qǐng)分析求出A點(diǎn)的電勢(shì)能為多少？ 學(xué)生思考后無(wú)法直接求出，不妨就此激勵(lì)學(xué)生，并提出類(lèi)比方法。 類(lèi)比分析：如何求出A點(diǎn)的重力勢(shì)能呢？進(jìn)而聯(lián)系到電勢(shì)能的求法。 則 EpA＝WAB （以B為電勢(shì)能零點(diǎn)） 電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能，等于靜電力把它從該點(diǎn)移動(dòng)到零勢(shì)能位置撕所做的功。 4．零勢(shì)能面的選擇 通常把電荷離場(chǎng)源電荷無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)能規(guī)定為零，或把電荷在大地表面上的電勢(shì)能規(guī)定為零。 拓展：求電荷在電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)具有的電勢(shì)能高低。 將電荷由A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，根據(jù)靜電力做功情況判斷。 若靜電力做功為正功，電勢(shì)能減少，電荷在A點(diǎn)電勢(shì)能大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能。反之靜電力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，電荷在A點(diǎn)電勢(shì)能小于在B點(diǎn)的電勢(shì)能 弄清正、負(fù)電荷在電場(chǎng)中電勢(shì)能的不同特點(diǎn)，判斷其做功特點(diǎn)再進(jìn)行判斷。 通過(guò)對(duì)不同內(nèi)容的拓展，引導(dǎo)學(xué)生能通過(guò)自己對(duì)不同事例的分析，知道對(duì)問(wèn)題考慮的全面性有所了解，同時(shí)能正確認(rèn)識(shí)到在分析問(wèn)題時(shí)還應(yīng)該思考問(wèn)題的不同側(cè)面，達(dá)到對(duì)問(wèn)題的全面解決。提高思維的深度和發(fā)散能力，達(dá)到對(duì)物理學(xué)習(xí)全面化的探究要求。 三、電勢(shì) 我們通過(guò)靜電力的研究認(rèn)識(shí)了電場(chǎng)強(qiáng)度，現(xiàn)在要通過(guò)電勢(shì)能的研究來(lái)認(rèn)識(shí)另一個(gè)物理量──電勢(shì)。它同樣是表征電場(chǎng)性質(zhì)的重要物理量度。 通過(guò)類(lèi)比可見(jiàn)，若用左圖中的Ep/m，或右圖中的Ep/q，它們的值是相同的。 如何來(lái)表征這個(gè)相同的量呢？ 讓學(xué)生很快能想到用比值定義法來(lái)定義物理量，對(duì)知識(shí)活學(xué)活用。 上面討論的是特殊情況，下面我們來(lái)討論一般情況：（如圖） EpA＝qE場(chǎng)Lcosθ 可見(jiàn)，EpA與q成正比，即電勢(shì)能跟電荷量的比值EpA/q都是相同的。對(duì)電場(chǎng)中不同位置，由于L與θ可以不同，所以這個(gè)比值一般是不同的。 電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量的比值，是由電場(chǎng)中這點(diǎn)的位置決定的，跟試探電荷本身無(wú)關(guān)。 得出結(jié)論后，引導(dǎo)學(xué)生類(lèi)比電場(chǎng)的得來(lái)過(guò)程，提出新的物理量──電勢(shì)。 1．定義：電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與他的電荷量的比值，叫做這一點(diǎn)的電勢(shì)。用φ表示。 表達(dá)式：φ＝Ep/q （與試探電荷無(wú)關(guān)） 2．電勢(shì)是標(biāo)量，它只有大小沒(méi)有方向，但有正負(fù)。 3．單位：伏特（V） 1V＝1J/C 物理意義：電荷量為1C的電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能是1J，則該點(diǎn)的電勢(shì)就是1V。 以上結(jié)論由學(xué)生得出，自己能用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)單的描敘，培養(yǎng)相關(guān)應(yīng)用歸納知識(shí)的能力。 （三）合作探究、精講點(diǎn)播思索： 如何來(lái)判斷電勢(shì)的高低呢？ 讓學(xué)生明白：根據(jù)靜電力做功的正負(fù)，判斷電勢(shì)能的變化，進(jìn)而判定電勢(shì)的高低?，F(xiàn)通過(guò)具體情景來(lái)進(jìn)行分析。 4．電場(chǎng)線指向電勢(shì)降低的方向。 電勢(shì)順線降低；順著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)越來(lái)越低。 與電勢(shì)能相似，我們知道Ep有零勢(shì)能面，因此電勢(shì)也具有相對(duì)性。 引導(dǎo)學(xué)生得出：應(yīng)該先規(guī)定電場(chǎng)中某處的電勢(shì)為零，然后才能確定電場(chǎng)中其他各點(diǎn)的電勢(shì)。 5．零電勢(shì)位置的規(guī)定：電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)的數(shù)值與零電勢(shì)的選擇有關(guān)，即電勢(shì)的數(shù)值決定于零電勢(shì)的選擇。因此電勢(shì)有正負(fù)之分，是由于其零電勢(shì)的選擇決定。 通常以大地或無(wú)窮遠(yuǎn)默認(rèn)為零。 與零電勢(shì)能的位置規(guī)定是否有相似之處呢？ 與知識(shí)進(jìn)行類(lèi)比，從前面的結(jié)論中領(lǐng)會(huì)到知識(shí)的相通性，能對(duì)知識(shí)進(jìn)行類(lèi)比應(yīng)用。 （四）反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測(cè) 【思考與討論】參看書(shū)上的問(wèn)題進(jìn)行思考與討論，然后思考若是q當(dāng)做負(fù)電荷來(lái)進(jìn)行研究，其結(jié)果是否一樣呢？ 四、等勢(shì)面 在地理課上常用等高線來(lái)表示地勢(shì)的高低。今天我們學(xué)習(xí)了電勢(shì)的知識(shí)后，那我們可以用什么來(lái)表示電勢(shì)的高低呢？ 學(xué)生：在電場(chǎng)中常用等勢(shì)面來(lái)表示電勢(shì)的高低。 1．等勢(shì)面：電場(chǎng)中電勢(shì)相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面。 【體驗(yàn)性實(shí)踐】尋找等勢(shì)面：找正點(diǎn)電荷和帶電平行金屬板中的等勢(shì)面。 通過(guò)體驗(yàn)性實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生明白到如何去尋找等勢(shì)面，達(dá)到對(duì)后續(xù)結(jié)論探究創(chuàng)設(shè)前置氛圍。 觀看掛圖，從中尋找不同電場(chǎng)中等勢(shì)面的不同和相同點(diǎn)，進(jìn)行合理猜想。 2．等勢(shì)面與電場(chǎng)線的關(guān)系 ⑴在同一等勢(shì)面上各點(diǎn)電勢(shì)相等，所以在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷，靜電力不做功。 WAB＝EpA－EPb＝qφA－qφB＝0 討論：什么情況下會(huì)出現(xiàn)力做功為零的情況？ 引導(dǎo)分析得出：F⊥v ⑵電場(chǎng)線跟等勢(shì)面一定垂直，即跟電場(chǎng)強(qiáng)度的方向垂直。 引導(dǎo)學(xué)生用反證法達(dá)到證明的目的，加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用。 而沿著電場(chǎng)線的方向，電勢(shì)越來(lái)越低。 歸納總結(jié)可得出：電場(chǎng)線跟等勢(shì)面垂直，并且由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面。 若兩個(gè)相鄰的等勢(shì)面間的電勢(shì)之差是相等的，則能得到書(shū)上圖1．4－5的圖形。觀看圖形或掛圖，結(jié)合電場(chǎng)線的特點(diǎn)，可得出結(jié)論。 ⑶等勢(shì)面越密，電場(chǎng)強(qiáng)度越大。 ⑷等勢(shì)面不相交、不相切。 3．應(yīng)用等勢(shì)面：由等勢(shì)面描繪電場(chǎng)線 方法：先測(cè)繪出等勢(shì)面的形狀和分布，再根據(jù)電場(chǎng)線與等勢(shì)面的關(guān)系，繪出電場(chǎng)線的分布，于是我們就知道電場(chǎng)的情況了。 【體驗(yàn)性實(shí)驗(yàn)】測(cè)繪兩個(gè)異種點(diǎn)電荷的靜電場(chǎng)分布。 加強(qiáng)體驗(yàn)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，讓學(xué)生形成深刻印象，達(dá)到對(duì)知識(shí)應(yīng)用能力的提高。 九【板書(shū)設(shè)計(jì)】 第四節(jié)、電勢(shì)能和電勢(shì) 一、靜電力做功的特點(diǎn) 結(jié)論：靜電力做的功只與電荷的起始位置和終點(diǎn)位置有關(guān)，與電荷經(jīng)過(guò)的路徑無(wú)關(guān)。 二、電勢(shì)能 1．電勢(shì)能：由于移動(dòng)電荷時(shí)靜電力做功與移動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)，電荷在電場(chǎng)中也具有勢(shì)能，這種勢(shì)能我們叫做電勢(shì)能。電勢(shì)能用Ep表示。 2．討論：靜電力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系 WAB＝ －（EpB－EpA）＝EpA－EPB 3．求電荷在某點(diǎn)處具有的電勢(shì)能 4．零勢(shì)能面的選擇 三、電勢(shì) 1．定義：φ＝EP/q 2．電勢(shì)是標(biāo)量，它只有大小沒(méi)有方向，但有正負(fù)。 3．電場(chǎng)線指向電勢(shì)降低的方向。電勢(shì)順線降低；順著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)越來(lái)越低。 4．零電勢(shì)位置的規(guī)定。 四、等勢(shì)面 1．等勢(shì)面：電場(chǎng)中電勢(shì)相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面。 2．等勢(shì)面與電場(chǎng)線的關(guān)系 3．應(yīng)用等勢(shì)面：由等勢(shì)面描繪電場(chǎng)線 【體驗(yàn)性實(shí)驗(yàn)】測(cè)繪兩個(gè)異種點(diǎn)電荷的靜電場(chǎng)。 十【教學(xué)反思】 通過(guò)實(shí)踐教學(xué)，重在讓學(xué)生有對(duì)比的觀點(diǎn)去學(xué)習(xí)物理知識(shí)。課中多次用到類(lèi)比的物理思想，讓學(xué)生對(duì)知識(shí)有更多的牽連，能對(duì)前面的知識(shí)達(dá)到靈活的應(yīng)用，牽帶多種方法學(xué)習(xí)物理知識(shí)，同時(shí)也反映出了選修3－1的設(shè)計(jì)思想。 學(xué)校：臨清三中 學(xué)科：物理 編寫(xiě)人：高晶 審稿人：馬立震 電勢(shì)能和電勢(shì)學(xué)案 課前預(yù)習(xí)學(xué)案 預(yù)習(xí)目標(biāo)： 1、 理解電勢(shì)能、電勢(shì)的概念。 2、 能熟練應(yīng)用電勢(shì)能、電勢(shì)的有關(guān)知識(shí)分析解決實(shí)際問(wèn)題。 預(yù)習(xí)內(nèi)容： 1、靜電力的功 W=F S =qES，S應(yīng)是沿電場(chǎng)線方向的位移，靜電力做的功與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)，但與電荷經(jīng)過(guò)的路徑無(wú)關(guān)。 2、 電勢(shì)能 電荷在電場(chǎng)中具有的勢(shì)能。和重力勢(shì)能一樣要確定零勢(shì)能位置，通常把電荷 在離場(chǎng)源電荷無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)能規(guī)定為零，或把電荷在大地表面上的電勢(shì)能規(guī)定為零。比零電勢(shì)能高的電勢(shì)能為正，比零電勢(shì)能低的電勢(shì)能為負(fù)。 電勢(shì)能用Ep表示，單位：焦耳（J） 3、電勢(shì)能與靜電力做功的關(guān)系WAB=EPA—EPB，靜電力做正功電勢(shì)能減少， 靜電力做負(fù)功電勢(shì)能增加。 4、電勢(shì) (1)電勢(shì)定義：φ=Ep/q。 (2)電勢(shì)是標(biāo)量，單位：伏特，簡(jiǎn)稱(chēng)伏，用V表示，1V=1J／C。 (3)在離場(chǎng)源無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為0：正電荷電場(chǎng)中，處處電勢(shì)為正。負(fù)電荷電場(chǎng)中，處處電勢(shì)為負(fù)。 (4)沿電力線方向，電勢(shì)降低。 5、等勢(shì)面：電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面 (1)在同一等勢(shì)面上的任意兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷電場(chǎng)力不做功，等勢(shì)面一定與電場(chǎng)線垂直。 (2)勻強(qiáng)電場(chǎng)中的等勢(shì)面是與電場(chǎng)線垂直的一族平面。 6、電勢(shì)能、電勢(shì)的大小、正負(fù)的判斷方法： (1)根據(jù)場(chǎng)源電荷判斷：離場(chǎng)源正電荷越近電勢(shì)越高，檢驗(yàn)正電荷（或負(fù)電荷）的電勢(shì)能越大（或越小），離場(chǎng)源負(fù)電荷越近電勢(shì)越低，檢驗(yàn)正電荷（或負(fù)電荷）的電勢(shì)能越?。ɑ蛟酱螅? (2)根據(jù)電場(chǎng)線判斷：順著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低，檢驗(yàn)正電荷（或負(fù)電荷）的電勢(shì)能減少（或增加），逆著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)升高，檢驗(yàn)正電荷（或負(fù)電荷）的電勢(shì)能增加（或減少）。 (3)根據(jù)檢驗(yàn)電荷判斷：電場(chǎng)力對(duì)正電荷做正功時(shí)，正電荷由高電勢(shì)（或電勢(shì)能大）的點(diǎn)移向低電勢(shì)（或電勢(shì)能?。┑狞c(diǎn)，電場(chǎng)力對(duì)負(fù)電荷做正功時(shí)，負(fù)電荷由低電勢(shì)（或電勢(shì)能大）的點(diǎn)移向高電勢(shì)（或電勢(shì)能小）的點(diǎn) 提出疑惑： 課內(nèi)探究學(xué)案： 學(xué)習(xí)目標(biāo)： 1理解電勢(shì)能、電勢(shì)的概念。 2能熟練應(yīng)用電勢(shì)能、電勢(shì)的有關(guān)知識(shí)分析解決實(shí)際問(wèn)題 學(xué)習(xí)過(guò)程 1、靜電力的功 W=F S =qES，S應(yīng)是沿電場(chǎng)線方向的位移，靜電力做的功與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)，但與電荷經(jīng)過(guò)的路徑無(wú)關(guān)。 3、 電勢(shì)能 電荷在電場(chǎng)中具有的勢(shì)能。和重力勢(shì)能一樣要確定零勢(shì)能位置，通常把電荷 在離場(chǎng)源電荷無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)能規(guī)定為零，或把電荷在大地表面上的電勢(shì)能規(guī)定為零。比零電勢(shì)能高的電勢(shì)能為正，比零電勢(shì)能低的電勢(shì)能為負(fù)。 電勢(shì)能用Ep表示，單位：焦耳（J） 3、電勢(shì)能與靜電力做功的關(guān)系WAB=EPA—EPB，靜電力做正功電勢(shì)能減少， 靜電力做負(fù)功電勢(shì)能增加。 4、電勢(shì) (1)電勢(shì)定義：φ=Ep/q。 (2)電勢(shì)是標(biāo)量，單位：伏特，簡(jiǎn)稱(chēng)伏，用V表示，1V=1J／C。 (3)在離場(chǎng)源無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為0：正電荷電場(chǎng)中，處處電勢(shì)為正。負(fù)電荷電場(chǎng)中，處處電勢(shì)為負(fù)。 (4)沿電力線方向，電勢(shì)降低。 5、等勢(shì)面：電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面 (1)在同一等勢(shì)面上的任意兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷電場(chǎng)力不做功，等勢(shì)面一定與電場(chǎng)線垂直。 (2)勻強(qiáng)電場(chǎng)中的等勢(shì)面是與電場(chǎng)線垂直的一族平面。 6、電勢(shì)能、電勢(shì)的大小、正負(fù)的判斷方法： (1)根據(jù)場(chǎng)源電荷判斷：離場(chǎng)源正電荷越近電勢(shì)越高，檢驗(yàn)正電荷（或負(fù)電荷）的電勢(shì)能越大（或越?。x場(chǎng)源負(fù)電荷越近電勢(shì)越低，檢驗(yàn)正電荷（或負(fù)電荷）的電勢(shì)能越小（或越大） (2)根據(jù)電場(chǎng)線判斷：順著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低，檢驗(yàn)正電荷（或負(fù)電荷）的電勢(shì)能減少（或增加），逆著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)升高，檢驗(yàn)正電荷（或負(fù)電荷）的電勢(shì)能增加（或減少）。 (3)根據(jù)檢驗(yàn)電荷判斷：電場(chǎng)力對(duì)正電荷做正功時(shí)，正電荷由高電勢(shì)（或電勢(shì)能大）的點(diǎn)移向低電勢(shì)（或電勢(shì)能?。┑狞c(diǎn)，電場(chǎng)力對(duì)負(fù)電荷做正功時(shí)，負(fù)電荷由低電勢(shì)（或電勢(shì)能大）的點(diǎn)移向高電勢(shì)（或電勢(shì)能?。┑狞c(diǎn) 反思總結(jié)：通過(guò)實(shí)踐教學(xué)，重在讓學(xué)生有對(duì)比的觀點(diǎn)去學(xué)習(xí)物理知識(shí)。課中多次用到類(lèi)比的物理思想，讓學(xué)生對(duì)知識(shí)有更多的牽連，能對(duì)前面的知識(shí)達(dá)到靈活的應(yīng)用，牽帶多種方法學(xué)習(xí)物理知識(shí)，同時(shí)也反映出了選修3－1的設(shè)計(jì)思想。 當(dāng)堂檢測(cè) 1下列說(shuō)法正確的是（ ） A. 在電場(chǎng)中順著電場(chǎng)線移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力做功，電荷電勢(shì)能減少 B. 在電場(chǎng)中逆著電場(chǎng)線移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力做功，電荷電勢(shì)能減少 C. 在電場(chǎng)中順著電場(chǎng)線移動(dòng)正電荷，電場(chǎng)力做正功，電荷電勢(shì)能減少 D. 在電場(chǎng)中逆著電場(chǎng)線移動(dòng)負(fù)電荷，電場(chǎng)力做負(fù)功，電荷電勢(shì)能增加A B C 2如圖所示，A、B、C為電場(chǎng)中同一電場(chǎng)線上的三點(diǎn)，設(shè)電荷在電場(chǎng)中只受電場(chǎng)力作用，則下列說(shuō)法正確的是（ ） A若在C點(diǎn)無(wú)初速釋放正電荷，電荷向B運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能減小 B若在C點(diǎn)無(wú)初速釋放正電荷，電荷向B運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能增大 C若在C點(diǎn)無(wú)初速釋放負(fù)電荷，電荷向A運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能增大 D若在C點(diǎn)無(wú)初速釋放負(fù)電荷，電荷向A運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能減小 3圖一表示等量異種電荷P和Q形成的電場(chǎng)內(nèi)的一簇等勢(shì)面，求 (1) P、Q各帶何種電荷？ (2) 把q=10－7C的正點(diǎn)電荷從A移到B，電場(chǎng)力做多少功？ (3) 把q從B移到C電場(chǎng)力做多少功？ (4) 把q從C移到A電場(chǎng)力做多少功？ (5) q從A出發(fā)經(jīng)過(guò)B和C回到A的過(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)電荷做的總功為多少？ 4如圖6，在點(diǎn)電荷＋Q電場(chǎng)中，以＋Q為球心的同一球面上有A、B、C三點(diǎn)，把正檢驗(yàn)電荷從球內(nèi)P點(diǎn)移到A、B、C各點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力作功WPA、WPB、WPC的大小關(guān)系為_(kāi)_______． 5如圖7，a、b、c、d為某電場(chǎng)中的等勢(shì)面，一帶正電粒子飛入電場(chǎng)后只在電場(chǎng)力作用下沿M點(diǎn)到N點(diǎn)的虛線運(yùn)動(dòng)．由圖可知，四個(gè)等勢(shì)面電勢(shì)Ua、Ub、Uc、Ud由高到低的排列順序是_______，帶電粒子在M、N兩點(diǎn)中，電勢(shì)能較大的是_________點(diǎn)． 6如圖3，絕緣光滑半圓環(huán)軌道放在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)為E．在與環(huán)心等高處放有一質(zhì)量為m、帶電＋q的小球，由靜止開(kāi)始沿軌道運(yùn)動(dòng)，下述說(shuō)法正確的是（ ） 　　A．小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒 　　B．小球經(jīng)過(guò)環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)速度最大 　　C．小球經(jīng)過(guò)環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力為（mg＋Eq） D．小球經(jīng)過(guò)環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力為3（mg－qE） 【課后練習(xí)與提高】 1、如圖所示，在點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線上依次有A、B、C三點(diǎn)，分別把+ q和－ q的試驗(yàn)電荷依次放在三點(diǎn)上，關(guān)于它所具有的電勢(shì)能的正確說(shuō)法是 ( ) A．放上+q時(shí)，它們的電勢(shì)能EA＞EB＞EC　　 B．放上+q時(shí)，它們的電勢(shì)能EA＜EB＜EC C．放上－q時(shí)，它們的電勢(shì)能EA＞EB＞EC D．放上－q時(shí)，它們的電勢(shì)能EA＜EB＜EC 2、一個(gè)點(diǎn)電荷，從靜電場(chǎng)的a點(diǎn)移到b點(diǎn)，其電勢(shì)變化為零，則（ ） A. a、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)一定相等 B. 該點(diǎn)電荷一定沿等勢(shì)面移動(dòng) C. 作用于該點(diǎn)電荷的電場(chǎng)力與其移動(dòng)方向總是垂直的 D. a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)一定相等 3、如圖四所示，為電場(chǎng)中一條電場(chǎng)線，一個(gè)點(diǎn)電荷由靜止開(kāi)始，在電場(chǎng)力作用下，從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，下面論述正確的是（ ） A. A處場(chǎng)強(qiáng)大于B處場(chǎng)強(qiáng)； B. 點(diǎn)電荷在A處電勢(shì)能大于在B處電勢(shì)能； C. 點(diǎn)電荷帶負(fù)電； D. 由A到B點(diǎn)電荷受到電場(chǎng)力越來(lái)越小。 4、在電場(chǎng)中，A點(diǎn)的電勢(shì)高于B點(diǎn)的電勢(shì)，則（ ） 　　A．把負(fù)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力作負(fù)功 　　B．把負(fù)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力作正功 　　C．把正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力作負(fù)功 　　D．把正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力作正功 5、在靜電場(chǎng)中，關(guān)于場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)的說(shuō)法正確的是（ ） 　　A．電場(chǎng)強(qiáng)度大的地方電勢(shì)一定高 　　B．電勢(shì)為零的地方場(chǎng)強(qiáng)也一定為零 　　C．場(chǎng)強(qiáng)為零的地方電勢(shì)也一定為零 　　D．場(chǎng)強(qiáng)大小相同的點(diǎn)電勢(shì)不一定相同 6、若帶正電的小球只受電場(chǎng)力的作用，則它在任意一段時(shí)間內(nèi)（ ） 　　A．一定沿著電場(chǎng)線由高電勢(shì)向低電勢(shì)運(yùn)動(dòng) 　　B．一定沿著電場(chǎng)線由低電勢(shì)向高電勢(shì)運(yùn)動(dòng) 　　C．不一定沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，但一定由高電勢(shì)向低電勢(shì)運(yùn)動(dòng) 　　D．不一定沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，也不一定由高電勢(shì)向低電勢(shì)運(yùn)動(dòng) 7、有一電場(chǎng)的電場(chǎng)線如圖1所示，場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和電勢(shì)分別用EA、EB和UA、UB表示，則（ ） 　　A．EA＞EB UA＞UB 　　B．EA＞EB UA＜UB 　　C．EA＜EB UA＞UB 　　D．EA＜EB UA＜UB 8、如圖2，A、B為兩等量異號(hào)點(diǎn)電荷，A帶正電，B帶負(fù)電，在A、B連線上有a、b、c三點(diǎn)，其中b為連線的中點(diǎn)，ab＝bc，則（ ） A．a(chǎn)點(diǎn)與c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同 B．a(chǎn)點(diǎn)與c點(diǎn)的電勢(shì)相同 　　C．a(chǎn)、b間電勢(shì)差與b、c間電勢(shì)差相等 　　D．點(diǎn)電荷q沿A、B連線的中垂線移動(dòng)，電場(chǎng)力不作功 9、在以點(diǎn)電荷為球心、r為半徑的球面上各點(diǎn)相同的物理量是（ ） 　　A．電場(chǎng)強(qiáng)度 B．同一電荷所受電場(chǎng)力 　　C．電勢(shì) D．同一電荷具有的電勢(shì)能 10、下述說(shuō)法正確的是（ ） 　　A．在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力不作功 　　B．等勢(shì)面上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小一定相等 　　C．電場(chǎng)中電勢(shì)高處，電荷的電勢(shì)能就大 　　D．電場(chǎng)強(qiáng)度大處，電荷的電勢(shì)能就大 11、一個(gè)電荷只在電場(chǎng)力作用下從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)電場(chǎng)力做了510－6J的功，那么（ ） 　　A．電荷在B處時(shí)將具有510－6J的電勢(shì)能 　　B．電荷在B處將具有510－6J的動(dòng)能 　　C．電荷的電勢(shì)能減少了510－6J D．電荷的動(dòng)能增加了510－6J 12、關(guān)于等勢(shì)面下列說(shuō)法正確的是( ) A． 等勢(shì)面與電場(chǎng)線處處垂直 B． 同一等勢(shì)面上的各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小必定相等 C． 電荷所受電場(chǎng)力的方向必和該點(diǎn)等勢(shì)面垂直，并指向電勢(shì)升高的方向 D． 電荷從電場(chǎng)中一點(diǎn)移到另一點(diǎn)，電場(chǎng)力沒(méi)做功，電荷必在同一等勢(shì)面上移動(dòng) 13、以無(wú)窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)點(diǎn)，下述情況中各物理量為正還是為負(fù)？ 　　（1）負(fù)電荷周?chē)臻g的電勢(shì)為_(kāi)________值． 　?。?）正電荷位于某負(fù)荷電產(chǎn)生的電場(chǎng)內(nèi)，它的電勢(shì)能為_(kāi)_______值． 　?。?）負(fù)電荷位于某負(fù)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)內(nèi)，它的電勢(shì)能為_(kāi)_______值． 14、如圖8所示，實(shí)線為電場(chǎng)線，虛線為等勢(shì)線，且相鄰兩等勢(shì)間的電勢(shì)差相等，一正電荷在等勢(shì)線U3上時(shí)，具有動(dòng)能20J，它運(yùn)動(dòng)到等勢(shì)線U1時(shí)速度為零，令U2＝0，那么該電荷的電勢(shì)能為4J時(shí)，其動(dòng)能為_(kāi)______J． 1C 2D 答案：1AD 2D 3B 4AD 5D 6C 7D 8CD 9CD 10A 11C 12A 13負(fù) 負(fù) 正 14 22