电势能 电势差的教案示例
电势能电势电势差说课稿

力势能与电势能类似,电势与高度类似等特点,借 用重力场中能的特点去理解电场中能的特点,让学 生把新知识与熟悉的知识联系起来理解。
二、 说学情
学生刚接触电场这样非常抽象的、没有 实体的物质,其想象力有限,对于电势能、 电势这些概念非常难以理解,但学生已经 多次接触过用比值来定义物理量的方法, 同时对重力做功的特点、功与势能的关系 等掌握的也比较好,所以我们可以充分利 用这一点进行本节课教学。
解: 场外一点P的电势为 p 0
从P A,电场力做的功 W E PA
EPA W 4 10 5 J
引导:根据静电力做功的正负,判断电势
能的变化,进而判定电势的高低 . 2.如何确定电场中某点的电势?
(提示:类似于电势能的确定.) 3.电势为负数时,负号表示方向吗?
(提示:高度为负值表示什么?)
三、电势
1. 定义: 电荷电场中在某Байду номын сангаас点的电势能与 它的电荷量的比值
2. 公式: EP (计算时要代入正负号)
q=+1c从A移动到B,AB相距L=1m,电场力做功为
多少?电势能如何变化?
A
q
BE
F
+
考查学生对电场力做功的计算,电场力做 功与电势能的关系这两个知识点的掌握情况。
练习巩固
2. 将一电量为 q 2106 c 的点电荷从 电场外一点P移至电场中某点A, 电场力做 功 4105 J ,求A点的电势.
+
F
速度,试探电荷的动能
增加.
猜猜:什么能减少了呢?
A
沿直线
B
q
ө
A
甲
高中物理《电场中电势能和电势差》教案

高中物理《电场中电势能和电势差》教案高中物理教案:电场中电势能和电势差一、教学目标1. 知识目标:掌握电势能和电势差的概念,了解电势能和电势差的计算方法。
2. 能力目标:培养学生分析和解决电场中的问题的能力。
3. 情感目标:培养学生对物理学科的兴趣和热爱,增强学生的科学素养。
二、教学内容1. 电势能的概念和计算方法。
2. 电势差的概念和计算方法。
3. 电势能和电势差的关系。
三、教学重难点1. 电势能的概念和计算方法是本课的重点,要求学生掌握电势能的概念和计算方法。
2. 电势差的概念和计算方法是本课的难点,要求学生通过练习掌握电势差的概念和计算方法。
四、教学方法1. 讲授法:通过讲解电势能和电势差的概念和计算方法,帮助学生掌握相关知识。
2. 实验法:通过实验观察电场中电势能和电势差的变化,加深学生对相关知识的理解。
五、教学过程1. 导入(5分钟)通过提问“什么是电势能?”,引导学生思考电势能的概念。
2. 讲授(30分钟)讲解电势能的概念和计算方法,包括:(1)定义:在电场中,带电粒子由于位置不同具有不同的能量,这种能量称为电势能。
(2)计算方法:$E_p=qV$,其中$q$为带电粒子的电量,$V$为该点电势。
3. 实验(30分钟)通过实验观察不同位置带电粒子的电势能变化情况,加深学生对电势能的理解。
4. 讲授(30分钟)讲解电势差的概念和计算方法,包括:(1)定义:在电场中,两点之间的电势差是指从一个点移动到另一个点所需做的功与单位正电荷所具有的电势能之比。
(2)计算方法:$\Delta V=V_B-V_A$,其中$V_A$为A点电势,$V_B$为B点电势。
5. 练习(25分钟)通过练习加深学生对电势差的理解,并帮助学生掌握相关计算方法。
6. 总结(5分钟)总结本节课所学内容,强调电势能和电势差的关系。
六、教学评价1. 学生是否掌握了电势能和电势差的概念和计算方法。
2. 学生是否能够分析和解决与电场相关的问题。
电势和电势差教案

电势和电势差教案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN电势和电势差教学目标:1.理解电势差的概念及期 定义式qW U ABAB =,会根据电荷q 在电场中移动时电场力所做的功W AB 计算U AB ,会根据电势差UAB 计算电荷Q 在电场中移动时电场力所做的功W AB =qU AB2.理解电势的概念,知道电势与电势差的关系U AB =ϕA -ϕB ,知道电势的值与零电势的选择有关。
3.知道在电场中沿着电场线的方向电势越来越低。
4.知道什么是电势能,知道电场力做功与电势能改变的关系。
能力目标:培养学生的分析能力、综合能力。
德育目标:使学生能从类似的事物中找出共性。
教学重点:电势、电势差的概念 教学难点:电势、电势差的概念的引入 教学方法:类比法、归纳法、问题解决法 教学过程: 一、复习引入一个带正电的小球处于匀强电场中,会受到电场对它的力的作用,受力的方向如何呢受力的大小呢(F =Eq )。
电荷在电场中受力的作用,我们引入了描述电场力的性质的物理量,场强E 。
它是与有无电荷q 无关的物理量,是由电场本身决定的物理量。
如果将带电小球从A点移动到B时,电场力对电荷做功吗从本节课开始,我们从功和能的角度来研究电场。
学习与电场能量有关的几个物理量(展示课题)二、新课教学电场力做功的问题我们不熟悉,但重力做功的问题。
下面我们将从重力做功的问题出发来类比研究电场力做功。
(一)电场力做功与路径无关(出示重力做功与路径无关的图)物体在重力作用下,从A沿不同的路径运动到B位置,重力做功匀为mgh,与路径无关。
与此类似,电荷在匀强电场中受力的作用,把电荷从A移到电场中的B位置时,也可以沿不同的路径运动。
类似重力做功,电场力做功也与运动路径无关。
这个结论是从匀强电场得到的,对于非匀强电场也适用。
所以我们在后面的课程中,研究电荷在电场中移动时,电场力做功的问题,可以认为电荷沿直线运动到另一位置。
电势差与电势能高中一年级物理科目教案

电势差与电势能高中一年级物理科目教案【前言】物理学中电势差与电势能是重要的概念,它们贯穿于电学的各个方面。
正确理解和掌握电势差与电势能的概念对于学生建立起电学知识的框架和培养科学思维具有重要意义。
本文将结合一年级物理科目的特点,设计一份电势差与电势能的教案,帮助学生理解和掌握相关概念。
【教案】【第一部分:教学目标】1. 理解电势差的概念:电势差是指电场力对单位电荷所做的功。
2. 理解电势差的计算公式:ΔV = W / q。
3. 掌握电势能的概念:电势能是指电荷由于在电场中的位置而具有的能量。
4. 理解电势能与电势差之间的关系:电势能差等于电势差与电荷之积。
【第二部分:教学重点】1. 理解电势差的概念与计算方法。
2. 掌握电势能的概念与计算方法。
3. 理解电势能与电势差之间的关系。
【第三部分:教学过程】1. 导入:通过一个生活实例,如电池驱动电路中的电流传导,引出电势差与电势能的概念。
2. 展示:通过展示电势差的计算公式ΔV = W / q,引导学生理解电势差的概念与计算方法。
3. 实践:设计实验,使用一个带电粒子在电场中移动的模型,让学生感受电势能的变化与电势差的关系。
通过实验数据的采集与计算,巩固电势能与电势差之间的关系。
4. 拓展:通过举例讲解不同位置的电势能差,引导学生理解电势能与电势差之间的关系。
例如,同一电场中两点之间的电势能差等于电势差与电荷之积。
5. 练习:组织学生进行相关题目的练习,巩固对电势差与电势能的理解与计算方法。
【第四部分:教学评价】1. 提供示范题目,要求学生进行解答。
考察学生对电势差与电势能的理解及计算方法。
2. 给予反馈与讲解,帮助学生理解和纠正错误,加深对概念的理解。
3. 布置作业,要求学生独立完成一些应用题,巩固相关知识点。
【第五部分:教学反思】本节课通过生活实例、实验、练习等多种教学方式,帮助学生理解和掌握了电势差与电势能的相关概念。
通过实践与练习,学生对电势差与电势能之间的关系有了更深入的理解。
五、电势差 电势·教案示例

五、电势差电势·教案示例教学目的1U=WqqAB AB.理解电势差的概念及其定义式,会根据电荷在电场中移动时电场力所做的功W AB,计算电势差U AB;会根据电势差U AB计算电荷q在电场中移动时电场力所做的功W AB=qU AB.2.理解电势的概念,知道电势和电势差的关系U AB=ϕA-ϕB,知道电势差的值与零电势的选择无关.3.知道在电场中沿电场线的方向,电势越来越低.4.知道什么是电势能,知道电场力做功与电势能改变的关系.教具幻灯机,出示例题的幻灯片.教学过程●引入新课电场的基本性质有两个,一是电场力的性质,可以用场强E这个物理量来描述(已在前面第二节中讲过);二是电场能的性质,本节将引入电势差和电势这两个物理量来描述,具体内容如下:【板书】第五节电势差电势一、电场的性质●进行新课【例题1】如右图14-13(甲)(乙)(丙)所示,在场强为E的匀强电场中,沿电场方向上有A、B两点,将一个带电量为q的正的点电荷放置在A点,求:(1)将q从A点沿电场线移动到B点,电场力所做的功W1为多少?(2)将q从A点沿折线ACB移动到B点,电场力所做的功W2为多少?(3)将q 从A 点沿曲线移动到B 点,电场力所做的功W 3为多少?解:(1)W 1=F ·d=qEd AB(2)W =W W =qE ACcos qE CBcos 2AC CB +·θ+·α =qEd 1+qEd 2=qEd AB(3)W 3=ΔW 1+ΔW 2+…ΔW n =qE Δl 1+qE Δl 2+……=qE(Δl 1+Δl 2+…)=qEd AB归纳:1.电场力对电荷有做功本领,表明电场具有能,在AB 两点间电场力做功越多,说明电场中AB 间的能量越大.2.电场力做功与路径无关.3W q W qA B AB AB .电场力所做的功与成正比,跟、两点间的路径与 q 无关,只和电场自身性质有关.4.如图14-14所示,在正点电荷电场中的电场线上有三个点A 、B 、C ,间距相同,将正电荷q 由A 移到B 电场力所做的功为W AB ,将同一电荷由移到电场力做功为,不难看出>,但和皆为定值,且和表明比值可以恰当地去描述电场中任B C W W W W q W W q W W BC AB BC AB BC AB BC q q q意两点间能的性质.【板书】二、电势差1.定义:电荷q 在电场中由一点A 移动到另一点B 时,电场力所做的功,与电荷量的比值,叫做两点间的电热差,用W q W qAB U AB AB AB 表示.也称做AB 两点的电压. 2U =W qW =q U AB AB AB AB .定义式:导出式:· 3.U AB 在数值上的含义:等于单位正电荷由A 点移动到B 点时电场力所做的功. 41V()=1J()C().单位:伏特焦耳库仑 【例题2】将一个电量为-2×10-9C 的点电荷从电场中的N 点移到M 点,需克服电场力做功14×10-9J ,N 、M 两点间的电势差U NW 为多少?若将该电荷从M 移到N ,电场力做什么功?U MN 为多少?解:-×∴×∴-(1)W =1410J U =W q =7V (2)W =1410J U =W q =7V NM 9NM NM MN 9MNMN --可以看出U NM =-U MN ●引入概念电势差是描述电场中任意两点间能的性质,那么电场中某点能的性质又如何描述呢?1.对比物体竖直高度的确定,采用选取参考点(零电势)的方法;2.用将单位正电荷从电场中某点移到参考点,电场力所做功的多少来描述,即用该点到参考点的电势差来描述.【板书】三、电势1.定义:电场中某点的电势等于该点与参考点之间的电势差,用ϕ来表示.2.在数值上等于单位正电荷由该点移动到参考点(零电势)时电场力所做的功.3.一船取无穷远处或电场中的接地点为参考点.【例题3】如图14-15所示,在电场线上有A 、B 、C 三点,设C 点接地,将1C 的正电荷由A 移到C 点,电场力做功为5J ;再将该电荷由B 移到C 点,电场力做功为-5J ,求中ϕA 、ϕB 分别是多大?解:,ϕϕA AC BC =W q =5V =W q=5V +-W CB B 归纳:1.ϕA >ϕB ,ϕA -ϕB =5-(-5)=10V又∴∵U =W q =W q=10V U =AB AB AC AB +-W CB A B ϕϕ 2.沿电场线方向,电势逐渐降低.【板书】四、电势能 1.在重力场中W G =E p1-E p2,W G >0时E p1-E p2(重力势能减少),W G <0时E p1-E p2(重力势能增加).2.在静电场中,若电荷的电势能力用ε表示,与重力场类比可得出W AB =εA -εB ,当W AB >0时,εA >εB (电荷电势能减小),W AB <0时εA <εB (电荷电势能增加).由可以看出电势,电荷在电场中的电势能计算时、均带有正、负号.U =W q =q =q ===q (q AB AB A A A εεεεϕϕϕεεϕϕ---B B B q q )3.在电场力作用下,正电荷沿电场线移动,从电势高移向电势低,电场力做正功,电势能减少;在电场力作用下,负电荷逆电场线移动,从电势低移向电势高,电场力做正功,电势能减少.【例题4】如图14-16所示,在同一条电场线上有A 、B 、C 三点,将q=-6×10-6C 的点电荷从A 点移到B 点电场力做什么功?做多少功?电势能变化了多少?若将该电荷从B 点移到C 点电场力做什么功?做多少功?电势能变化了多少?解:(1)从A 移到B 时,U AB =ϕA -ϕB =5V ,W AB =qU AB =-3×105J ;即电场力做负功,电荷的电势能增加了3×10-5J ;(2)从B 移到C 时;U BC =ϕB -ϕC =-2V ∴W BC =qU BC =1.2×10-5J ,即电场力做正功电荷的电势能减少了1.2×10-5J .归纳:1.用W=qU 计算时各量也可采用绝对值运算,功的正、负可根据电场力方向与位移方向的关系来确定.2.电场中任意两点间的电势差与零电势点的选取无关●作业:1.复习本节课文.2.课本第104页练习四.参考题1.在电场中将q=1×10-10C 的正电荷从A 点移到B 点电势能减少了1×10-8J ,U AB =________,若是负电荷其电势能将________,U AB =________.2.将q=1×10-5C 的正电行在电场中从参考点C 移到A 点,需克服电场力做功6×10-3J ,则ϕA =________V ;若将该电荷从C 点移到B 点需电场力做功2×10-3J ,则ϕB =________V ,U AB =________V ;若将该电荷从A 移到B 电场力做功W=________J .3.将电量为-4×10-6C 的电荷沿用一条电场线由A 点移到B 点克服电场力做功2.4×10-5J ,再由B 点移到C 点电场力做功1.2×10-5J ,求:(1)电荷从A 到B 电势能变化了多少? U AB =?(2)电荷从B 到C 电势能变化了多少? U BC =?(3)若电荷从A 到C 电势能变化了多少? U AC =?(4)若ϕB =0,则ϕA =?ϕC =?说明1.对电势差、电势概念的理解,关于在对比值的理解,即电场W qAB 中任意两点间的电势差要用单位正电荷在这两点间移动时电场力所做功的大小去进行量度.电场中某点的电势要用该点到参考点的电势差去表示.2.使用W AB =qU AB 进行计算时,采用绝对值运算,对功的正负可以根据电场力与位移方向的关系进行判定,这样做不仅可以加深学生对电势差、电势概念的理解,加深对电场力做功与电势能变化关系的理解,也可以提高学生对物理过程的分析能力.。
《主题四 第二节 电势能 电势 电势差》教学设计

《电势能电势电势差》教学设计方案(第一课时)一、教学目标1. 知识与技能:理解电势能、电势、电势差的观点及其干系。
2. 过程与方法:通过实验探究,掌握电势能、电势、电势差的基本计算方法。
3. 情感态度价值观:培养学生对物理学科的兴趣,树立科学探索精神。
二、教学重难点1. 教学重点:理解电势能、电势、电势差的观点及其干系,掌握基本计算方法。
2. 教学难点:实验探究,如何引导学生正确理解电势能、电势、电势差之间的干系。
三、教学准备1. 准备教学用具:黑板、白板、电源、导线、验电器等。
2. 准备教学视频:介绍电势能、电势、电势差基本观点的短视频。
3. 准备实验器械:静电实验装置,以便进行实验探究。
4. 制定教学计划:根据教学内容和学生实际情况,制定详细的教学计划。
四、教学过程:1. 引入课题(1)回顾重力势能的观点及计算方法。
(2)引出电势能、电势和电势差的观点。
(3)强调本节课的重点内容是掌握电势能和电势的观点及计算方法。
2. 讲授新课(1)电势能:电荷在某点具有的电势能,等于该点电势与电荷量的乘积。
可以通过类比的方法引入电势能的观点,并引导学生推导类似于重力势能的表达式。
(2)电势:静电场中某点的电势,是相对的,与零电势点的选择有关。
可以通过类比的方法引出电势的观点,并强调与重力势的异同。
(3)引导学生推导电势差的公式,理解其定义方式,可通过一些具体的例子进行说明和应用。
3. 实例分析通过一些实际案例或实验现象,引导学生分析电势能、电势和电势差在具体问题中的应用,加深学生对观点的理解和掌握。
4. 教室练习设计一些有针对性的教室练习题,让学生进行练习,及时反馈学生的学习情况,并对学生的问题进行针对性的讲解和指导。
5. 总结回顾对本节课的重点内容进行总结回顾,强调电势能、电势和电势差在平时生活和生产中的应用,激发学生的兴趣和求知欲。
6. 安置作业根据学生的实际情况,安置适量的作业,包括一些相关的练习题和思考题,以帮助学生更好地理解和掌握本节课的内容。
电势差教案

北京市朝阳外国语学校教案纸课题§1.4电势差课型授新课授课班级时间月日节教学目标1.知识与技能·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。
·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。
·理解掌握电势差的概念、定义式与应用。
·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。
2.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。
·培养对知识的类比能力,以及对问题的分析、推理能力。
·通过学生的理论探究,培养学生分析问题、解决问题的能力。
培养学生利用物理语言分析、思考、描述概念和规律的能力。
3.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、生活相关的实际问题,增强科学探究的价值观。
利用知识类比和迁移激发学生学习兴趣,培养学生灵活运用知识和对科学的求知欲。
教学重难点1.重点·理解掌握电势能、电势、电势差的概念及意义。
2.难点·掌握电势能与做功的关系,并能用此解决相关问题。
方法和手段理论、类比探究、分析归纳、讨论分析、应用举例、体验探究教学过程时间分配教师活动学生活动2-3分钟复习前面相关知识。
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:如图所示从静电场中静电力做功使试探电荷获得动能入手,提出问题:是什么转化为试探电荷的动能?引入新课。
一、静电力做功的特点让试探电荷q 在电场强度为E 的匀强电场中沿几条不同路径从A 点运动到B 点,我们来计算这几种情况下静电力对电荷所做的功。
W =F|AB|=qE|AB| W =F|AB|cos θ=qE|AB| W =W 1+W 2+W 3+……其中F =qE|AM|分析三种情况下的做功的数据结果,结合具体的问题情景,从中找到共同点和不同点,联系前面所学的知识,归纳得出相关的物理知识。
高中物理电势教案

高中物理电势教案
主题:电势
教学目标:学生能够理解电势的概念,并能够解决相关问题。
教学重点:电势的定义、电势差、电势能及其计算方法。
教学难点:实际应用中的电势计算。
教学准备:
1. 多媒体教学工具及相关音视频资料。
2. 实验仪器和示范实验。
3. 课堂练习题。
教学过程:
一、导入:通过一个电场力线的实验,引导学生思考电势的概念。
二、概念讲解:介绍电势的定义,电势差的概念及计算方法。
三、实验示范:通过一个简单的实验示范,让学生体验电势的变化。
四、练习题解析:讲解几道与电势相关的练习题,让学生掌握计算方法。
五、拓展应用:通过一个实际应用的案例,让学生理解电势在现实生活中的应用。
六、课堂讨论:和学生一起讨论电势的概念及相关问题,促进学生思考和交流。
七、总结:总结本节课的知识点,强化学生对电势的理解。
教学反思:通过本节课的教学,学生可以初步了解电势的概念及相关计算方法,但在实际应用中,仍需多加练习和思考。
扩展阅读:让学生自主阅读相关资料,深化对电势的理解及应用。
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电势能电势差的教案示例
一、教学目标
1.通过与重力势能对比,使学生掌握电势能这一概念。
2.掌握电势差概念。
3.复习巩固用比值定义物理量的条件。
4.复习加深能量转化和功之间的关系。
二、重点、难点分析
1.重点是明确电场力的功和电势能的变化之间的关系及建立电势差的概念。
但它的值由场源电荷的分布及两个点的位置决定,而与W、q无关。
三、主要教学过程
(一)引入新课
前面我们从电荷在电场中受到力的作用出发,研究了电场的性质。
我们引入电场强度矢量E描述电场强弱,用矢量E描述电场力的性质。
规定单位正电荷在某点所受电场力的方向为该点场强方向,大小为场强大小。
这样表示出电场力的性质。
电场对放入其中的电荷有力的作用,此力可以做功,所以电场也有能的性质。
下面我们从能量角度研究电场性质。
复习:
1.功的量度
W=Fscosθ力和物体在力的方向上位移的乘积。
(θ为F与s的夹角)
2.重力功
(1)重力功只与物体的起末位置有关而与路径无关。
如图1所示,物体沿不同路径经由A到B,重力功仅与AB两点竖直方向高度差有关,与所走路径无关。
W=mgh
(2)重力功与重力势能的关系
重力对物体做功,物体重力势能减小,物体克服重力做功,物体重力势能增加。
重力做多少功,重力势能就减少多少。
重力功等于重力势能增量的负值,即:W G=-△E p
(3)重力势能是相对的,有零势能面。
(人为选定)
(4)物体在某处的重力势能(可正可负),数值上等于把物体从该点移到零势能面处时,重力所做的功,如前图1中,如设E pA=0,则E pB=-mgh,如设E pB=0,则E pA=mgh。
(5)重力势能应归物体与地球所共有。
一般我们只提物体不说地球,但不等于归物体自己所有,原因是如没有地球则谈不上物体受重力,所以也谈不上重力势能。
以上为重力功的特点及它与重力势能的关系。
在热学中,我们学过分子间有分子力,r<r0时为斥力,r>r0时为引力,分子力间可做功,且与路径无关,因此有分子势能。
分子做正功分子势能减小,分子做负功分子势能增大。
下边我们首先来看看电场力做功的特点。
(二)教学过程设计
1.电场力做功的特点
上节课我们了解了几种典型电场,今天我们就用匀强电场来研究电场力功的特点。
在场强为E的匀强场中,令电荷q沿任意一条曲线由A移至B(如图2),可将AB 分成若干小段AA1、A1A2……,若小段的数目足够多,每一小段都足够短,则可用折射AB1、A1B1、A1B2、A2B2……代替曲线,电荷在AB1、A1B2……段上移动时,电场力的功为Eq·AB1、Eq·A1B2……,电荷在B1A1、B2A2……段上移动时,电场力不做功,所以电荷由A移至B的过程中电场力做功W=Eq·(AB1+A1B2+…)= Eq·AB'即W为电场力与AB在电场力方向上投影的乘积,与路径无关。
中国精品教育软件──研制开发第3页由上可知:电场力做功与路径无关,仅与电荷运动的起末位置有关。
此结论不仅适用于
匀强电场而且适用于任何电场。
(在中学阶段不必学习其证明方法)
例如:如图3所示,在场电荷+Q的电场中检验电荷q 由A移至B,电场力做的功为
W。
以OA为半径画弧交OB于C,则q 由A沿弧到C
到B电场力做功为W1,q 由C到B电场力做功为W2,则有W=W1=W2。
原因是q 由A到C,电场力做功为零,W ACB=W AC+W CB=W1=W2=W
小结:
(1)重力做功与路径无关,所以物体具有由位置决定的重力势能。
(2)分子力做功与路径无关,所以分子间有由相对位置决定的分子能。
类似地电场力做功也与路径,无关仅与电荷起末位置有关,所以电荷在电场中也具有
与位置有关的势能——电势能。
2.电势能E
电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能,叫电势能。
提问:电场力功与电势能有什么关系?提示重力功与重力势能的关系。
在学生回答的基础上总结:
(1)电场力对电荷做正功,电势能减少;电场力对电荷做负功,电势能增加。
电场
力功等于电势能增量负值,即W电=-△E。
(2)电势能也是相对的,零势能点是人为选定的。
点电荷一般取无穷远为零势能处。
提问:电荷在电场中的电势能由谁决定?
讨论:如图4所示,+Q电场中检验电荷q由A移到B再到无穷远,如果是+q电场力
做正功,电势能减少,到无穷远时电势能变为零,所以+q在A点时所具有的电势能
大于零;如果是-q电场力做负功,电势能增加,到无穷远时电势能变为零,所以-q
在A点时所具有的电势能小于零。
如果图4中+Q变为-Q,检验电荷q由A移到B
再到无穷远,如果是+q电场力做负功,电势能增加,到无穷远时电势能变为零,所以
中国精品教育软件──研制开发第4页+q在A点时所具有的电势能小于零;如果是-q电场力做正功,电势能减少,到无穷
远时电势能变为零,所以-q在A点时所具有的电势能大于零。
在学生回答的基础上总结:
(3)电荷在电场中的电势能由电荷正负和电场共同决定。
点电荷电场中电势能正负:如场电荷与检验电荷同号,则电势能E大于零;如场电荷
与检验电荷反号,则电势能E小于零(前提:规定无穷远为零势能处)。
(4)电势能是属检验电荷与电场所共有的。
(5)电势能是标量,只有大小无方向。
总结:从功能关系看,电荷在电场中某点的电势能数值应为把电荷从零势能处移到场
中某点时电场力所做功的负值。
3.电势差
提问:相同的电荷q在电场中都由A点出发,分别通过图5所示的路径Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ到
达B点,哪个电荷电势能改变量小?
在学生回答的基础上总结:
根据电场力的功与路径无关,而电场力的功数值上等于电势能的改变量,所以三者的
电势能改变量相同。
让学生总结出:电荷在电场中移动时其电势能的改变量由起始点与终点的位置决定。
提问:把1C的电荷由A移到B,若电场力做了2J的功,若把2C的电荷由A移到B,
电场力做了多少功?
经讨论明确2C的电荷在移动过程中的每一点处受到的电场力都是1C电荷受力的2
倍,所以电场力对它做的功应是4J,即电场力的功还与移动电荷的电量q有关,即电
势能的改变量△E与电量q及移动的起末位置有关。
提问:△E与q有什么关系?
由上例很容易得出△E与q成正比关系。
更明确指出:场和场内两点位置确定以后,
将电荷q由一点移至另一点,虽然q改变时,△E也
电压),用U表示,即
内两点位置决定,与检验电荷q、检验电荷q在场内两点间电势能差之值无关。
问:国际单位制中U的单位是什么?
答:焦耳/库仑又称伏特,简称V。
问:电场中两点间电势差与零电势点选取有关吗?
(三)让学生总结本节重要内容
提问:电场力的功、电势能的改变量、电势差三者中哪些与移动的电量有关?哪些与移动的电量无关?
答:电场力的功、电势能的改变量与移动的电量有关,电势差与移动的电量无关。
(四)例题
如图6所示,O点固定,绝缘轻细杆L,A端粘有一带正电荷的小球,电量为q,质量为m,将小球拉成水平后自由释放,求在最低点时绝缘杆给小球的力。
解如图7,在B点对小球进行受力分析,在B点由T与mg合力充当向心力,球由A 运动到B过程由动能定理得:
在B点:
由①②得:
故杆对小球拉力3mg+2Eq。