高中物理电势能和电势人教版选修3-1
《电势能和电势》 说课稿
《电势能和电势》说课稿尊敬的各位评委老师：大家好！今天我说课的题目是“电势能和电势”。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教学方法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析“电势能和电势”是人教版高中物理选修 3-1 第一章第四节的内容。
这部分知识是电场能的性质的重要体现，是在学生已经学习了电场强度的基础上，进一步研究电场中能量的问题。
它不仅是对电场知识的深化和拓展，也为后续学习电容器、带电粒子在电场中的运动等内容奠定了基础。
教材首先通过类比重力势能引入电势能的概念，让学生体会到能量的概念在不同的物理情境中具有相似性。
然后，通过对静电力做功特点的分析，得出电势能的变化与静电力做功的关系。
最后，引入电势的概念来描述电场中各点的能的性质，并且给出了电势的定义式和电势差的概念。
二、学情分析学生在之前已经学习了重力势能、功等相关知识，具备了一定的类比推理能力。
但是，电势能和电势的概念比较抽象，学生在理解上可能会存在一定的困难。
此外，学生对于静电力做功的计算以及电场强度与电势的区别和联系等内容也需要进一步的巩固和深化。
三、教学目标1、知识与技能目标（1）理解静电力做功的特点，掌握静电力做功的计算方法。
（2）理解电势能的概念，知道电势能的变化与静电力做功的关系。
（3）理解电势的概念，掌握电势的定义式，知道电势的相对性和电势差的概念。
2、过程与方法目标（1）通过类比重力势能，培养学生的类比推理能力和逻辑思维能力。
（2）通过对静电力做功的分析，培养学生的分析问题和解决问题的能力。
3、情感态度与价值观目标（1）通过对电势能和电势的学习，让学生体会到物理知识与生活实际的紧密联系，激发学生学习物理的兴趣。
（2）培养学生严谨的科学态度和实事求是的精神。
四、教学重难点1、教学重点（1）静电力做功的特点和计算方法。
（2）电势能和电势的概念及电势能与静电力做功的关系。
2、教学难点（1）电势能概念的建立。
高二物理电势能和电势
例2：A和B为电场中某条电场线上的点，如
图：将q=4×10-9的正电荷从A点移到B点需 克服电场力做功5 ×10-7J，则 ⑴电场方向由A→B还是B→A？ ⑵电荷在哪点时电势能大？大多少？
A B
电场的力的性质我们必须用场强E来描述，那
么电场的能的性质我们又应该用什么物理量来描
述呢？能否用“电势能”呢？ 电场的能的性质也是电场本身的一种属性，
地理上，等高线表示地势的高低。 在电场中常用等势面来表示电势的高低。 电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面
等势面
等势面的特点： 1、等势面一定跟电场线垂直，在同一等势面上的任意 两点间移动电荷，电场力不做功； 2、电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面， 任意两个等势面都不会相交； 3、等差等势面越密的地方电场强度越大
复习回顾
功是能量转化的量度！
1、功的计算： W F L cos 2、重力做功有什么特点？
(1)与路径无关,由初末位置的高度差来决定. (2)WG与重力势能的关系.
WG EP1 EP 2 EP
(3)重力势能是相对的,有零势能面.(人为选定) 重力势能具有系统性
一、静电力做功的特点
等势面 几种典型电场的等势面：
1、点电荷电场中的等势面： 以点电荷为球心的一簇球面： 两簇对称曲面
等势面
3、等量同种点电荷电场中 的等势面： 两簇对称曲面
等势面
4、形状不规则的带电导 体附近的电场线及等势 面
5、匀强电场中的等势面： 垂直于电场线的一簇平面
设场外一点P的电势为 p
0
解: 从P
A,电场力做的功 W E PA
EPA W 4 105 J
EPA 4 105 A V 20V 6 q 2 10
高中物理选修3-1电势能和电势知识点总结
高中物理选修3-1电势能和电势知识点总结人教版选修3-1第一章静电场第4节《电势能和电势》一直是高二学生学习难点，我们要掌握好这一节的知识点。
下面是本人给大家带来的高中物理电势能和电势知识点，希望对你有帮助。
高中物理电势能和电势知识点一、电势差：电势差等于电场中两点电势的差值。
电场中某点的电势，就是该点相对于零势点的电势差。
(1)计算式(2)单位：伏特(V)(3)电势差是标量。
其正负表示大小。
二、电场力的功电场力做功的特点：电场力做功与重力做功一样，只与始末位置有关，与路径无关。
1. 电势能：电荷处于电场中时所具有的,由其在电场中的位置决定的能量称为电势能.注意：系统性、相对性2. 电势能的变化与电场力做功的关系(1)电荷在电场中具有电势能。
(2)电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小。
(3)电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大。
(4)电场力做多少功，电荷电势能就变化多少。
(5)电势能是相对的，与零电势能面有关(通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上电势能规定为零。
)(6)电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性。
(7)电势能是标量。
3. 电势能大小的确定电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电场力所做的功。
三、电势电势：置于电场中某点的试探电荷具有的电势能与其电量的比叫做该点的电势。
是描述电场的能的性质的物理量。
其大小与试探电荷的正负及电量q均无关，只与电场中该点在电场中的位置有关，故其可衡量电场的性质。
单位：伏特(V)标量1. 电势的相对性：某点电势的大小是相对于零点电势而言的。
零电势的选择是任意的，一般选地面和无穷远为零势能面。
2. 电势的固有性：电场中某点的电势的大小是由电场本身的性质决定的，与放不放电荷及放什么电荷无关。
3. 电势是标量,只有大小,没有方向.(负电势表示该处的电势比零电势处电势低.)4. 计算时EP,q, 都带正负号。
电势能和电势
的高低。
4. 电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性。
5. 电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该处移 动到零势能位置所做的功。
二、静电力做功与电势能的关系
【情景1】：电荷仅在电场力作用下从A运动到B，静电力做什么功？电荷的电势
人教版高中物理选修3-1
第一章 静电场
第4节 电势能和电势
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课堂导入
一个试探电荷在匀强电场中某点由静止释放,它将如何运动?动能将如何变化 ？（不计重力）
在电场力作用下电荷做加速运动,一段
E
时间后获得一定的速度,试探电荷的动
能增加。
+
是什么能转化为试探电荷的动能的呢？
3.电势
EP 电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值。
q
4.等势面 电场中电势相等的各点构成的面。
电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小 电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大
【类比】重力做功与重力势能的关系
重力对物体做正功，物体重力势能减小； 重力对物体做负功，物体重力势能增加； 即：重力做功等于重力势能的减少量；
二、静电力做功与电势能的关系 【探究结论】
静电力做功与电势能的关系： 静电力做的功等于电势能的减少量。
W W1 W2 W3 qE AM
一、静电力做功的特点
【讨论】将电荷q从A沿其他曲线移至B，静电力做功多少？如果移动电荷-q， 1～4的结论又如何？
B
B
E
A өF
F
++
新课程人教版高中物理选修31电势电势差和电势能的知识点
新课程人教版高中物理选修31电势电势差和电势能的知识点一．电势()：A1、定义：电场中某点A的电势，等于A 点与零电势点间的电势差，也等于将单位正电荷从A点移到零电势点过程中电场力做的功。
2、电势是电场本身具有的属性，与试探电荷无关。
3、零电势点可以自由选取，一般选取无穷远或大地为零电势点；电场中某点的电势具有相对性（相对选取的零电势点）。
4、沿着电场线的方向，电势降低（最快）；电势降低的方向不一定就是电场线的方向。
5、电势与场强没有直接关系：电势高的地方，场强不一定大；场强大的地方，电势不一定高。
6、电场强度的大小表示电势变化的快慢。
7、电势是标量，正负表示大小。
8、电势的单位：伏特（V）9、等势面：电势相等的点构成的面。
（要了解各种特殊电场中等势面的特点） a 、同一等势面上各点的电势相等 b 、等势面一定垂直于电场线c 、在同一等势面上的两点间移动电荷，电场力做功为零d 、电场线从电势高的等势面指向电势低的等势面e 、任意两等势面不相交f 、等差等势面越密集的地方场强越大（等差等势面：相邻等势面间的电势差不变）二． 电势差（ABU ）：1、定义：电场中两点电势的差值。
B A AB U ϕϕ-=A B BA U ϕϕ-=AB AB U U -=2、电势差是标量，正负表示初末点电势的高低。
3、电场中两点间的电势差与零电势点的选取无关。
4、电势差的单位：伏特（V ）5、电势差是电场本身具有的属性，与试探电荷无关。
三． 电势能（A P E ）：1、定义：电荷处于电场中某点具有的势能。
（电势能是电场和电荷共同具有的）2、q E A PA ϕ=（正电荷在电势越高的地方，电势能越大；负电荷在电势越高的地方，电势能越小）3、电势能是标量，正负表示大小。
4、电势能的单位：焦耳（J ）5、电荷处于电场中某点时，具有的电势能有相对性（相对选取的零电势点）；电势能的变化量与零电势点的选取无关。
6、电场力做功与电势能变化量的关系： A B A PB PA PA PB P AB q q q E E E E E W -=-=-=--=∆-=()(ϕϕϕϕa 、电场力做功与路径无关，与初末位置的电势差有关。
《电势能和电势》课件1
等势面
• •
1.定义 在电场中，______________________ 电势相等的点组成的面 叫做等势面。
•
2．等势面特点
• (1)等势面上各点电势相等，在等势面上移动电荷电场力 不做功 。 _________
垂直 • (2)等势面一定跟电场线________ ，而且电场线总是由电 势较高的等势面指向__________ 电势较低 的等势面。
电势
• 1.定义 电势能 与它的 • 电荷在电场中某一点的________ __________ 电荷量 的比值，叫做这一点的电势。
2．定义式 Ep φ＝ q 。
• •
3．单位 伏特 __________ ，符号是V。
• 4．特点 • (1)相对性：电场中各点电势的高低，与所选取 电势零点 的位置有关。 的__________ • (2)标量性：电势是标量，只有大小，没有方向， 但有________ 正负 。 • 5．判断电势高低的办法 • (1)在电场中沿着电场线的方向，电势逐渐 降低 ________ 。 • (2)在电场力作用下，静止的正电荷从 高电势 低电势 __________ 移向__________ 。
电势能
• 1.概念 电场中的势能 • 电荷在______________ 叫做电势能，可用Ep 表示。 • 2．大小 • 电荷在某点的电势能，等于静电力把它从 零势能位置 时所做的功。 该点移动到____________
• 3．与电场力做功的关系 • 静电力做的功等于电势能的__________ ，用公 减少量 EPA－EPB 式表示WAB＝__________ 。 减小 • 电场力做正功，电势能________ ，电场力做负 功，电势能_______ 。 增加 • 4．相对性 零势能点 的选取有关。 • 电势能的数值大小与__________ 无穷远处 地球表面 的电 通常把离场源电荷__________ 或__________ 势能规定为零。
人教版选修3-1 电势能和电势课件 人教版
例3. 将一电量为 q = 2 × 10 6 c 的点电荷 从电场外一点P移至电场中某点 移至电场中某点A, 从电场外一点 移至电场中某点 电场力 点的电势. 做 功 4 × 10 5 J ,求A点的电势 求 点的电势 解: 场外一点 的电势为 p = 0 场外一点P的电势为
从P A,电场力做的功 W = E PA 电场力做的功
9
练习. 如图所示,在同一条电场线上有 在同一条电场线上有A 练习 如图所示 在同一条电场线上有 . B .C 三点,将 q = 6 × 10 6 c 的点电荷由A点移 三点 将 的点电荷由 点移 动到B点 电场力做什么功 做多少功?电势能 电场力做什么功?做多少功 动到 点,电场力做什么功 做多少功 电势能 变化了多少?在将该电荷由 点移到C点 电场 在将该电荷由B点移到 变化了多少 在将该电荷由 点移到 点,电场 力做什么功?做多少功 电势能变化了多少? 做多少功?电势能变化了多少 力做什么功 做多少功 电势能变化了多少 A
如图,在场强 的匀强电场中,点电 例1. 如图 在场强 E = 10 3 N C 的匀强电场中 点电 移动到B,AB相距 相距L=1m,静电力做功为 荷q=+1c从A移动到 从 移动到 相距 静电力做功为 多少?电势能如何变化 若规定 多少 电势能如何变化?若规定 PA=0,则EPB=? 电势能如何变化 若规定E 则
B
E
q+ q + x2 F
q+ F
B
FE
A q+
F
M
q+
A
X1
F
M W3 = q E x 3
W1 = q E x 1
W2 = q E x 2
………… x1 + x2 + x3 +…=? …
高中物理人教版选修3-1电势能和电势
电势能和电势★新课标要求〔一〕知识与技能1、掌握电势能、电势的概念、公式和性质。
掌握静电力做功、等势面的特点。
2、明确电势能、电势、静电力的功、电势能的变化之间的关系。
〔二〕过程与方法通过与以前所学知识结合，理解电场力做功与电势能与的变化量间的关系，从而更好的了解电势能和电势。
〔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。
★教学重点掌握电场力做功的特点、电势能与电场力做功的关系；理解电势、等势面的概念及意义。
★教学难点掌握电场力做功的特点、电势能与电场力做功的关系，并能用此解决问题。
★教学方法归纳推理法、讲授法★教学用具：投影片、多媒体辅助教学设备★教学过程〔一〕引入新课教师：我们知道电场对放入其中的电荷有力的作用，在电场中移动电荷时电场力就要做功，同时电荷的位置要变化，电荷具有的能量也会发生变化，那么电场力做的功和电荷能量变化之间有什么关系呢？本节课我们来研究这个问题。
〔二〕进行新课1、静电力做功的特点教师活动：〔投影〕教材图1.4-1〔如下图〕引导学生推导在匀强电场中移动试探电荷q从A到B静电力所做得功。
〔1〕q沿直线从A到B⋅cos=θW=FqEAMAB〔2〕q沿折线从A到B+W==0AMqEAMqE〔3〕q 沿任意曲线从A 到B 〔用无数组跟静电力平行和垂直的折线来逼近曲线ANB 的方法〕，可得AM qE AM qE W =+=0问题：通过以上推导过程，可以得出什么结论？学生：静电力做功与路径无关，只与电荷的起始位置和终止位置有关。
教师：〔强调〕这个结论虽然是从匀强电场中推导出来的，但是可以证明，同样适用于非匀强电场。
2、电势能教师：引导学生类比重力做功的特点和重力势能的概念，引出电势能的概念。
思考：如果静电力做功与路经有关，引入电势能的概念还有没有实际意义？为什么？学生分组讨论，思考后回答。
点评：调动学生思维的积极性，培养学生善于思考勇于探究的学习品质。
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E PA ELCOS θ q
比值与试探电荷无关，反应电厂本身的性质。
三. 电势
1. 定义: 电荷在电场中某一点的电势能与
它的电荷量的比值（标量）
2. 公式:
EP q
带符号运算
不能说Ф与q成反比，与EP成正比
3. 单位: 伏特 符号为V
1 V = 1 J/C
EP 2、关于公式 q 可知：（ CD ） A、电场中某点的电势，与放在该点电荷具 有的电势能成正比 B、电场中某点的电势，与放在该点电荷的 电荷量成反比 C、电场中某点的电势，与该点是否有电荷 ，电荷的正负及电荷量的大小无关 D、放入电场中某点的点电荷不同，电势能 也不同，但电势能与电荷量的比值保持不 变
试探电荷静止的放入电场中,将如何运动?
E
+ F
电荷做加速运动,一段时间后获 得一定的速度,试探电荷的动能增加.
试探正电荷q在电场强度 为E的匀强电场中沿几条不同 路径从A点移动到B点,静电力 对电荷做功分别为多少?
A
沿直线
E B q
B
F
M 甲
ө
A
W=F cosθ ·|AB|=q E ·|AM|
如果放在电场中的不是正 电荷而是负电荷,情况又是怎么 样?
二.电势能
1. 定义: 电场中的电荷由于受到电场力 作用而具有的势能。
2. 静电力做的功等于电势能的减少量
WAB = EPA - EPB
3. 电荷在某点的电势能,等于静电力把它 从该点移动到零势能位置时电场力所做的功. (通常把离场源无限远处或大地表面的 电势能规定为零)
例1. 如图,在场强 E 10 3 N C的匀强电场 中,点电荷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 B
E
F
q 即电势能减少 10 3 J 沿电场线方向电势逐点降低。
讨论电势能与电荷的比值?
A
+
L
E
取O点的电势能为零, 则:
θ
O
EPA = q E L COSθ
在匀强电场中移动电荷时,静电力做 的功与电荷的起始位置和终止位置有关, 但与电荷经过的路径无关. 推广:非匀强电场也适用. W=Eqd (适合匀强电场，d为沿电 场线方向距离)
二.电势能
1. 定义: 电场中的电荷由于受到电场力 作用而具有的势能。 思考
重力做功与重力势能的关系?
重力做功与重力势能的关系 重力做的功等于重力势能的减少量.
3、下列说法中正确的是：（BC ） A、沿着电场线的方向场强一定越来越弱 B、沿着电场线的方向电势一定越来越低 C、匀强电场中，各点的场强一定大小相等 ，方向相同 D、匀强电场中，各点的电势一定相等
4.有一个电量q=-3×10-6C的点电荷，从某 电场中的A点移动到B点，电荷克服电场 力何做了6×10-4J的功，从B点移至C点， 电场力对电荷做了9×10-4J的功，设B点 为零电势，求：A、C两点的电势和该电 荷在A、C两点的电势能。
A
沿 折 线AMB
E B q F
B
q ө A
甲
F M
A M
M B
W1=qE · |AM| W2=0
所以：全过程做功 W=W1+W2=q E· |AM|
沿曲线ANB呢?
E B N F A 乙
用无数组跟静电力垂直和平行的折线来逼近ANB
E
M
乙
W = q E·|AM|
由以上的推导我们发现了什么?
一.静电力做功的特点
A
A 5V
C
C 2V
B
B 0
四.等势面
1.定义：电场中电势相同的个点构成的面 认识几种等势面
2.特点
（1）等势面与电场线处处垂直
（2）电场线由电势高的等势面指向电势 低的等势面 （3）匀强电场中等差等势面间距相等
小结
1.电场力做功特点，匀强电场电场力做功计算 2.电势能和电场力做功与电势能变化关系。 3.电势的计算（相对性）
1.沿着电场线方向,电势将怎样变化? 2.如何确定电场中某点的电势? 3.电势为负数时,负号表示方向吗?
例3. 将一电量为 q 2 10 6 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 10 5 J ,求A点的电势. 4 解: 设场外一点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
EPA 4 10 5 A V 20V 6 q 2 10
点评:电势的确定首先要确定零电势处, 且电势可以为负.
思考电势高低判断方法？ 1.电场线法 2.计算法
练习. 如图所示,在同一条电场线上有A . B 6 .C 三点,将 q 6 10 c 的点电荷由A点移 动到B点,电场力做什么功?做多少功?电势能 变化了多少?在将该电荷由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?
达标训练 1.一个点电荷，从静电场的a点移到b点，其电 势变化为零，则（ D ） A.a、b两点场强一定相等 B. 该点电荷一定沿等势面移动 C.作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是 垂直的 D.a、b两点的电势一定相等
2.如图四所示，为电场中心一条电场线，一个 点电荷由静止开始，只在电场力作用下，从A 点移到B点，下面论述正确的是（ B ） A.A处场强大于B处场强； B. 点电荷在A处电势能大于在B处电势能； C.点电荷带负电； D.由A到B点电荷受到电场力越来越小。
WG = EP1 - EP2 = -ΔEP
1. 重力做正功,重力势能减少.
2. 重力做负功,即物体克服重力做功, 重力势能增加.
电场力做功与电势能的关系
E E v v
A A B
+
B
+
正电荷从A点移到B 点时,静电力做正功,电荷 的电势能减少.
正电荷从B点移到A 点时,静电力做负功,即电 荷克服静电力做功,电荷 的电势能增加.