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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?。浑妶隽ψ鲐摴?，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、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、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