电势能和电势教案(教师版)

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14电势能和电势教案

14电势能和电势教案

14电势能和电势教案电势能和电势的教学设计【教学目标】1.知识与能力目标:了解电荷静电势能的概念和计算方法,掌握电场中带电粒子的电势能计算;了解电势的概念,掌握计算电场强度和电场势能的关系。

2.过程与方法目标:通过实验观察和计算,培养学生动手实践、观察和推理的能力。

3.情感态度价值目标:培养学生对物理学科的兴趣,培养学生的实践探索和合作交流的能力。

【教学内容】1.电势能的概念和计算方法2.电场中带电粒子的电势能计算3.电势的概念及其与电场强度和电场势能的关系【教学过程】一、导入(5分钟)1.通过实验,观察带电体间相互作用的现象,启发学生思考电荷间是否有一种能量的转化和储存。

2.引入电势能的概念,提问学生是否听说过电势能这个概念,了解学生的预设知识。

二、讲授电势能(20分钟)1.概念解释:电势能:表示电荷在电场中由于位置改变而具有的能量。

2.电势能的计算方法:(1)当电荷在电场中作无限远距离移动时,电荷的电势能为零。

(2)当电荷从其中一位置移动到另一位置时,电势能的变化量ΔE 等于电场力对电荷移动所做的功。

(3)电势能的计算公式:ΔE=qΔV,其中q为电荷量,ΔV为电势差。

三、实验观察电势能(25分钟)1.实验目的:通过实验,观察电场中带电粒子的电势能变化。

2.实验装置:带有刻度的木板、导线、电流表、电源等。

3.实验步骤:(1)将木板固定在平面上,并将其接地。

(2)将导线上的带电粒子放在木板上,并调整导线上的带电粒子的位置。

(3)用电流表测量带电粒子和导线之间的电压,得到电势差ΔV。

(4)根据公式ΔE=qΔV计算电势能的变化量ΔE。

4.实验结果和讨论:观察到当带电粒子在电场中移动时,电势能发生变化,说明电场中带电粒子的位置改变会导致电势能的变化。

四、讲授电势(15分钟)1.概念解释:电势:表示单位正电荷所具有的电势能。

2.电势的计算方法:(1)电场强度E表示单位正电荷在电场中所能获得的电势能。

(2)电势的计算公式:V=E×d,其中V为电势,E为电场强度,d为距离。

电势能和电势教案

电势能和电势教案

电势能和电势教案电势能和电势教案一、教学目标1. 理解电势能和电势的概念。

2. 掌握求解电势能和电势的方法。

3. 能够用电势能和电势解释电场现象。

二、教学重难点1. 电势能和电势的概念的理解与应用。

2. 求解电势能和电势的方法的掌握。

3. 电势能和电势与电场现象的关系的理解。

三、教学准备1. 教学PPT。

2. 实验设备:电势计、电压源、串联电容器、余弦定理实验装置等。

3. 手绘电场示意图。

四、教学步骤1. 导入(10分钟)通过手绘电场示意图,向学生引入电场概念,并提问:“在电场中,电荷具有什么性质?电势能和电势分别与电荷的哪些性质有关?”激发学生思考。

2. 提出问题(10分钟)向学生展示一个电荷在电场中的运动情况,并提问:“在电场中,电荷从一个位置移动到另一个位置时,是否会发生能量的变化?这个能量变化有什么特点?”引导学生思考电势能的概念。

3. 电势能的引入(15分钟)通过探究电势能的概念和计算公式,让学生理解电势能与电荷位置和电场强度的关系,并带领学生进行计算练习。

同时,向学生提问:“通过计算,你认为电势能为正值还是负值?为什么?”引导学生分析电势能的正负与电荷在电场中的运动方向有关。

4. 电势的引入(15分钟)通过展示电荷在电场中受到的力的变化情况,引入电势的概念和计算公式。

并通过实验演示,教师用电势计测量不同位置处的电势值,并与学生讨论计算电势的方法和结果。

5. 电势能与电势关系的引导(10分钟)通过对比电势能和电势的计算公式,带领学生发现电势能与电势的关系,并引导学生进行推理和归纳。

6. 课堂练习(15分钟)以电势能和电势的计算为例,设计练习题,帮助学生巩固和应用所学知识。

7. 拓展延伸(10分钟)通过讲解电势能和电势在不同电场情况下的应用,引导学生思考电势能和电势的物理意义,并展示相关领域的研究和应用成果。

五、课堂小结通过课堂教学,学生对电势能和电势的概念有了初步的认识,能够运用所学知识解释电场现象,掌握了求解电势能和电势的方法。

《电势能和电势》教学案

《电势能和电势》教学案

《电势能和电势》教学案课标核心素养要求 知道电荷在电场中具有电势能,了解电势能、电势的含义学习目标 1.知道静电力做功的特点,掌握静电力做功与电势能变化的关系.2.理解电势能、电势的概念,知道参考点的选取原则. 学习重点电势能、电势概念学习过程【阅读比较】【合作学习·难点探究】任务一、理解电势能概念 结论:1、:处在电场中的电荷也和处在重力场中的物体一样,具有势能,称为电势能,电势能通过电场力做功实行转化 拓展:2、静电力做的功等于电势能的减少量,W AB =E p A -E p B 。

⎩⎪⎨⎪⎧ 电场力做正功,电势能减少;电场力做负功,电势能增加。

3、若求某点电势能,需规定零势能点,一般规定离场源电荷无限远处或大地表面为零势能点,电势能具有相对性和系统性电荷在A 点的电势能就等于将电荷从A 点推到无限远处电场力所做的功:E p A =W A 无限远。

注意:电荷有正负,电势能比重力势能更复杂一些【例1】关于在电场中移动电荷与电势能的关系,下列说法中正确的是( ) A .电荷沿电场线方向移动,电势能一定增加 B .电荷沿电场力方向移动,电势能一定增加 C .电荷逆电场力方向移动,电势能一定增加 D .电荷沿垂直于电场线方向移动,电势能一定不变【例2】将带电荷量为6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点,克服静电力做了3×10-5 J的功,再从B移到C,静电力做了1.2×10-5 J的功,则:(1)该电荷从A移到B,再从B移到C的过程中,电势能共改变了多少?(2)如果规定A点的电势能为零,则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少?(3)若规定B点的电势能为零,则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少?任务二、理解电势的概念1、【阅读比较】2、总结:电场中每一点都有高度,叫做电势,是电场特征(1)定义式:φ=E pq,电势是描述电场性质的物理量,由电场本身决定,与放入电场中的电荷无关(2)单位:国际单位制中,电势的单位是伏(特),符号是V ,(3).特点:相对性:电场中各点电势的大小,与所选取的零电势的位置有关,一般情况下取离场源电荷无限远或大地为零电势位置。

电势能和电势说课稿 教案 教学设计

电势能和电势说课稿  教案 教学设计

电势能和电势说课稿教案教学设计教学目标:1. 理解电势能的概念及其与电荷、电势差的关系。

2. 掌握电势的定义及其计算方法。

3. 能够应用电势能和电势的概念解决实际问题。

教学重点:1. 电势能的概念及其与电荷、电势差的关系。

2. 电势的定义及其计算方法。

教学难点:1. 电势能与电势差的区别和联系。

2. 应用电势能和电势的概念解决实际问题。

教学准备:1. 教学课件或黑板。

2. 教学素材或实例。

教学过程:一、导入(5分钟)1. 通过引入实例,如静电力做功、电池等,引发学生对电势能和电势的兴趣。

2. 提问:什么是电势能?电势是什么?它们有什么关系?二、电势能的概念(10分钟)1. 介绍电势能的定义:电荷在电场中由于位置的改变而具有的能量。

2. 解释电势能与电荷、电势差的关系:电势能取决于电荷的大小和电势差的大小。

3. 举例说明电势能的计算方法:正电荷在电势高处具有较大的电势能,负电荷在电势低处具有较大的电势能。

三、电势的定义(10分钟)1. 介绍电势的定义:单位正电荷在电场中所具有的能量。

2. 解释电势的计算方法:电势差除以电荷的大小。

3. 举例说明电势的计算方法:电势差等于电场力做功与电荷的比值。

四、电势能与电势的关系(10分钟)1. 解释电势能与电势的关系:电势能是电势的积分,即电势能等于电势乘以电荷的大小。

2. 举例说明电势能与电势的关系:电势能与电势差成正比,与电荷的大小成正比。

五、应用实例(10分钟)1. 通过实例,如电池、电场中的电荷等,引导学生应用电势能和电势的概念解决问题。

2. 提问:如何计算电池中的电势能?如何计算电场中的电势?教学评价:1. 课堂提问:检查学生对电势能和电势概念的理解。

2. 作业:布置相关练习题,巩固学生对电势能和电势的计算方法的掌握。

3. 课堂讨论:鼓励学生提出问题、分享学习心得,促进学生对电势能和电势的理解。

六、电场力做功与电势能的变化(10分钟)1. 介绍电场力做功与电势能变化的关系:电场力做正功时,电势能减小;电场力做负功时,电势能增加。

《电势能和电势》 教案4

《电势能和电势》 教案4

物理选修3-1 4 电势能和电势一、教学目标(一)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。

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。

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。

(二)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。

(三)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和生活相关的实际问题,增强科学探究的价值观。

二、教学重点、难点重点:理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。

难点:掌握电势能与做功的关系,并能用此解决相关问题。

三、主要讨论的问题:1.静电力做功的特点2 电势能(1)电势能:(2)静电力做功与电势能变化的关系:3.电势4.等势面⑴.定义:⑵.等势面的性质:⑶.等势面的用途:⑷.几种电场的电场线及等势面5 例题分析:【例题1】.关于静电场的下列说法,哪是正确的A.带电粒子沿电场线运动,电势能可能增加B.匀强电场中,两点间电势差仅与两点间距离有关C.电势降低的方向就是场强方向D.一点电荷在电场中由a点移到b点,电势能增量为零,则该电荷一定是沿着等势面移动的。

【例题2】.如下图所示,两个等量异号的点电荷在真空中相隔一定的距离,竖直线代表两点电荷连线的中垂面,在此中垂面上各点的电力线处处与该平面垂直,在两点电荷所存在的某平面取如图所示的1、2、3三点,则这三点的电势大小关系是()A.U1>U2>U3B.U2>U3>U1C.U2>U1>U3D.U3>U2>U1四、实例探究:1.一个点电荷从静电场中的a点移到b点,其电势能的变化为零,则A.a、b两点的场强一定相等B.a、b两点的电势一定相等C.该电荷一定是沿等势面移动的D.该电荷所受的电场力一定总与其移动的方向垂直2.如下图所示,有一带负电的导体Q,Q附近的等势面用图中的虚线表示,关于在二等势线上a 点与b点的电场强度的大小,电势高低,以及电子在a、b两点电势能的大小的正确说法是()A.E b>E a B.U b>U a C.εa>εb D.εa<εb3.电场中有一条直线,在直线上有M、N两点,若将一检验电荷q从直线外的P点分别移到M、N 两点,电场力对q做功相等,则()A.该电场若是匀强电场,则M、N所在的直线一定与电场线平行B.该电场若是匀强电场,则M、N所在的直线一定与电场线垂直C.该电场若是由一个点电荷产生的,则M、N两点的电势和场强大小都相等D.该电场若是由一个点电荷产生的,则M、N两点的电势相等,电场强度不同4.下列说法中正确的是()A.在静电场中沿电力线方向的各点电势一定不相等,场强大小一定不相等B.在静电场中沿电力线方向的各点电势一定降低,场强大小不一定相等C.在静电场中同一等势而上各点电势一定相等,场强大小不一定相等D.在静电场中,点电荷q沿任意路径从a点移至b点,只要a、b在同一等势面上,则电场力一定不做功5.下列说法中正确的是()A.场强为零的点,电势一定为零B.电势为零的点,场强一定为零C.场中某两点的电势相等,这两点的场强的大小可以不等D.场中某两点场强相等,电势不一定相等。

《电势能与电势》教学设计.doc

《电势能与电势》教学设计.doc

《电势能与电势》教学设计.doc电势能与电势是电学中的基本概念,是理解电场的重要操作。

本教学设计将介绍电势能与电势的基本定义、计算方法,以及这些概念的应用,以及如何将这些概念应用于实际生活中。

一、教学目标1. 理解电势能的基本概念。

2. 了解电势能的计算方法。

5. 了解电势与电势能之间的关系。

6. 掌握将电势与电势能应用于实际生活中的方法。

二、课程内容三、教学方法1. 讲授法:通过课堂讲解和实例分析,让学生了解电势能与电势的基本概念、计算方法和应用。

2. 实验法:通过实验,让学生理解电纳米电池的工作原理。

3. 讨论法:通过小组讨论,让学生互相交流,深入了解电势能与电势。

四、教学过程电势能指在电场中电荷由某一点移动到另一点时所获得的能量。

电势能的单位是焦耳(J)。

电势能与点电荷、电场和电势差有关。

由于电势能的计算中包含了多个因素,因此,电势能的计算方法也相当复杂。

电势是指单位正电荷在电场中所处的势能状态。

电势的单位是伏特(V)。

电势可以用点电荷和电场强度来计算。

在同一电场中,不同点的电势差相同,可以用电势差公式来计算。

电势能与电势之间存在着密切的关系。

当电势发生变化时,电势能也会发生变化。

电势与电势能是电学中最基本的概念,在日常生活中也有许多应用。

比如,我们可以用电势、电势能来描述电池的工作原理和电路的工作状态。

五、教学效果评估3. 学生能够深入探究电势与电势能之间的关系,并对该关系有一定的见解。

4. 学生能够将电势与电势能应用于实际生活中,如解释电池的工作原理和电路的工作状态等。

六、教学反思本教学设计的方法比较丰富,包括了演讲、实验和讨论等多个方面。

通过多样化的教学方法,学生能够更容易地理解电势能与电势的基本概念,掌握其计算方法和应用。

但是,对于口才不好的学生来说,演讲环节可能比较有难度。

因此,需要多给予他们指导和鼓励,并在实验环节中让他们更多地参与到实验中,让他们学以致用。

电势能和电势说课稿 教案 教学设计

电势能和电势说课稿教案教学设计教学目标:1. 理解电势能和电势的概念。

2. 掌握电势能和电势之间的关系。

3. 能够运用电势能和电势的知识解决实际问题。

教学重点:1. 电势能和电势的概念。

2. 电势能和电势之间的关系。

教学难点:1. 电势能和电势的计算。

2. 运用电势能和电势的知识解决实际问题。

教学准备:1. 教学PPT。

2. 教学素材。

教学过程:一、导入(5分钟)1. 通过引入生活中常见的静电现象,引起学生对电势能和电势的兴趣。

2. 提问:什么是电势能?什么是电势?它们之间有什么关系?二、电势能的概念(10分钟)1. 通过PPT展示电势能的定义。

2. 解释电势能的含义,强调电势能是电荷在电场中由于位置而具有的能量。

3. 通过实例演示电势能的计算方法。

三、电势的概念(10分钟)1. 通过PPT展示电势的定义。

2. 解释电势的含义,强调电势是电场对单位正电荷所做的功。

3. 通过实例演示电势的计算方法。

四、电势能和电势之间的关系(10分钟)1. 通过PPT展示电势能和电势之间的关系。

2. 解释电势能和电势之间的关系,强调电势能等于电荷在电场中的位置乘以电势。

3. 通过实例演示电势能和电势之间的关系。

五、电势能和电势的应用(10分钟)1. 通过PPT展示电势能和电势的应用。

2. 解释电势能和电势在实际问题中的应用,如静电场中的电荷运动、电池等。

3. 通过实例演示电势能和电势的应用。

教学反思:本节课通过引入生活中常见的静电现象,引起学生对电势能和电势的兴趣。

通过PPT展示电势能和电势的定义,解释它们的概念和关系,并通过实例演示它们的计算方法。

通过展示电势能和电势在实际问题中的应用,帮助学生更好地理解和掌握电势能和电势的知识。

六、电场力做功与电势能的变化(10分钟)1. 通过PPT展示电场力做功与电势能变化的关系。

2. 解释电场力做功与电势能变化之间的关系,强调电场力做正功时电势能减小,电场力做负功时电势能增加。

电势能和电势教案

电势能和电势教案一、教学目标1. 理解电势能的概念和定义。

2. 掌握电势能的计算公式。

3. 理解电势的概念和定义。

4. 掌握电势的计算公式。

5. 掌握电势能与电势之间的关系。

二、教学重难点1. 电势能的概念和计算方法。

2. 电势的概念和计算方法。

3. 电势能与电势之间的关系。

三、教学过程(一)电势能的概念和计算方法1. 通过实验引入电势能的概念,让学生体会电势能的存在和变化。

2. 介绍电势能的定义:电势能是带电对象由于位置、形状或者电场的存在而具有的能量。

3. 讲解电势能的计算公式:电势能 U = qV,其中 U表示电势能,q表示电荷量,V表示电势。

4. 通过例题演示电势能的计算方法,让学生熟练掌握公式的使用。

(二)电势的概念和计算方法1. 引入电势的概念,让学生了解电势的性质和变化规律。

2. 介绍电势的定义:电势是单位正电荷在某一点所具有的电势能。

3. 讲解电势的计算公式:电势 V = kQ/r,其中 V表示电势,k表示库仑常数,Q表示电荷量,r表示距离。

4. 通过例题演示电势的计算方法,让学生掌握公式的使用。

(三)电势能与电势之间的关系1. 引导学生思考电势与电势能之间的关系。

2. 讲解电势能与电势的关系:电场中,两点A、B之间的电势能差等于单位正电荷从A点转移到B点时电势能的变化,即∆U = q∆V。

3. 通过例题演示电势能与电势之间的关系,让学生加深理解。

四、教学总结1. 总结电势能和电势的概念和计算方法。

2. 强调电势能与电势之间的关系。

3. 鼓励学生多进行实践操作,加深对知识的理解和掌握。

五、课堂练习1. 问题一:一个电量为q的点电荷在电场中从A点移动到B 点,如果两点间的电势差为ΔV,那么电势能的变化量是多少?答案:ΔU = qΔV。

2. 问题二:一个电量为2μC的点电荷在电场中受力5N,它的电势能是多少?答案:根据电势能的定义 U = qV,可得 V = U/q = (5/2)N/C。

高中电势能和电势教案

高中电势能和电势教案一、教学目标1. 让学生了解电势能和电势的概念,理解它们之间的关系。

2. 让学生掌握电势能和电势的计算方法。

3. 培养学生运用电势能和电势解决实际问题的能力。

二、教学内容1. 电势能的概念:电荷在电场中由于位置的改变而具有的能量。

2. 电势的概念:电场中某一点的电势能与单位正电荷所具有的能量之比。

3. 电势能和电势的关系:电势能等于电荷量与电势的乘积。

4. 电势能和电势的计算方法:(1) 电势能的计算:Ep = qφ(2) 电势的计算:φ= Ep / q三、教学重点与难点1. 重点:电势能和电势的概念,以及它们的计算方法。

2. 难点:电势能和电势之间的关系,以及如何运用它们解决实际问题。

四、教学方法1. 采用讲授法,讲解电势能和电势的概念、计算方法及其应用。

2. 利用多媒体展示电势能和电势的实例,增强学生的直观理解。

3. 开展小组讨论,让学生探讨电势能和电势在实际问题中的应用。

五、教学过程1. 引入新课:通过回顾电场的基本概念,引导学生进入电势能和电势的学习。

2. 讲解电势能和电势的概念:讲解电势能的定义,电势的定义,以及它们之间的关系。

3. 讲解电势能和电势的计算方法:分别讲解电势能和电势的计算公式。

4. 实例分析:利用多媒体展示电势能和电势的实例,让学生加深理解。

5. 小组讨论:让学生探讨电势能和电势在实际问题中的应用,分享讨论成果。

7. 布置作业:布置有关电势能和电势的练习题,巩固所学知识。

六、教学评估1. 课堂提问:通过提问了解学生对电势能和电势概念的理解程度。

2. 作业批改:检查学生对电势能和电势计算方法的掌握情况。

3. 小组讨论评价:评价学生在小组讨论中的参与程度和思考深度。

七、教学拓展1. 探讨电势能和电势在现代科技领域的应用,如电力系统、电子设备等。

2. 介绍电势能和电势在生活中的应用实例,提高学生的实践能力。

八、教学反思2. 根据学生的反馈调整教学计划,优化教学内容和方法。

高中物理电势电势能教案

高中物理电势电势能教案1. 知识目标:学习理解电势和电势能的概念,掌握电势的计算方法。

2. 能力目标:能够运用电势和电势能概念解决相关问题,懂得电势的作用和应用。

3. 情感目标:培养学生对物理学知识的兴趣,激发学生对物理学的热爱。

二、教学重点1. 电势和电势能的概念理解。

2. 电势的计算方法。

三、教学难点1. 电势与电势能的关系理解。

2. 电势的应用和作用。

四、教学准备1. 教师准备:备好教案、教学课件及实验器材。

2. 学生准备:学生准备好笔记、参与讨论。

五、教学过程1. 导入(5分钟)通过一个日常生活中的例子来引出电势和电势能的概念,激发学生的兴趣。

2. 理论讲解(15分钟)介绍电势和电势能的概念,解释电势及电势能的用途和特点。

讲解电势的计算方法,引导学生理解电势这一概念。

3. 实验演示(15分钟)进行一个简单的实验演示,让学生观察并感受电势和电势能的存在。

通过实验帮助学生更好地理解电势和电势能的关系。

4. 案例分析(15分钟)通过几个案例分析练习,让学生熟练掌握电势的计算方法,提高电势和电势能的解题能力。

5. 练习和讨论(15分钟)分组让学生互相讨论并解答教师提出的问题,巩固学生的学习成果。

6. 总结(5分钟)总结本节课的重点内容,强调电势和电势能的关系及应用。

七、布置作业1. 完成相关练习题,巩固电势和电势能的概念。

2. 预习下节课内容。

八、教学反思本课程主要通过理论讲解、实验演示、案例分析等多种教学方法,帮助学生深入理解电势和电势能的概念。

通过实验和案例分析,学生更好地掌握了电势的计算方法和应用技巧。

在教学过程中,学生积极参与讨论,提高了学生的学习兴趣和学习效果。

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4 电势能和电势教学思路通过比较重力场与电场——从重力做功引入电场力做功——重力势能引入电势能——零势能点——通过高度引入电势——等高线引入等势面【对比静电场与重力场】[引入新课]可见,静电场与重力场有某些特征是相似的。

根据两者的相似性,我们是否可以大胆的推测静电场的其他性质?下面我们进一步讨论这一问题。

【电场力做功特点】属性c:在重力场中,重力做功与路径无关,静电力做功也与路径无关吗?[求证]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|cosθ=qE|AM|W=W1+W2+W3+…=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。

从中发现问题和知识结论。

结论:静电力做的功只与电荷的起始位置和终点位置有关,与电荷经过的路径无关。

拓展:该特点对于非匀强电场中也是成立的。

【电势能】属性d:移动物体时重力做的功与路径无关,同一物体在地面附近的同一位置才具有确定的重力势能。

静电力做功也与路径无关,是否隶属势能?我们可以给它一个物理名称吗?[求证]在重力场中由静止释放质点,质点一定加速运动,动能增加,势能减少;如图所示,在静电场中,静电力做功使试探电荷获得动能,是什么转化为试探电荷的动能?(这种能量为电势能。

)属性e:重力做的正功等于减少的重力势能,克服重力做的功等于增加的重力势能,用公式表示为W AB=E pA-E pB。

那么静电力做的正功也等于减少的电势能吗?克服静电力做的功也等于增加的电势能吗?用公式表示也是W AB=E pA-E pB吗?根据动能定理,W AB=E kB-E kA=ΔEk。

因为,根据能量守恒增加的动能等于减少的电势能,E kB-E kA=E pA-E pB,所以W AB=E pA-E pB=-ΔEp。

属性f:重力势能具有相对性,电势能也具有相对性吗?[求证]通过计算静电力做的功只能确定电势能的变化量,只有把电场中的某点的电势能规定为零,才能确定电荷在电场中其他点的电势能的数值。

可见电势能的确有相对性。

属性g:质点在某点的重力势能等于把它从该点移动到零势能处的过程中重力做的功,电荷在某点的电势能也等于把它从该点移动到零势能处的过程中静电力做的功吗?[求证]如果规定B点的电势能为零,根据W AB=E pA-E pB,可知W AB=E pA,所以电荷在某点的电势能也等于静电力把它从该点移动到零势能处所做的功。

属性h:重力势能属于物体与重力场组成的系统,电势能也属于电荷与静电场组成的系统吗?[求证]如果只有试探电荷而不存在电场,就不存在静电力的作用,试探电荷也不可能有电势能;如果只有电场而没有试探电荷,也不存在静电力作用,也就不存在电势能。

只有在试探电荷处于电场中时,讨论与静电力做功紧密联系的电势能才有意义。

所以,电势能属于电荷与电场组成的系统。

思考与讨论:1.物体在重力场中重力做功,与电荷在电场中移动时静电力做功虽然相似,但还存在差异。

能具体说一说这种差异吗?在重力场中移动的质点的质量都是正值,在重力场中确定的两点间移动等质量的质点,重力做功一定相等,重力势能的变化量一定相等;在电场中移动的电荷可正、可负,在电场中确定的两点间移动电荷量大小相等的电荷,静电力做的功绝对值相等(有正、负两个可能值),电势能的变化量也有正、负两个可能值。

2.若取无穷远为零势能面,在场源电荷为正点电荷的电场中,正电荷的电势能一定大于负电荷的电势能吗?在场源电荷为负点电荷的电场中呢?【典型例题】1.关于在电场中移动电荷与电势能的关系,下列说法中正确的是()A.电荷沿电场线方向移动,电势能一定增加B.电荷沿电场力方向移动,电势能一定增加C.电荷逆电场力方向移动,电势能一定增加D.电荷沿垂直于电场线方向移动,电势能一定不变答案:CD2.有一电荷量q=-3×10-6C的电荷,从电场中的A点移到B点时,克服静电力做功6×10-4 J。

求:①电荷的电势能怎样变化?变化了多少?②以B为零势能点,电荷在A点的电势能E pA是多少?③如果把这一电荷从B点移到C点时静电力做功9×10-4 J,电荷的电势能怎样变化?变化了多少?④如果选取C点为零势能点,则电荷在A点的电势能E pA′又是多少?⑤通过这一例题你有什么收获?解析:①静电力做功W AB=-6×10-4 J,电势能增加了6×10-4 J。

②以B为零势能点,电荷在A点的电势能是-6×10-4 J。

③W BC=9×10-4 J,电荷的电势能减少了9×10-4 J。

④以C点为零势能点,则电荷在A点的电势能E pA′=W AC=W AB+W BC=3×10-4 J。

⑤取不同的零势能点,同一电荷在电场中同一点的电势能数值是不同的。

【电势的定义】1.类比下图两种情况:通过类比可见,若用左图中的Ep/m,或右图中的Ep/q,对某一固定位置,它们的值都是固定的。

如何来表征这个相同的量呢?(让学生很快能想到用比值定义法来定义物理量,对知识活学活用)2.上面讨论的是特殊情况,下面讨论一般情况:(如图)E pA=qE场Lcosθ可见,E pA与q成正比,即电势能跟电荷量的比值E pA/q都是相同的。

对电场中不同位置,由于L与θ可以不同,所以这个比值一般是不同的。

结论:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值,是由电场中这点的位置决定的,跟试探电荷本身无关。

得出结论后,引导学生类比电场的得来过程,提出新的物理量——电势。

定义:在电场中,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φ表示。

表达式:φ=Ep/q单位:伏特(V)1V=1 J/C物理意义:描述电场的能的性质的物理量,数值上等于电荷量为1 C的正电荷在该点的电势能是1 J,则该点的电势就是1 V。

类比1:与重力场中的h类比,帮助理解电势概念。

类比2:高度与放入场中的物体无关,电势与试探电荷也无关。

类比3:高度的选取首先要确定零参考面,电势的选取也需零参考面,通常取大地为零势面。

类比4:高度为标量,但有正负。

电势也是标量,只有大小没有方向,但也有正负。

以上结论由学生得出,自己能用所学知识进行简单的描述,培养相关应用归纳知识的能力。

思考与讨论1:如何来判断电势的高低呢?正电荷电势能顺着电场线方向逐渐减少,则电势逐渐降低让学生明白: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。

现通过具体情景来进行分析。

结论:电场线指向电势降低的方向。

思考与讨论2:参看教材上的问题进行思考与讨论,然后思考若是q当作负电荷来进行研究,其结果是否一样呢?分析:沿着电场线方向移动负电荷,电场力做负功,电势能增加,电势逐渐降低。

沿着电场线方向移动正电荷,电场力做正功,电势能减少,电势逐渐降低。

结论:沿着电场线电势逐渐降低,与试探电荷无关。

思考与讨论3:电势与电场强度有哪些区别与联系?【典型例题】1.若带正电荷的小球只受到电场力作用,则它在电场中()A.一定沿电场线由高电势处向低电势处运动B.一定沿电场线由低电势处向高电势处运动C.不一定沿电场线运动,但一定由高电势处向低电势处运动D.不一定沿电场线运动,也不一定由高电势处向低电势处运动答案:D2.关于电势与电势能,下列说法正确的是()A.正电荷在高电势处电势能大,在低电势处电势能小B.正电荷在高电势处电势能小,在低电势处电势能大C.负电荷在高电势处电势能大,在低电势处电势能小D.负电荷在高电势处电势能小,在低电势处电势能大答案:AD3.下列说法中正确的是()A.电场线密集处场强大,电势高B.沿电场线方向场强减小,电势降低C.在电势高处电荷具有的电势能也大D.场强为零处,电势不一定为零答案:D4.对于点电荷的电场,我们取无限远处作零电势点,无限远处电场强度也为零,那么()A.电势为零的点,电场强度一定为零,反之亦然B.电势为零的点,电场强度不一定为零,但电场强度为零的点,电势一定为零C.电场强度为零的点,电势不一定为零;电势为零的点,场强不一定为零D.场强为零的点,电势不一定为零,电势为零的一点,电场强度一定为零答案:C【等势面】引入:在地理课上常用等高线来表示地势的高低。

今天我们学习了电势的知识后,那我们可以用什么来表示电势的高低呢?在电场中常用等势面来表示电势的高低。

定义:等势面:电场中电势相同的各点构成的面。

体验性实践:寻找等势面:找正点电荷和带电平行金属板中的等势面。

通过体验性实践活动,让学生明白如何去寻找等势面,达到对后续结论探究创设前置氛围。

观看挂图,从中寻找不同电场中等势面的不同点和相同点,进行合理猜想。

思考与讨论:等势面与电场线的关系(1)在同一等势面上各点电势相等,所以在同一等势面上移动电荷,静电力不做功。

W AB=E pA-E pb=qφA-qφB=0讨论:什么情况下会出现力做功为零的情况?引导分析得出:F⊥v。

(2)电场线跟等势面一定垂直,即跟电场强度的方向垂直。

引导学生用反证法达到证明的目的,加深对知识点的应用。

沿着电场线的方向,电势越来越低。

归纳总结可得出:电场线跟等势面垂直,并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。

若两个相邻的等势面间的电势之差是相等的,则能得到书上图1.45的图形。

观看图形或挂图,结合电场线的特点,可得出结论。

(3)等势面越密,电场强度越大。

(4)等势面不相交、不相切。

3.应用等势面:由等势面描绘电场线方法:先测绘出等势面的形状和分布,再根据电场线与等势面的关系,绘出电场线的分布,于是我们就知道电场的情况了。

【典型例题】关于电场中的等势面,下列说法中正确的有()A.等势面不一定跟电场线垂直B.沿电场线电势一定升高C.在同一等势面上两点间移动电荷,电场力做功为零D.在同一电场中,等势面可以相交答案:C【基础巩固】1.关于电场中的电场线,下列说法正确的是( )A.带正电的点电荷在电场力作用下,运动的轨迹和电场线重合B.沿电场线方向电场强度逐渐减小C.沿电场线方向电势逐渐降低D.电荷沿电场线方向运动,电势能减少2.下列说法中,正确的是( )A.当两个正点电荷互相靠近时,它们之间的库仑力增大,它们的电势能也增大B.当两个负点电荷互相靠近时,它们之间的库仑力增大,它们的电势能也增大C.一个正电荷与一个负点电荷互相靠近时,它们之间的库仑力增大,它们的电势能也增大D.一个正点电荷与一个负点电荷互相靠近时,它们之间的库仑力减小,它们的电势能也减小3.电场中有A、B两点,把电荷从A点移到B点的过程中,电场力对电荷做正功,则()A.电荷的电势能减少B.电荷的电势能增加C.A点的场强比B点的场强大D.A点的场强比B点的场强小4.下列关于电场中场强与电势能、电势的关系说法正确的是()A.电荷在电势高处电势能也一定大B.场强越大的地方电势一定越高C.场强为零的地方电势必为零D.电势为零的地方场强可以不为零5.关于电势的高低,下列说法正确的是()A.沿电场线方向电势逐渐降低B.电势降低的方向一定是电场线的方向C.正电荷在只受电场力作用下,一定向电势低的地方运动D.负电荷在只受电场力的作用下,由静止释放,一定向电势高的地方运动C AB AD AD【能力提升】1如图8-1所示,实线是一个电场中的电场线,虚线是一个负检验电荷在这个电场中的轨迹,若电荷是从a处运动到b处,以下判断正确的是[ ]A.电荷从a到b加速度减小B.b处电势能大C.b处电势高D.电荷在b处速度小2.在静电场中,下列说法中错误的是:()A、电场强度为零的点,电势也一定为零B、电场强度处处相等的区域内,电势也一定处处相等C、只在电场力作用下,正电荷一定从电势高的地方向电势低的地方移动D、沿着电场线方向电势一定越来越低3.如图所示,a、b为竖直方向上的电场线上的两点,一带电质点在a由静止释放,沿电场线方向向上运动,到b点速度恰好为零,下列说法中正确的是:()A、带电质点在a、b两点所受的电场力都是竖直向上的B、a点电势比b点的电势高C、带电质点在a点的电势能比在b点的电势能小D、a点的电场强度比b点的电场强度大4.将一电量为q=2x10-6c的点电荷从电场外一点P移至电场中某点A, 电场力做功4x10-5J ,求A点的电势.5.如图所示,光滑绝缘细杆竖直放置,细杆右侧距杆0.3m处有一固定的点电荷Q,A、B是细杆上的两点,点A与Q、点B与Q的连线与杆的夹角均为=37°。

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