电势能和电势 课时作业
第一章第4节电势能和电势
练能力、课后提升
一、选择题
1．(多选)如图所示，实线表示一簇关于x轴对称的等势面，在x轴上有A、B两点，则()
A．A、B两点的场强方向与x轴同向
B．A、B两点的场强方向与x轴反向
C．A点的场强E A大于B点的场强E B
D．A点的场强E A小于B点的场强E B
解析：选AD由电场线与等势面的关系可知，电场线
一定与等势面垂直，由电势较高的等势面指向电势较低的等
势面，作出相对应的电场线的分布，如图所示．则可知A、
B两点处的场强方向与x轴同向．由电场线的疏密可知，A点处的场强E A小于B 点处的场强E B．
2．(2019·汕头高二检测)如图所示，A、B、C为电场中同一电场线上的三点．设电荷在电场中只受电场力作用，则下列说法中正确的是()
A．若在C点无初速度地释放正电荷，则正电荷向B运动，电势能减少
B．若在C点无初速度地释放正电荷，则正电荷向A运动，电势能增加
C．若在C点无初速度地释放负电荷，则负电荷向A运动，电势能增加
D．若在C点无初速度地释放负电荷，则负电荷向B运动，电势能减少
解析：选A若在C点无初速度地释放正电荷，正电荷所受电场力向右，
则正电荷向B运动，电场力做正功，电势能减少，A正确，B错误；若在C点无初速度地释放负电荷，负电荷所受电场力向左，则负电荷向A运动，电场力做正功，电势能减少，C、D错误．
3．a、b；c、d；e、f；g、h为以下电场中的四组点，其中a、b两点距正点电荷的距离相等；c、d两点在两点电荷连线的中垂线上，并关于两点电荷的连线对称；e、f两点在两点电荷的连线上，并关于连线中点对称；g、h两点在两点电荷连线的中垂线上，并关于两点电荷的连线对称．这四组点中，电场强度和电势均相等的是()
A．a、b B．c、d
C．e、f D．g、h
解析：选B正点电荷的等势面是以电荷为圆心的同心圆，a、b两点距正
可知两点电场强度大小相等，方点电荷的距离相等，所以电势相等；根据E＝kQ
r2
向不同，故A错误；根据等量异种电荷的周围电场分布特点关于中垂线和连线对称性可知，c、d两点电场强度和电势都相同，故B正确；根据等量异种电荷的周围电场分布特点关于中垂线和连线对称性可知，e、f两点电场强度相同，根据沿着电场线方向电势逐渐降低可知f点电势高于e点电势，故C错误；根据电场叠加原理可知，gh两点电场强度相同，方向相反，故电场强度不同，故D错误．
4.(多选)(2018·沭阳期中)某静电场等势面如图中虚线
所示，则()
A．B点的场强比A点的大
B．A点的电势比C点的高
C．将电荷从A点移到B点电场力不做功
D．负电荷在C点的电势能小于零
解析：选ABC等差等势线的疏密程度表示场强的强弱，B点的场强比A 点场强大，A选项正确；A点的电势是0，C点的电势是－5 V，A点的电势高于C点的电势，B选项正确；A、B两点的电势相等，将电荷从A点移到B点，电场力不做功，C选项正确；根据电势能的定义可知，C点的电势为负，负电荷在C点的电势能为正，D选项错误．
5．(多选)如图所示，甲是某电场中的一条电场线，A、B是这条电场线上的两点，若将一负电荷从A点自由释放，负电荷沿电场线从A到B运动过程中的速度—时间图象如图乙所示，比较A、B两点电势φ的高低和场强E的大小可得()
A．φA>φB B．φA<φB
C．E A>E B D．E A＝E B
解析：选BC负电荷速度在增加，说明电场力方向由A指向B，场强方向由B指向A，所以φB>φA，B正确；又知加速度在减小，所以E A>E B，
C正确．
6.如图所示，某点O处固定点电荷＋Q，另一带电－q的粒
子以O为焦点沿椭圆轨道运动，运动过程中经过最远点b和最近点a，下述说法不正确的是()
A．a点的电场强度大于b点的电场强度
B．粒子在a点的加速度大于在b点的加速度
C．粒子在a点的电势能比b点电势能小
D．粒子在a点的电势能比b点电势能大
解析：选D
7．(多选)(2019·西安市长安区期中)如图所示电场，实线表示电场线．一个初速度为v的带电粒子仅在电场力的作用下从a点运动到b点，虚线表示其运动的轨迹．则()
A．粒子带正电
B．a点电势高于b点电势
C．粒子在a点的速度大于在b点的速度
D．粒子的加速度一直减小
解析：选BC粒子做曲线运动，受力指向轨迹的内侧，结合电场线的方向可知，粒子带负电，A选项错误；沿着电场线方向电势逐渐降低，a点电势高于b点电势，B选项正确；电场力方向与速度方向夹角大于90°，一直做负功，根据功能关系可知，动能减小，电势能增加，C选项正确；电场线的疏密表示电场强度的强弱，从a点运动到b点的过程中，电场力先减小后增大再减小，从a 点运动到b点加速度先减小后增大再减小，D选项错误．
8.如图所示，真空中O点处有一点电荷，在它产生的电场中有a、b两点，a 点的场强大小为E a，方向与ab连线成53°角，b点的场强大小为
E b，方向与ab连线成37°角．关于a、b两电场E a、E b及φa、φb
关系，正确的是()
A．25E a＝9E b，φa>φb B．16E a＝9E b，φa<φb
C．9E a＝25E b，φa>φb D．9E a＝16E b，φa<φb
解析：选D设a、b两点到点电荷的距离分别为r a和r b.根据几何知识得：
r b ＝43r a .根据点电荷场强公式E ＝k Q r 2得：E a ＝169E b .由图可知，该电场是由负点电荷产生的，故在点电荷的周围越靠近场源电势越低，则有φa <φb ，故D 正确，A 、
B 、
C 错误．
9．(多选)(2018·临县期中)如图所示的直线是真空中某电场的一条电场线，A 、B 是这条直线上的两点．一带正电粒子仅在电场力作用下，以速度v A 经过A 点向B 点运动，经过一段时间后，粒子以速度v B 经过B 点，且v A 与v B 方向相反，则( )
A ．A 点的电势一定低于
B 点的电势
B ．粒子在A 点的电势能一定小于在B 点的电势能
C ．粒子在A 点的动能一定小于在B 点的动能
D ．A 点的场强一定大于B 点的场强
解析：选AB 分析题意可知，粒子从A 点向B 点运动的过程中，先做正向的减速，后做反向的加速，电场力水平向左，故电场线方向由B 到A ，沿电场线电势逐渐降低，A 点的电势一定低于B 点的电势，A 选项正确；粒子由A 点运动到B 点的过程中，电场力做负功，电势能增加，故粒子在A 点的电势能一定小于在B 点的电势能，B 选项正确；根据能量守恒定律可知，粒子在A 点的动能一定大于在B 点的动能，C 选项错误；一条电场线无法判断哪个位置电场线的疏密情况，无法判断AB 两点哪点的场强大，D 选项错误．
10．位于正方形四角上的四个等量点电荷的电场线分布如图所示，ab 、cd 分别是正方形两条边的中垂线，O 点为中垂线的交点，P 、Q 分别为cd 、ab 上的点，且OP A．P、O两点的电势关系为φP<φO B．P、Q两点电场强度的大小关系为E Q C．若在O点放一正点电荷，则该正点电荷受到的电场力不为零 D．若将某一负电荷由P点沿着图中曲线PQ移到Q点，电场力做负功 解析：选B根据电场叠加，由图象可知ab、cd两中垂线上各点的电势都为零，所以P、O两点的电势相等，故A错误；电场线的疏密表示场强的大小，根据图象知E Q 二、非选择题 11．某电场中有A、B、C三点，三点的电势分别是φA＝5 V，φB＝－2 V，φC ＝0，现有一电荷量q＝－6×10－6 C的点电荷P，求： (1)该点电荷在A、B、C三点的电势能各为多大？ (2)若将P从A移到B，则静电力做功多少？电势能变化了多少？ (3)若将P从B移到C，则静电力做功多少？电势能变化了多少？ 解析：(1)由题意可知电势φA>φC>φB，而沿电场线的方向电势降低，则电场线的方向由A指向B， 点A的电势能为： E p A＝qφA＝－6×10－6 C×5 V＝－3×10－5 J 点B的电势能为： E p B＝qφB＝－6×10－6C×(－2)V＝1.2×10－5 J 点C的电势能为： E p C＝qφC＝－6×10－6 C×0 V＝0. (2)电荷从A移到B点的过程中，电场力做的功为 W AB＝E p A－E p B＝－3×10－5 J－1.2×10－5 J＝－4.2×10－5 J，电势能增大了4.2×10－5 J. (3)电荷从B移到C点的过程中，电场力做的功为 W BC＝E p B－E p C＝1.2×10－5J，电势能减小了1.2×10－5 J. 答案：(1)－3×10－5 J 1.2×10－5 J0 (2)－4.2×10－5 J电势能增大了4.2×10－5 J (3)1.2×10－5 J电势能减小了1.2×10－5 J 12.如图所示，在电场强度为E＝1×104 N/C、方向水平向右的匀强电场中，用一根长L＝1 m的绝缘细杆(质量不计)固定一个质量为m＝0.2 kg、电荷量为q ＝5×10－6C、带正电的小球．细杆可绕轴O在竖直平面内自由转动．现将杆由水平位置A轻轻释放，在小球运动到最低点B的过程中． (1)电场力对小球做功多少？小球电势能如何变化？ (2)小球在最低点的动能为多少？ 解析：(1)电场力做功仅与初末位置有关，W电＝qE·L＝5×10－2 J 电场力做正功，电势能减少． (2)由动能定理得 mgL＋W电＝E k B－0 E k B＝2.05 J. 答案：(1)5×10－2 J电势能减少 (2)2.05 J 13．(2018·保定市联考)如图所示，质量为m、电荷量为q的带正电小球A 穿在光滑绝缘细杆(固定)上，杆的倾角为θ，在杆的底端B固定一电荷量为5q 的带负电小球，将A 球从杆的顶端(距B 高为h 处)由静止释放，当A 球运动到杆的中点时速度大小为v .整个装置处于真空中，已知重力加速度为g ，静电力常量为k .求： (1)A 球刚被释放时的加速度大小a ； (2)从释放A 球到其运动到杆的中点的过程中，静电力做的功W . 解析：(1)A 球刚被释放时，由牛顿第二定律有 mg sin θ＋k q ×5q r 2＝ma 由几何关系可知r ＝h sin θ 解得a ＝g sin θ＋5kq 2sin 2θmh 2. (2)由动能定理有 W ＋mg h 2＝12m v 2 解得W ＝12m v 2－mgh 2. 答案：(1)g sin θ＋5kq 2sin 2θmh 2 (2)12m v 2－mgh 2 选修3-1第一章 静电场 第三节 电势能和电势 导学案 一、要点知识： (一)复习导学 1．静电力、电场强度概念， 2．回顾重力做功的特点是什么? 从静电力做功使试探电荷获得动能入手，提出问题：是什么能转化为试探电荷的动能？ (二)合作探究 1．静电力做功的特点 结合课本图（右图）分析试探电荷q 在场强为E 的均强电场中沿不同路径从A 运动到B 电场力做功的情况。 （1） q 沿直线从A 到B （2） q 沿折线从A 到M 、再从M 到B （3） q 沿任意曲线线A 到B 结果都一样即：W=qEL AM =qEL AB cos θ 【结论】：在任何电场中，静电力移动电荷所做的功，只与始末两点的位置有关，而与电荷的运动路径无关。 与重力做功类比，引出： 2． 电势能 （1）电势能：由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做电势能。(标量) （2）静电力做功与电势能变化的关系： 静电力做的功等于电势能的变化量。写成式子为：PB PA E E W AB -= 注意： ①电场力做正功，电荷的电势能减小；电场力做负功，电荷的电势能增加 ②电场力力做多少功，电势能就变化多少，在只受电场力作用下，电势能与动能相互转化，而它们的总量保持不变。 ③在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为正，负电荷在任一点具有的电势能都为负。 在负电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为负，负电荷在任意一点具有的电势能都为正。 ④求电荷在电场中某点具有的电势能 电荷在电场中某一点A 具有的电势能E P 等于将该点电荷由A 点移到电势能零点电场力所做的功W 的。 即E P =W ⑤求电荷在电场中A 、B 两点具有的电势能高低 将电荷由A 点移到B 点根据电场力做功情况判断，电场力做正功，电势能减小，电荷在A 点电势能大于在B 点的电势能，反之电场力做负功，电势能增加，电荷在A 点的电势能小于在B 点的电势能。 ⑥电势能零点的规定 若要确定电荷在电场中的电势能，应先规定电场中电势能的零位置（任意性）。（大地或无穷远默认为零） 所以：电荷在电场中某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零电势能位置时电场力所有做的功。如上式若取B 为电势能零点，则A 点的电势能为： qEL W E == 如何根据?-x图像判断E的方向？顺着电场线的方向电势越来越低 如何根据?-x图像判断E的大小？曲线的斜率大小代表场强的大小 根据上面两个判断基本可以画出电场的大致分布图。 1．空间某一静电场的电势φ在x轴上分布如图所示，图象关于y轴对称．x轴 上两点B、C点电场强度在x方向上的分量分别是E Bx 、E Cx ，下列说法中正确的有 （） A．E Bx 的大小大于E Cx 的大小 B．E Bx 的方向沿x轴正方向 C．电荷在o点受到的电场力在x方向上的分量最大 D．负电荷沿x轴从B移到C的过程中，电场力先做负功，后做正功 2.（多选）X轴上有两点电荷Q 1和Q 2 ，Q 1 和Q 2 之间连线上各点电势高低如图曲线 所示（AP＞PB），选无穷远处电势为0，从图中可以看出（） A．Q 1电荷量一定大于Q 2 电荷量 B．Q 1和Q 2 一定同种电荷 C．P点电场强度是0 D．Q 1和Q 2 之间连线上各点电场方向都指向Q 2 练习 3.（多选）如图在x轴的﹣3a和3a两处分别固定两个电荷QA、QB，图中曲线是两电荷之间的电势φ与位置x之间的关系图象，图中x=a处为图线的最低点．线于在x=2a处由静止释放一个质量为m、带电荷量为q的正电点电荷，该电荷只在电场力作用下运动．下列有关说法正确的是（） A．电荷运动至x=a处时速度最大 B．两点电荷QA：QB=4：1 C．该电荷一定通过x=a处，但不能到达x=﹣a处 D．该电荷以O为中点做往复运动 1.A 2.ABD 3.AB 如何理解E-x图像中E>0,E<0的含义？可以根据E的正负，及规定的正方向判断电场线的方向，从而确定电势的高低。 如何理解E-x图像中面积的含义？根据微元法易知“面积=电势差”。 根据上面两个判断基本可以画出电场的大致分布图。 1．空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图象如图所示，下列说法正确的是（） A．O点的电势最低 B．x 1和x 3 两点的电势相等 C．x 2和﹣x 2 两点的电势相等D．x 2 点的电势低于x 3 点的电势 2．空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随X变化的图象如图．说法正确的是（） A．O点的电势最低 B．X 2 点的电势最高 C．X 1和﹣X 1 两点的电势相等 D．把正电荷从X 1点移到X 3 点，电势能一直增加 E.该电场是等量负电荷从两电荷连线的中点沿中垂线向两侧外移形成的 练习 3.空间存在一沿x轴方向的静电场，电场强度E随x变化的关系如图所示，图线关于坐标原点对称，A、B是x轴上关于原点对称的两点．下列说法中正确的是（） A．取无穷远处电势为零，则O点处电势为零 B．电子在A、B两点的电势能相等 C．电子在A、B两点的加速度方向相同 D．电子从A点由静止释放后的运动轨迹可能是曲线 1.C 2.C 3.B 高二物理电势与电势能知识点 一、电场力的功 1、特点:电场力做功与路径无关，只与初末位置有关。 2、计算方法（1）由公式W=qE ·d （d 为电荷初末位置在电场方向上的位移） （2）由公式AB AB W qU =（AB U 为电荷初末位置A →B 间电势差,注意下标的使用） （3）由电场力做功和电势能的变化的关系：(.AB PA PB PA PB W E E E E =-分别是电荷电场中A 、B 两点的电势能） （4）由动能定理：K E W W ?=+其他力电场力 二、电势能 1.电势能：电荷在电场中由其相对位置决定的能（类似重力势能） 2.电荷在电场中某点的电势能等于电荷从这点移到零电势能点(通常选大地或无限远处)过程中电场力做的功。E PA =W A →∞ 电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加；电场力不做功，电势能不变。 3.比较电势能的大小 （1）场电荷判断法 ①离场正电荷越近，检验正电荷的电势能越大；检验负电荷的电势能越小. ②离场负电荷越近，检验正电荷的电势能越小；检验负电荷的电势能越大. （2）电场线法 ①正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大. ②负电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小. （3）做功判断法 无论正、负电荷，电场力做正功，电荷从电势能较大的地方移向电势能较小的地方，反之，如果电荷克服电场力做功，那么电荷将从电势能较小的地方移向电势能较大的地方. 三、电势 １.定义：q E PA A =? ＥPA 为试探电荷在该点Ａ的电势能，q 为电荷量，可以带符号运算。 2.单位：伏特V ，1V=1J/Ｃ 3.电势是标量，有正负，但没有方向。规定大地或无限远电势为零。 4.物理意义：描述电场能的特性，由场源电荷量和相对位置来决定，与是否放试探电荷无关。 5.电势高低判断的三种方法 (1)根据公式计算：q E PA A =?，带符号代入运算。 (2)沿着电场线的方向电势是降低的，逆着电场线方向电势是升高的。 (3)将ＷAB 和q 带符号代入，根据U AB 的正负判断Ａ、Ｂ两点电势的高低，U AB = A - B 。若U AB >０，则 A > B ；若U AB =０，则 A = B ；若U AB <０则 A < B 。 四、等势面 1、定义：电场中电势相等的点构成的面叫等势面。 2、等势面与电场线的关系 （1）电场线总是与等势面垂直，且从高等势面指向低等势面。 （2）电场线越密的地方，等势面也越密集。 （3）沿等势面移动电荷，电场力不做功，沿电场线移动电荷，正电荷电场力做正功，负电荷电场力做负功。 （4）电场线和等势面都是人们虚拟出来形象描述电场的工具 电势与电势能的关系？ 多用电表应该怎样读数？ 多用电表 使用多用电表时首先应该根据被测物理量将选择开关旋到相应的位置。使用前应先进行机械调零，用小螺丝刀轻旋调零螺丝，使指针指左端零刻线。使用欧姆挡时，还应进行欧姆调零，即将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指右端零刻线处。欧姆挡的使用：⑴选挡。一般比被测电阻的估计值低一个数量级，如估计值为200Ω就应该选×10的倍率。⑵调零。⑶将红黑表笔接被测电阻两端进行测量。⑷将指针示数乘以倍率，得测量值。⑸将选择开关扳到OFF 或交流电压最高挡。用欧姆挡测电阻，如果指针偏转角度太小，应增大倍率；如果指针偏转角度太大，应减小倍率。 电容器的应用和什么是电容器？ 1、电容器 任意两个彼此绝缘、互相靠近的导体即构成一个电容器。平行板电容器是最简单、最基本的电容器，其他形状的电容器可以看作平行板电容器的变形。在实际的电子电路中，连接各元件的导线都能构成一个个形状不规则的电容器，尽管其电容量不大，但在高频情况下，其对电路工作状态的影响，也是不容忽视的。 使电容器极板带电的过程叫充电。电容器充电时两极板总带有等量异种电荷。电容器的带电量指的是电容器一个极板所带电荷量的绝对值。使电容器失去电荷的过程叫放电。电容器充电、放电过程中，电路中都有短暂的变化电流。交变电流能“通过”电容器，其实质就是电容器在交变电压作用下，反复充、放电的结果。 2、电容器的电容 电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量，其定义为：电容器的带电荷量跟它的两极间电压的比值。（电容器的两极间的电势差增加1V 所需的电量）电容器的电容大小仅由电容器本身性质决定，而与其所带电荷量多少无关，这一点在 平行板电容器电容大小的决定式C=kd S πε4中，得到了充分体现。 在电容器问题的讨论中，有两种典型情况应予以特别关注：一是若电容器两极始终和一恒定的直流电源两板相连接时，电容器两极间电压恒等于电源电动势；一是电容器充电后即和外界脱离接触（绝缘）时，其电荷量保持不变。另外，平行板电容器间场强大小决定于极板电荷的面密度，也是一个有用的结论。在电荷量不变的情况下，将极板错开、改变间距时，讨论极板间场强、电压的变化问题，要比利用电容定义式和决定式讨论方便得多。 电势差是啥？ 1、电势差 （1）定义：电场中两点间电势的差值，也叫电压。用AB U 表示。 （2）公式：B A AB U ??-= 或 A B A B U ??-= ① 所以有：AB U =-BA U ② 注意：电势差也是标量，可正，可负。 逻辑电路又是啥？ 逻辑电路 是一种离散信号的传递和处理，以二进制为原理、实现数字信号逻辑运算和操作的电路。分组合逻辑电路和时序逻辑电路。前者由最基本的“与门”电路、“或门电路”和“非门”电路组成，其输出值仅依赖于其输入变量的当前值，与输入变量的过去值无关—即不具记忆和存储功能；后者也由上述基本逻辑门电路组成，但存在反馈回路—它的输出值不仅依赖于输入变量的当前值，也依赖于输入变量的过去值。由于只分高、低电平，抗干扰力强，精度和保密性佳。广泛应用于计算机、数字控制、通信、自动化和仪表等方面。最基本的有与电路、或电路和非电路。 高中物理选修3-1电势能和电势知识点总结 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。 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。 5.顺着电场线的方向，电势越来越低。 6.与电势能的情况相似,应先确定电场中某点的电势为零.(通常取离场源电荷无限远处或大地的电势为零.) 三、等势面 1.等势面：电场中电势相等的各点构成的面。 2.等势面的特点 ①等势面一定跟电场线垂直，在同一等势面的两点间移动电荷，电场力不做功; ②电场线总是由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。 电势能和电势 【教学目标】 1．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。 （2）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。 （3）明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。 （4）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 （1）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。 （2）培养对知识的类比能力，以及对问题的分析、推理能力。 （3）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 （1）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。 （2）利用等势面图像的对称美，形态美以获得美的享受、美的愉悦，自己画图，在学习知识的同时提高对美的感受力和鉴别力。 （3）在研究问题时，要培养突出主要矛盾，忽略次要因素的思维方法。 【教学重点和难点】 1．重点 理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。 2．难点 掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。 【教学方法】 类比探究、分析归纳、讨论分析、应用举例、多媒体课件【教学过程】 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 风电培训心得体会范文 亲爱的朋友，很高兴能在此相遇！欢迎您阅读文档风电培训心得体会范文，这篇文档是由我们精心收集整理的新文档。相信您通过阅读这篇文档，一定会有所收获。假若亲能将此文档收藏或者转发，将是我们莫大的荣幸，更是我们继续前行的动力。 篇一：风电培训心得体会范文 为提高风力发电的专业技能，培养生产理论知识，促使在工作中进一步更新观念、理清思路。公司组织我们参加了xxxx 风电培训学习。在短短十天的时间里，通过xxxx风电老师的讲授，使我们掌握了一定的风力发电机组的工作原理、机械、电气控制系统等专业基础知识及风场安全教育培训；使我们了解了企业的安全生产知识，掌握了高空救护和急救知识；并深刻认识到如何保障人员和设备安全。在短短十天时间里，虽然课程多、时间紧，但通过xxxx风电的相关技术人员的精心课程安排，进行上课指导，拓宽了知识面，提高了我们认识，认识到自身的不足，在今后的工作中更应该不断提高自己的专业知识、管理知识和职业素养。通过不断地学习和实践使自己的自我认识和专业技能不断进步前进更上一层楼。 在学习期间，我们首先学习了企业的安全生产知识及安全 管理知识，通过安全知识学习让我们在平时工作中应该注意到“人、机、料、法、环”，“工完料净场地清”等规范操作，并让我们很好的了解到安全对于一个企业的重要性。接下来几天时间老师给我们讲述了2.0MW风机专业知识，其中包括：1、HZ2.0MW 风机使用说明，2、HZ2.0MW变频器的使用说明，3、HZ2.0MW风力发电机组，4、HZ2.0MW风力发电机组远程监控系统。在学习期间由于课程多、时间紧、任务重，无形给大家的知识消化带来了一定难度，必须增加与老师课堂的沟通时间，现场理解，不懂就问，才能更好的提高效率，减少学习强度。在我们不断的坚持努力下，归类学习把此次风电学习分为两类：一类是安全操作其中包括，检修作业、高空作业安全、安全救援装备使用、风机内相互救援、仪表使用等；一类是专业知识，如控制系统、偏航系统、液压系统、保护系统、润滑系统、冷却系统、滑环维护等。通过归纳更便于掌握和了解。 通过xxxx风电的一系列指导交流，再加上培训期间领导们关心，培训工作进行得紧张有序并取得很好的效果。本次培训尽管只有短短十天的时间，但它却为我提供了良好的学习机会，使得我对风电方面的知识有了很大的收获，它促进了我在不断学习的过程中重塑自我，提升自我，更新观念，不断创新，增强竞争能力。只有自身素质的提高和综合能力的加强，才能适应这个 电势能和电势·知识点精解 1．电势能的概念 (1)电势能 电荷在电场中具有的势能。 (2)电场力做功与电势能变化的关系 在电场中移动电荷时电场力所做的功在数值上等于电荷电势能的减少量，即WAB=εA-εB。 ①当电场力做正功时，即W AB＞0，则εA＞εB，电势能减少，电势能的减少量等于电场力所做的功，即Δε减=W AB。 ②当电场力做负功时，即WAB＜0，则εA＜εB，电势能在增加，增加的电势能等于电场力做功的绝对值，即Δε增=εB-εA=-W AB=|WAB|，但仍可以说电势能在减少，只不过电势能的减少量为负值，即ε减=εA-ε B=W AB。 【说明】某一物理过程中其物理量的增加量一定是该物理量的末状态值减去其初状态值，减少量一定是初状态值减去末状态值。 (3)零电势能点 在电场中规定的任何电荷在该点电势能为零的点。理论研究中通常取无限远点为零电势能点，实际应用中通常取大地为零电势能点。 【说明】 ①零电势能点的选择具有任意性。 ②电势能的数值具有相对性。 ③某一电荷在电场中确定两点间的电势能之差与零电势能点的选取无关。 2．电势的概念 (1)定义及定义式 电场中某点的电荷的电势能跟它的电量比值，叫做这一点的电势。 (2)电势的单位：伏(V)。 (3)电势是标量。 (4)电势是反映电场能的性质的物理量。 (5)零电势点 规定的电势能为零的点叫零电势点。理论研究中，通常以无限远点为零电势点，实际研究中，通常取大地为零电势点。 (6)电势具有相对性 电势的数值与零电势点的选取有关，零电势点的选取不同，同一点的电势的数值则不同。 (7)顺着电场线的方向电势越来越低。电场强度的方向是电势降低最快的方向。 (8)电势能与电势的关系：ε=qU。 3．等势面 电场中电势相等的点构成的面。 (1)在同一等势面上任何两点间移动电荷，电场力不做功。这里存在两种情况：一种是电荷一直在等势面上移动，电场力在任何一段时间内都不做功。一种是电荷不在同一等势面上移动，但初、未位置在同一等势面上，在全过程中的某一具体过程中电场力可能做功，但在全过程中电场力不做功。 (2)等势面一定跟电场线垂直，场强一定跟等势面垂直。 (3)电场线由电势较高的等势面指向电势较低的等势面。 图1-13为几种典型电场的等势面。 4．电势差的概念 (1)定义 电荷在电场中两点间移动时，电场力所做的功跟电荷电量的比值，叫做这两点间的电势差，也叫电压。 (2)定义式 【说明】 ①电势差即电势之差，UAB=UA-U B。 ②WAB为电荷q由A点移动B点时电场力所做的功，可能为正值，也可能为负值。 ③上式计算时，q应代入正负号。若UAB＞0，则UA＞UB；若UAB＜0，则UA＜UB。 第四节电势能和电势 【教学目标】 1．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。 （2）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。 （3）明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。 （4）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 （1）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。 （2）培养对知识的类比能力，以及对问题的分析、推理能力。 （3）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 （1）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。 （2）利用等势面图像的对称美，形态美以获得美的享受、美的愉悦，自己画图，在学习知识的同时提高对美的感受力和鉴别力。 （3）在研究问题时，要培养突出主要矛盾，忽略次要因素的思维方法。 【教学重点和难点】 1．重点 理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。 2．难点 掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。 【教学方法】 类比探究、分析归纳、讨论分析、应用举例、多媒体课件 【教学过程】 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？ 一、静电力做功的特点 结合课本图1。4-1（右图）分析试探电荷q在场强为E的均强电场中沿不同路径从A 运动到B电场力做功的情况。 （1）q沿直线从A到B （2）q沿折线从A到M、再从M到B （3）q沿任意曲线线A到B 结果都一样即：W=qEL AM =qEL AB cos 与重力做功类比，引出结论：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。 二、电势能 寻找类比点：力做功只与物体位置有关，而与运动路径无关的事例在物理中有哪些呢？属于什么能？ （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。） 风力发电 把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，这就是风力发电。 风力发电的原理， 利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三米的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电不需要使用燃料，也不会产生辐射或空气污染。 风力发电所需要的装置，称作风力发电机组。这种风力发电机组，大体上可分风轮(包括尾舵)、发电机和铁塔三部分。（大型风力发电站基本上没有尾舵，一般只有小型（包括家用型）才会拥有尾舵） 风轮是把风的动能转变为机械能的重要部件，它由两只(或更多只)螺旋桨形的叶轮组成。当风吹向浆叶时，桨叶上产生气动力驱动风轮转动。桨叶的材料要求强度高、重量轻，目前多用玻璃钢或其它复合材料(如碳纤维)来制造。（现在还有一些垂直风轮，s型旋转叶片等，其作用也与常规螺旋桨型叶片相同） 由于风轮的转速比较低，而且风力的大小和方向经常变化着，这又使转速不稳定；所以，在带动发电机之前，还必须附加一个把转速提高到发电机额定转速的齿轮变速箱，再加一个调速机构使转速保持稳定，然后再联接到发电机上。为保持风轮始终对准风向以获得最大的功率，还需在风轮的后面装一个类似风向标的尾舵。 铁塔是支承风轮、尾舵和发电机的构架。它一般修建得比较高，为的是获得较大的和较均匀的风力，又要有足够的强度。铁塔高度视地面障碍物对风速影响的情况，以及风轮的直径大小而定，一般在6-20米范围内。 发电机的作用，是把由风轮得到的恒定转速，通过升速传递给发电机构均匀运转，因而把机械能转变为电能。 小型风力发电系统效率很高，但它不是只由一个发电机头组成的，而是一个有一定科技含量的小系统：风力发电机+充电器+数字逆变器。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部分都很重要，各部分功能为：叶片用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能；转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能；机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能。 一般说来，三级风就有利用的价值。但从经济合理的角度出发，风速大于每秒4米才适宜于发电。据测定，一台55千瓦的风力发电机组，当风速为每秒9.5米时，机组的输出功率为55千瓦；当风速每秒8米时，功率为38千瓦；风速每秒6米时，只有16千瓦；而风速每秒5米时，仅为9.5千瓦。可见风力愈大，经济效益也愈大。 在我国，现在已有不少成功的中、小型风力发电装置在运转。 我国的风力资源极为丰富，绝大多数地区的平均风速都在每秒3米以上，特别是东北、西北、西南高原和沿海岛屿，平均风速更大；有的地方，一年三分之一以上的时间都是大风天。在这些地区，发展风力发电是很有前途的。中国风能储量很大、分布面广，仅陆地上的风能储量就有约 2.53亿千瓦。2009年，中国（不含台湾地区）新增风电机组10129台，容量13803.2MW，同比增长124%；累计安装风电机组21581台，容量25805.3MW。按照国家规划，未来15年，全国风力发电装机容量将达到2000万至3000万千瓦。以每千瓦装机容量设备投资7000元计算，根据《风能世界》杂志发布，未来风电设备市场将高达1400亿元至2100亿元。风电发展到目前阶段，其性价比正在形成与煤电、水电的竞争优势。风电的优势在于：能力每增加一倍，成本就下降15% 风力发电的输出 “电势能与电势”教学设计 【教材分析】 本节内容为物理选修3－1 中第一章静电场中第四节的教学内容，它处在电场强度之后，势差之前， 位于电起到承上启下的作用。它是课程教学中利用物理思维方法较多的一堂课，尤其是用类比的方法达到对新知识 的探究，同时让学生就具体的物理知识迁移埋下思维铺垫。 教材从电场对电荷做功的角度出发，推知在匀强电场中电场力做功与移动电荷的路径无关。进而指出这个结论对非匀强电场也是适用的，并与重力势能类比，说明电荷在电场中也是具有电势能。电场力做功的过程就是电势能的变化量，而不能决定电荷在电场中某点的电势能的数值，因此有必要规定电势能零点。对学生能力的提高和对知识的迁移、灵活运用给予了思维上的指导作用。 【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。 ?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。 ?利用等势面图象的对称美，形态美以获得美的享受、美的愉悦，自己画图，在学习知识的同时提高对美的感受力和鉴别力。 ?在研究问题时，要培养突出主要矛盾，忽略次要因素的思维方法。 【教学重点和难点】 1．重点 理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。 鸿伟教育1对1个性化教案 学生蒋玥学校年级高一 教师汪廷浩授课日期2015.5.16 授课时段13:00-15:00 课题高一物理电势能电势 重点 难点 静电力做功、电势能、电势、等势面 教学步骤及教学内容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：是什么能转化为试探电荷的动能？ 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。 结论： 拓展：该特点对于非匀强电场中也是成立的。 二、电势能 寻找类比点：力做功只与物体位置有关，而与运动路径无关的事例在物理中有哪些呢？属于什么能？ 1．电势能：由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能我们叫做电势能。电势能用Ep表示。 思考:如果做功与路径有关，那能否建立电势能的概念呢？ 2．讨论：静 电力做功与 电势能变化的关系 电场力做多少功，电势能就变化多少。 W AB＝－（E pB－E pA）＝E pA－E PB 思考:对不同的电荷从A运动到B的过程中，电势能的 变化情况： （1）正电荷从A运动到B电场力做正功，即有W AB>0， 则E pA>E pB，电势能减少。 (2)负电荷从A运动到B做正功，即有W AB<0，则E pA>E pB，电势能增加。 3．求电荷在某点处具有的电势能 问题：在上面的问题中，请分析求出A点的电势能为多少？ 类比分析：如何求出A点的重力势能呢？进而联系到电势能的求法。 则E pA＝W AB （以B为电势能零点） 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所做的功。 电势能 电势 一、电场力的功 AB AB qU W = 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 二、电势 1.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。 q E 电 =? 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ép ,q 都带正负号。 5.顺着电场线的方向，电势越来越低。 6.与电势能的情况相似,应先确定电场中某点的电势为零.(通常取离场源电荷无限远处或大地的电势为零.) 电电电电电电）＝－－＝－（－＝E E E E E W A B B A AB ?)(电势能为零的点点电＝A A W E 风力发电基础知识 风力发电是把风的动能转为电能。风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大，全球的风能约为 2.74×10^9MW，其中可利用的风能为2×10^7MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。风很早就被人们利用--主要是通过风车来抽水、磨面等，而现在，人们感兴趣的是如何利用风来发电。 中文名 风力发电 外文名 wind power generation 使用介质 自然风力 资源 约10亿kW 资源 我国风能资源丰富，可开发利用的风能储量约10亿kW，其中，陆地上风能储量约2.53亿kW（陆地上离地10m高度资料计算），海上可开发和利用的风能储量约7.5亿kW，共计10亿kW。而2003年底全国电力装机约5.67亿kW。 风是没有公害的能源之一。而且它取之不尽，用之不竭。对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带，因地制宜地利用风力发电，非常适合，大有可为。海上风电是可再生能源发展的重要领域，是推动风电技术进步和产业升级的重要力量，是促进能源结构调整的重要措施。我国海上风能资源丰富，加快海上风电项目建设，对于促进沿海地区治理大气雾霾、调整能源结构和转变经济发展方式具有重要意义。 国家能源局2015年9月21日发布数据显示，到2015年7月底，纳入海上风电开发建设方案的项目已建成投产2个、装机容量6.1万千瓦，核准在建9个、装机容量170.2万千瓦，核准待建6个，装机容量154万千瓦。这与2014年末国 家能源局《全国海上风电开发建设方案（2014-2016）》规划的总装机容量1053万千瓦的44个项目相距甚远。为此，国家能源局要求，进一步做好海上风电开发建设工作，加快推动海上风电发展。 利用 风是一种潜力很大的新能源，十八世纪初，横扫英法两国的一次狂暴大风，吹毁了四百座风力磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多条帆船，并有数千人受到伤害，二十五万株大树连根拔起。仅就拔树一事而论，风在数秒钟就发出了一千万马力(即750万千瓦；一马力等于0．75千瓦)的功率!有人估计过，地球上可用来发电的风力资源约有100亿千瓦，几乎是现在全世界水力发电量的10倍。目前全世界每年燃烧煤所获得的能量，只有风力在一年所提供能量的三分之一。因此，国外都很重视利用风力来发电，开发新能源。 利用风力发电的尝试，早在二十世纪初就已经开始了。三十年代，丹麦、瑞典、苏联和美国应用航空工业的旋翼技术，成功地研制了一些小型风力发电装置。这种小型风力发电机，广泛在多风的海岛和偏僻的乡村使用，它所获得的电力成本比小型燃机的发电成本低得多。不过，当时的发电量较低，大都在5千瓦以下。目前，据了解，国外已生产出15，40，45，100，225千瓦的风力发电机了。1978年1月，美国在新墨西哥州的克莱顿镇建成的200千瓦风力发电机，其叶片直径为38米，发电量足够60户居民用电。而1978年初夏，在丹麦日德兰半岛西海岸投入运行的风力发电装置，其发电量则达2000千瓦，风车高57米，所发电量的75%送入电网，其余供给附近的一所学校用。 1979年上半年，美国在北卡罗来纳州的蓝岭山，又建成了一座世界上最大的发电用的风车。这个风车有十层楼高，风车钢叶片的直径60米；叶片安装在一个塔型建筑物上，因此风车可自由转动并从任何一个方向获得电力；风力时速在38公里以上时，发电能力也可达2000千瓦。由于这个丘陵地区的平均风力时速只有29公里，因此风车不能全部运动。据估计，即使全年只有一半时间运转，它就能够满足北卡罗来纳州七个县1%到2%的用电需要。 历史 电势能电势电势差 一．静电力做功的特点 在任何电场中，静电力移动电荷所做的功，只与初末位置及移送电荷的电荷量有关，而与电 荷运动路径无关。 带电体电场静电力电势能变化 相似对比： 地球重力场重力重力势能变化 二．电势能：电荷在电场中具有势能，这种势能叫做电势能。 1．系统性：电势能属于电荷与电场构成系统所具有的能量。 2．相对性：与零势能位置的选取有关。 三．静电力做功与电势能变化的关系： 1．静电力做正功，电荷的电势能减小，电场力做多少正功，电势能就减少多少。 2．静电力做负功，电荷的电势能增加，克服电场力做多少正功，电势能就增加多少。 W AB=E PA-E PB= -ΔE P 四．电势能大小的确定： 电荷在某点的电势能等于静电力把它从该点移送到零势能位置时静电力所做的功。（一般选取 无穷远或大地为零势能位置） 五．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，叫做这一点的电势。 2．定义式： q E p = ? 3．单位：伏特（V） 1V=1J/C 4．量性：标量，只有大小，没有方向，但有正负 5．物理意义：1）在数值上等于单位正电荷从电场中某点移送到零势能位置时静电力所做的功； 2）在数值上等于单位正电荷在某点的电势能。 说明：1）?可用E P/q计算，但?与E P和q无关，?与电场有关。 2）应用 q E p = ?计算时，各量带正负号。 3）当ε=0时，?=0；?>0表示该点的电势比零电势高；?<0表示该点的电势比零电势低。 4）零电势位置的选取具有相对性，因此电势的值与零电势的位置选取有关（一般将大地或 无穷远处的电势默认为零） 5）电势变化的规律：顺着电场线的方向电势降低 6）? q E p =，? 和 与q E p 有关，由q和?共同决定 六．电势差： 1．定义1：电场中两点电势的差值叫做电势差，也叫电压。 B A AB U? ?- = 定义2：电荷在电场中由一点A移动到另一点B，电场力所做的功W AB与电荷量q的比值叫 做AB两点间的电势差。 q W U AB AB = 2．单位：伏特（V） 1V=1J/C 3．量性：标量，但有正负之分 说明：1）无关 和 与 但 计算 可用q W U ， q W U AB AB AB AB 2） B A AB B A B A AB ；U UAB U? ? ? ? ? ?< < = = > >表示 表示 表示0 ; 3）?的大小与零电势位置有关，但U AB与零电势位置无关 4）应用 q W U AB AB =时，各量要带正负号 5） BA AB U U- = 七．等势面 1．定义：电场中电势相等的点构成的面 2．等势面的特点： 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，电场力不做功 ②电场线跟等势面一定垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。 ③任意两个等势面不相交，不相切 ④等势面是为描述电场而假想的面，不是电场中实际存在的面 ⑤等差等势面密集的地方，电场线也密集（电场强度大）；等差等势面稀疏的地方，电场线 也稀疏（电场强度小） 3．等势面的作用：1）由等势面描绘电场线，判断电场中电势的高低。 2）等势面可描述电场能的性质，同一电荷在同一等势面上不同点具有相 同的电势能。 3）在两个等势面间移动同一个电荷，电场力做功相等。 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。 2、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：理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。 教学难点：掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。 教学过程： （一）复习引入 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。 从静电力做功使试探电荷获得动能入手，提出问题：是什么能转化为试探电荷的动能？引入新课。 （二）新课教学 1．静电力做功的特点 结合课本图1.4-1（右图）分析试探电荷q在场强为E的均强电 场中沿不同路径从A运动到B电场力做功的情况。 （1）q沿直线从A到B （2） q 沿折线从A 到M 、再从M 到B （3） q 沿任意曲线线A 到B 结果都一样即：W=qEL AM =qEL AB cos θ 结论：在任何电场中，静电力移动电荷所做的功，只与始末两点的位置有关，而与电荷的运动路径无关。 与重力做功类比，引出： 2．电势能 （1）电势能：由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场 中也具有势能，这种势能叫做电势能。 （2） 静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于电势能的变化量。写 成式子为：PB PA E E W A B -= 注意： ⑤．求电荷在电场中A 、B 两点具有的电势能高低 将电荷由A 点移到B 点根据电场力做功情况判断，电场力做正功，电势能减小，电荷在A 点电势能大于在B 点的电势能，反之电场力做负功，电势能增加，电荷在B 点的电势能小于在B 点的电势能。 ⑥电势能零点的规定 若要确定电荷在电场中的电势能，应先规定电场中电势能的零位置。 关于电势能零点的规定：P 19（大地或无穷远默认为零） 电势能和电势?知识点精解 1电势能的概念 (1) 电势能 电荷在电场中具有的势能。 (2) 电场力做功与电势能变化的关系 在电场中移动电荷时电场力所做的功在数值上等于电荷电势能的减少量，即WABεA-ε BO ①当电场力做正功时，即W A B> 0,则εA> εB,电势能减少，电势能的减少量等于电场力所做的功，即△ε 减=VABO ②当电场力做负功时，即WAB^ 0 ,则εA VεB,电势能在增加，增加的电势能等于电场力做功的绝对值， 即Δε增=εB- εA=-WAB=|WAB|，但仍可以说电势能在减少，只不过电势能的减少量为负值，即ε减=εA- ε B=VAB 【说明】某一物理过程中其物理量的增加量一定是该物理量的末状态值减去其初状态值，减少量一定 是初状态值减去末状态值。 (3) 零电势能点 在电场中规定的任何电荷在该点电势能为零的点。理论研究中通常取无限远点为零电势能点，实际应用中 通常取大地为零电势能点。 【说明】 ①零电势能点的选择具有任意性。 ②电势能的数值具有相对性。 ③某一电荷在电场中确定两点间的电势能之差与零电势能点的选取无关。 2. 电势的概念 (1) 定义及定义式 电场中某点的电荷的电势能跟它的电量比值，叫做这一点的电势。 即U二二 q (2) 电势的单位：伏(V)。 (3) 电势是标量。 (4) 电势是反映电场能的性质的物理量。 (5) 零电势点 规定的电势能为零的点叫零电势点。理论研究中，通常以无限远点为零电势点，实际研究中, 为零电势点。 (6) 电势具有相对性 电势的数值与零电势点的选取有关，零电势点的选取不同，同一点的电势的数值则不同。 (7) 顺着电场线的方向电势越来越低。电场强度的方向是电势降低最快的方向。 (8) 电势能与电势的关系：ε=qU 3. 等势面 电场中电势相等的点构成的面。 (1)在同一等势面上任何两点间移动电荷，电场力不做功。这里存在两种情况：一种是电荷一直在等势面上移动，电场力在任何一段时间内都不做功。一种是电荷不在同一等势面上移动，但初、未位置在同一等势面上，在全过程中的某一具体过程中电场力可能做功，但在全过程中电场力不做功。 (2)等势面一定跟电场线垂直，场强一定跟等势面垂直。 ⑶电场线由电势较高的等势面指向电势较低的等势面。 图1-13为几种典型电场的等势面。 (以J?电荷为球心的电场的等势面荷电场的等势面 一族球面〕 S)I-13 4. 电势差的概念 (1)定义 电荷在电场中两点间移动时，电场力所做的功跟电荷电量的比值，叫做这两点间的电势差，也叫电压。 (2)定义式 【说明】 ①电势差即电势之差，UAB=UA-电。 ②WA助电荷q由A点移动B点时电场力所做的功，可能为正值，也可能为负值。 ③上式计算时，q应代入正负号。若UAB> 0,贝U UA> UB;若UAB≤ 0 ,贝U UA< UBO 通常取大地 甲：匀强电场中的等势面 (垂直于电力线的一族 平面)电势能和电势讲义
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