高中物理教案
發(fā)表時(shí)間:2020-11-02高中物理《電勢(shì)能和電勢(shì)》教學(xué)設(shè)計(jì)。
作為優(yōu)秀的教學(xué)工作者,在教學(xué)時(shí)能夠胸有成竹,教師要準(zhǔn)備好教案,這是老師職責(zé)的一部分。教案可以讓學(xué)生更好地進(jìn)入課堂環(huán)境中來,使教師有一個(gè)簡(jiǎn)單易懂的教學(xué)思路。那么如何寫好我們的教案呢?下面是小編精心為您整理的“高中物理《電勢(shì)能和電勢(shì)》教學(xué)設(shè)計(jì)”,相信您能找到對(duì)自己有用的內(nèi)容。
高中物理《電勢(shì)能和電勢(shì)》教學(xué)設(shè)計(jì)
一、教材內(nèi)容分析
本節(jié)課為人教版物理教材選修3-1第一章第四節(jié)電勢(shì)能和電勢(shì)部分內(nèi)容,是學(xué)生在初步接觸了電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度、勻強(qiáng)電場(chǎng)基本知識(shí)之后的深入探討電場(chǎng)性質(zhì)的復(fù)雜內(nèi)容,內(nèi)容抽象,學(xué)生不容易建立物理情境。本節(jié)內(nèi)容與以往的知識(shí)內(nèi)容也沒有與太多的聯(lián)系,唯一具有可比性的內(nèi)容便是重力勢(shì)能,對(duì)于學(xué)生來說是難點(diǎn)中的難點(diǎn)。但是學(xué)生對(duì)于本節(jié)知識(shí)內(nèi)容的理解卻是學(xué)習(xí)后面知識(shí)的基礎(chǔ),對(duì)于學(xué)生認(rèn)識(shí)未知世界有著至關(guān)重要的作用。是學(xué)生從形象思維到抽象思維建立的良好契機(jī)。
二、教學(xué)目標(biāo)(知識(shí),技能,情感態(tài)度、價(jià)值觀)
1.學(xué)生通過探究活動(dòng)得出電場(chǎng)力做功特點(diǎn);通過復(fù)習(xí)功是能量轉(zhuǎn)化的量度建立電勢(shì)能的概念;通過重力做功與重力勢(shì)能之間的關(guān)系掌握電勢(shì)能和電場(chǎng)力做功之間的關(guān)系。
2.學(xué)生通過復(fù)習(xí)舊知掌握新知,掌握知識(shí)的遷移方法;通過形象的類比理解抽象的知識(shí)內(nèi)容,初步掌握建立模型構(gòu)建新知識(shí)的技能。
3.學(xué)生通過最初狀態(tài)下建立的物理概念與實(shí)際的沖突,體會(huì)適應(yīng)社會(huì)的重要,建立正確的人生觀和價(jià)值觀。
三、學(xué)習(xí)者特征分析
學(xué)生處于高一末期,思維形式開始由形象思維向抽象思維轉(zhuǎn)化,并且有著非常迫切的愿望沖破自己的思維限制。建立生活中沒有且不容易建立的模型對(duì)于高一學(xué)生來說存在一定的困難,但是學(xué)生在這個(gè)年齡段卻有著追求真理、勇于探索的特點(diǎn),正是培養(yǎng)建立抽象思維的最佳時(shí)期。
四、教學(xué)策略選擇與設(shè)計(jì)
本節(jié)課通過預(yù)設(shè)學(xué)生已知與未知之間的沖突,引起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,建構(gòu)物理模型;引導(dǎo)學(xué)生注意自己思維形式的變化激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣;通過課件,演示重力勢(shì)能和電勢(shì)能之間的類比突破教學(xué)難點(diǎn);通過適當(dāng)采用探究、合作相結(jié)合的教學(xué)模式和設(shè)計(jì),增強(qiáng)學(xué)習(xí)的效果。
五、教學(xué)環(huán)境及資源準(zhǔn)備
根據(jù)本節(jié)課不容易尋找生活中的原型的特點(diǎn),采用多媒體課件建立情境,用到多媒體課件,采用網(wǎng)上下載和改編的形式準(zhǔn)備課件資源;教學(xué)過程中的小組合作探究,需要建立學(xué)習(xí)小組。
六、教學(xué)過程
教學(xué)過程
教師活動(dòng)
學(xué)生活動(dòng)
設(shè)計(jì)意圖及資源準(zhǔn)備
導(dǎo)入
通過前幾節(jié)課的研究請(qǐng)同學(xué)們回答我畫的是什么?
放入正電荷后,正電荷會(huì)怎樣?放入負(fù)電荷后呢?
什么是功?什么是能?功和能之間的有什么聯(lián)系?
上面的兩種電場(chǎng)是怎樣形成的?
教師總結(jié):電場(chǎng)的方向與正電荷受力方向相同,與負(fù)電荷受力方向相反。說明在原始狀態(tài)下討論電場(chǎng)時(shí)是以正電荷進(jìn)行的,沒有辦法負(fù)電荷只能順應(yīng)這個(gè)規(guī)定。就好比右撇子和左撇子,只有適應(yīng)。
學(xué)生回答1:
電場(chǎng)
勻強(qiáng)電場(chǎng)
正電荷形成的電場(chǎng)
受力(正電荷向右、負(fù)電荷向左)繼而將在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)。
電場(chǎng)的基本性質(zhì):對(duì)放入其中的電荷有力的作用。
學(xué)生回答2:功的概念、JAB88.cOM
(引導(dǎo)學(xué)生建立能的概念)
功是能量轉(zhuǎn)化的量度。
學(xué)生回答3:
①勻強(qiáng)電場(chǎng)
②正電荷形成的場(chǎng)
復(fù)習(xí)舊知為學(xué)習(xí)新知鋪平道路掃清障礙
使同學(xué)明白適應(yīng)不能改變的規(guī)則。
小組合作探究1:討論勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)
學(xué)生展示
今天我們接著來學(xué)習(xí)電場(chǎng)的相關(guān)知識(shí)
B,N
AM
W=FScos=EqL說明在勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)力做功只和始末位置有關(guān)與路徑無關(guān)并利用微分化理論證明在ANB曲線中仍然成立
小組合作探究2:上面的結(jié)論在普通場(chǎng)中成立嗎?為什么?
教師介紹演繹和推理的思維方法
成立
同樣可以用微分的辦法證明
提高學(xué)生理性的認(rèn)識(shí)
小組合作探究3:以正電荷為例討論在靜止的電荷在只受電場(chǎng)力作用時(shí),放入電場(chǎng)中以后
問題1:小球的動(dòng)能如何變化?
問題2:什么力做功?
問題3:說明什么問題
這種能與電場(chǎng)和放入電場(chǎng)的試探電荷都有關(guān),我們稱之為電勢(shì)能。大小與放入的位置有關(guān),放在A位置和B位置,到達(dá)C位置的動(dòng)能大小不同。
什么是電勢(shì)能呢?
學(xué)生回答1:動(dòng)能增加
學(xué)生回答2:電場(chǎng)力做功
學(xué)生回答3:有另外一種能減少
學(xué)生回答4:
層層深入,化繁為簡(jiǎn)。逐步遞進(jìn),建立模型
學(xué)習(xí)效果檢驗(yàn)與課堂小結(jié)
思考并回答解釋相關(guān)問題
學(xué)生獨(dú)立思考
小組合作研討
學(xué)生個(gè)人展示
學(xué)以致用、成功體驗(yàn)
設(shè)計(jì)思考緊密聯(lián)系本節(jié)內(nèi)容的兩道問題
小組合作探究
設(shè)計(jì)探究問題:解釋決定相鄰明紋或暗紋的因素
學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)
小組分工合作
探究事物本質(zhì)
學(xué)無止境,吸引學(xué)生注意,鋪墊下節(jié)內(nèi)容
自制實(shí)驗(yàn)儀器,培養(yǎng)動(dòng)手能力。
流程圖:可選過程:1、現(xiàn)象2、條件3、明暗決定:明:λ的整數(shù)倍暗:0.5λ的奇數(shù)倍教學(xué)流程圖
流程圖:可選過程:提出問題分組實(shí)驗(yàn)引出下節(jié)流程圖:可選過程:學(xué)習(xí)效果檢驗(yàn)流程圖:可選過程:小組探究知識(shí)遷移學(xué)生展示流程圖:可選過程:演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察流程圖:可選過程:生活圖片導(dǎo)入
七、教學(xué)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)
1、內(nèi)容:針對(duì)學(xué)生在小組探究、合作學(xué)習(xí)、過程參與、情感態(tài)度、學(xué)習(xí)效果、成功體驗(yàn)等幾個(gè)方面進(jìn)行小組與小組之間的自評(píng)、互評(píng);組內(nèi)成員之間的自評(píng)互評(píng);教師對(duì)每個(gè)小組的評(píng)價(jià)。力求給出學(xué)生在課堂上表現(xiàn)的客觀準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)。
2、方式:下發(fā)表格
3、結(jié)果:計(jì)入物理科目考核以及班級(jí)對(duì)學(xué)生考核。
八、幫助和總結(jié)
通過準(zhǔn)備本堂課,對(duì)于新課程改革后的教學(xué)大綱以及理念有了更加深入的理解??偨Y(jié)本堂課的教學(xué)設(shè)計(jì)以及教學(xué)過程,充分體現(xiàn)了學(xué)生為本的教育理念,充分發(fā)揮了學(xué)生的積極性,有利于學(xué)生對(duì)于知識(shí)的理解和掌握,同時(shí)能夠獲得成功的體驗(yàn),讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中,真正的做到,樂學(xué)、會(huì)學(xué)、學(xué)會(huì)。拉近了師生之間的感情,拉近了知識(shí)與學(xué)生之間的距離。因此在以后的教學(xué)過程,應(yīng)該充分把握教材本身的知識(shí)以外,還應(yīng)該充分挖掘身邊的資源為教育教學(xué)服務(wù)。
相關(guān)知識(shí)
電勢(shì)能和電勢(shì)學(xué)案
一名合格的教師要充分考慮學(xué)習(xí)的趣味性,作為教師就要精心準(zhǔn)備好合適的教案。教案可以讓講的知識(shí)能夠輕松被學(xué)生吸收,使教師有一個(gè)簡(jiǎn)單易懂的教學(xué)思路。優(yōu)秀有創(chuàng)意的教案要怎樣寫呢?為了讓您在使用時(shí)更加簡(jiǎn)單方便,下面是小編整理的“電勢(shì)能和電勢(shì)學(xué)案”,僅供參考,歡迎大家閱讀。
電勢(shì)能和電勢(shì)學(xué)案
課前預(yù)習(xí)學(xué)案
預(yù)習(xí)目標(biāo):
1、理解電勢(shì)能、電勢(shì)的概念。
2、能熟練應(yīng)用電勢(shì)能、電勢(shì)的有關(guān)知識(shí)分析解決實(shí)際問題。
預(yù)習(xí)內(nèi)容:
1、靜電力的功
W=FS=qES,S應(yīng)是沿電場(chǎng)線方向的位移,靜電力做的功與電荷的起始位置和終止位置有關(guān),但與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān)。
2、電勢(shì)能
電荷在電場(chǎng)中具有的勢(shì)能。和重力勢(shì)能一樣要確定零勢(shì)能位置,通常把電荷
在離場(chǎng)源電荷無限遠(yuǎn)處的電勢(shì)能規(guī)定為零,或把電荷在大地表面上的電勢(shì)能規(guī)定為零。比零電勢(shì)能高的電勢(shì)能為正,比零電勢(shì)能低的電勢(shì)能為負(fù)。
電勢(shì)能用Ep表示,單位:焦耳(J)
3、電勢(shì)能與靜電力做功的關(guān)系WAB=EPA—EPB,靜電力做正功電勢(shì)能減少,
靜電力做負(fù)功電勢(shì)能增加。
4、電勢(shì)
(1)電勢(shì)定義:φ=Ep/q。
(2)電勢(shì)是標(biāo)量,單位:伏特,簡(jiǎn)稱伏,用V表示,1V=1J/C。
(3)在離場(chǎng)源無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為0:正電荷電場(chǎng)中,處處電勢(shì)為正。負(fù)電荷電場(chǎng)中,處處電勢(shì)為負(fù)。
(4)沿電力線方向,電勢(shì)降低。
5、等勢(shì)面:電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面
(1)在同一等勢(shì)面上的任意兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷電場(chǎng)力不做功,等勢(shì)面一定與電場(chǎng)線垂直。
(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)中的等勢(shì)面是與電場(chǎng)線垂直的一族平面。
6、電勢(shì)能、電勢(shì)的大小、正負(fù)的判斷方法:
(1)根據(jù)場(chǎng)源電荷判斷:離場(chǎng)源正電荷越近電勢(shì)越高,檢驗(yàn)正電荷(或負(fù)電荷)的電勢(shì)能越大(或越小),離場(chǎng)源負(fù)電荷越近電勢(shì)越低,檢驗(yàn)正電荷(或負(fù)電荷)的電勢(shì)能越小(或越大)
(2)根據(jù)電場(chǎng)線判斷:順著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低,檢驗(yàn)正電荷(或負(fù)電荷)的電勢(shì)能減少(或增加),逆著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)升高,檢驗(yàn)正電荷(或負(fù)電荷)的電勢(shì)能增加(或減少)。
(3)根據(jù)檢驗(yàn)電荷判斷:電場(chǎng)力對(duì)正電荷做正功時(shí),正電荷由高電勢(shì)(或電勢(shì)能大)的點(diǎn)移向低電勢(shì)(或電勢(shì)能?。┑狞c(diǎn),電場(chǎng)力對(duì)負(fù)電荷做正功時(shí),負(fù)電荷由低電勢(shì)(或電勢(shì)能大)的點(diǎn)移向高電勢(shì)(或電勢(shì)能?。┑狞c(diǎn)
提出疑惑:
課內(nèi)探究學(xué)案:
學(xué)習(xí)目標(biāo):
1理解電勢(shì)能、電勢(shì)的概念。
2能熟練應(yīng)用電勢(shì)能、電勢(shì)的有關(guān)知識(shí)分析解決實(shí)際問題
學(xué)習(xí)過程
1、靜電力的功
W=FS=qES,S應(yīng)是沿電場(chǎng)線方向的位移,靜電力做的功與電荷的起始位置和終止位置有關(guān),但與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān)。
3、電勢(shì)能
電荷在電場(chǎng)中具有的勢(shì)能。和重力勢(shì)能一樣要確定零勢(shì)能位置,通常把電荷
在離場(chǎng)源電荷無限遠(yuǎn)處的電勢(shì)能規(guī)定為零,或把電荷在大地表面上的電勢(shì)能規(guī)定為零。比零電勢(shì)能高的電勢(shì)能為正,比零電勢(shì)能低的電勢(shì)能為負(fù)。
電勢(shì)能用Ep表示,單位:焦耳(J)
3、電勢(shì)能與靜電力做功的關(guān)系WAB=EPA—EPB,靜電力做正功電勢(shì)能減少,
靜電力做負(fù)功電勢(shì)能增加。
4、電勢(shì)
(1)電勢(shì)定義:φ=Ep/q。
(2)電勢(shì)是標(biāo)量,單位:伏特,簡(jiǎn)稱伏,用V表示,1V=1J/C。
(3)在離場(chǎng)源無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為0:正電荷電場(chǎng)中,處處電勢(shì)為正。負(fù)電荷電場(chǎng)中,處處電勢(shì)為負(fù)。
(4)沿電力線方向,電勢(shì)降低。
5、等勢(shì)面:電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面
(1)在同一等勢(shì)面上的任意兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷電場(chǎng)力不做功,等勢(shì)面一定與電場(chǎng)線垂直。
(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)中的等勢(shì)面是與電場(chǎng)線垂直的一族平面。
6、電勢(shì)能、電勢(shì)的大小、正負(fù)的判斷方法:
(1)根據(jù)場(chǎng)源電荷判斷:離場(chǎng)源正電荷越近電勢(shì)越高,檢驗(yàn)正電荷(或負(fù)電荷)的電勢(shì)能越大(或越?。x場(chǎng)源負(fù)電荷越近電勢(shì)越低,檢驗(yàn)正電荷(或負(fù)電荷)的電勢(shì)能越?。ɑ蛟酱螅?br>
(2)根據(jù)電場(chǎng)線判斷:順著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低,檢驗(yàn)正電荷(或負(fù)電荷)的電勢(shì)能減少(或增加),逆著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)升高,檢驗(yàn)正電荷(或負(fù)電荷)的電勢(shì)能增加(或減少)。
(3)根據(jù)檢驗(yàn)電荷判斷:電場(chǎng)力對(duì)正電荷做正功時(shí),正電荷由高電勢(shì)(或電勢(shì)能大)的點(diǎn)移向低電勢(shì)(或電勢(shì)能小)的點(diǎn),電場(chǎng)力對(duì)負(fù)電荷做正功時(shí),負(fù)電荷由低電勢(shì)(或電勢(shì)能大)的點(diǎn)移向高電勢(shì)(或電勢(shì)能小)的點(diǎn)
反思總結(jié):通過實(shí)踐教學(xué),重在讓學(xué)生有對(duì)比的觀點(diǎn)去學(xué)習(xí)物理知識(shí)。課中多次用到類比的物理思想,讓學(xué)生對(duì)知識(shí)有更多的牽連,能對(duì)前面的知識(shí)達(dá)到靈活的應(yīng)用,牽帶多種方法學(xué)習(xí)物理知識(shí),同時(shí)也反映出了選修3-1的設(shè)計(jì)思想。
當(dāng)堂檢測(cè)
1下列說法正確的是()
A.在電場(chǎng)中順著電場(chǎng)線移動(dòng)電荷,電場(chǎng)力做功,電荷電勢(shì)能減少
B.在電場(chǎng)中逆著電場(chǎng)線移動(dòng)電荷,電場(chǎng)力做功,電荷電勢(shì)能減少
C.在電場(chǎng)中順著電場(chǎng)線移動(dòng)正電荷,電場(chǎng)力做正功,電荷電勢(shì)能減少
D.在電場(chǎng)中逆著電場(chǎng)線移動(dòng)負(fù)電荷,電場(chǎng)力做負(fù)功,電荷電勢(shì)能增加
2如圖所示,A、B、C為電場(chǎng)中同一電場(chǎng)線上的三點(diǎn),設(shè)電荷在電場(chǎng)中只受電場(chǎng)力作用,則下列說法正確的是()
A若在C點(diǎn)無初速釋放正電荷,電荷向B運(yùn)動(dòng),電勢(shì)能減小
B若在C點(diǎn)無初速釋放正電荷,電荷向B運(yùn)動(dòng),電勢(shì)能增大
C若在C點(diǎn)無初速釋放負(fù)電荷,電荷向A運(yùn)動(dòng),電勢(shì)能增大
D若在C點(diǎn)無初速釋放負(fù)電荷,電荷向A運(yùn)動(dòng),電勢(shì)能減小
【課后練習(xí)與提高】
1、如圖所示,在點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線上依次有A、B、C三點(diǎn),分別把+q和-q的試驗(yàn)電荷依次放在三點(diǎn)上,關(guān)于它所具有的電勢(shì)能的正確說法是()
A.放上+q時(shí),它們的電勢(shì)能EA>EB>EC
B.放上+q時(shí),它們的電勢(shì)能EA<EB<EC
C.放上-q時(shí),它們的電勢(shì)能EA>EB>EC
D.放上-q時(shí),它們的電勢(shì)能EA<EB<EC
2、一個(gè)點(diǎn)電荷,從靜電場(chǎng)的a點(diǎn)移到b點(diǎn),其電勢(shì)變化為零,則()
A.a、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)一定相等
B.該點(diǎn)電荷一定沿等勢(shì)面移動(dòng)
C.作用于該點(diǎn)電荷的電場(chǎng)力與其移動(dòng)方向總是垂直的
D.a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)一定相等
3、如圖四所示,為電場(chǎng)中一條電場(chǎng)線,一個(gè)點(diǎn)電荷由靜止開始,在電場(chǎng)力作用下,從A點(diǎn)移到B點(diǎn),下面論述正確的是()
A.A處場(chǎng)強(qiáng)大于B處場(chǎng)強(qiáng);
B.點(diǎn)電荷在A處電勢(shì)能大于在B處電勢(shì)能;
C.點(diǎn)電荷帶負(fù)電;
D.由A到B點(diǎn)電荷受到電場(chǎng)力越來越小。
4、在電場(chǎng)中,A點(diǎn)的電勢(shì)高于B點(diǎn)的電勢(shì),則()
A.把負(fù)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場(chǎng)力作負(fù)功
B.把負(fù)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場(chǎng)力作正功
C.把正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場(chǎng)力作負(fù)功
D.把正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場(chǎng)力作正功
5、在靜電場(chǎng)中,關(guān)于場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)的說法正確的是()
A.電場(chǎng)強(qiáng)度大的地方電勢(shì)一定高
B.電勢(shì)為零的地方場(chǎng)強(qiáng)也一定為零
C.場(chǎng)強(qiáng)為零的地方電勢(shì)也一定為零
D.場(chǎng)強(qiáng)大小相同的點(diǎn)電勢(shì)不一定相同
6、若帶正電的小球只受電場(chǎng)力的作用,則它在任意一段時(shí)間內(nèi)()
A.一定沿著電場(chǎng)線由高電勢(shì)向低電勢(shì)運(yùn)動(dòng)
B.一定沿著電場(chǎng)線由低電勢(shì)向高電勢(shì)運(yùn)動(dòng)
C.不一定沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng),但一定由高電勢(shì)向低電勢(shì)運(yùn)動(dòng)
D.不一定沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng),也不一定由高電勢(shì)向低電勢(shì)運(yùn)動(dòng)
7、有一電場(chǎng)的電場(chǎng)線如圖1所示,場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和電勢(shì)分別用EA、EB和UA、UB表示,則()
A.EA>EBUA>UB[來
B.EA>EBUA<UB
C.EA<EBUA>UB
D.EA<EBUA<UB
8、如圖2,A、B為兩等量異號(hào)點(diǎn)電荷,A帶正電,B帶負(fù)電,在A、B連線上有a、b、c三點(diǎn),其中b為連線的中點(diǎn),ab=bc,則()
A.a(chǎn)點(diǎn)與c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同
B.a(chǎn)點(diǎn)與c點(diǎn)的電勢(shì)相同
C.a(chǎn)、b間電勢(shì)差與b、c間電勢(shì)差相等
D.點(diǎn)電荷q沿A、B連線的中垂線移動(dòng),電場(chǎng)力不作功
9、在以點(diǎn)電荷為球心、r為半徑的球面上各點(diǎn)相同的物理量是()
A.電場(chǎng)強(qiáng)度B.同一電荷所受電場(chǎng)力
C.電勢(shì)D.同一電荷具有的電勢(shì)能
10、下述說法正確的是()
A.在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷,電場(chǎng)力不作功
B.等勢(shì)面上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小一定相等
C.電場(chǎng)中電勢(shì)高處,電荷的電勢(shì)能就大
D.電場(chǎng)強(qiáng)度大處,電荷的電勢(shì)能就大
11、一個(gè)電荷只在電場(chǎng)力作用下從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)電場(chǎng)力做了5×10-6J的功,那么()
A.電荷在B處時(shí)將具有5×10-6J的電勢(shì)能
B.電荷在B處將具有5×10-6J的動(dòng)能
C.電荷的電勢(shì)能減少了5×10-6J
D.電荷的動(dòng)能增加了5×10-6J
12、關(guān)于等勢(shì)面下列說法正確的是()
A.等勢(shì)面與電場(chǎng)線處處垂直
B.同一等勢(shì)面上的各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小必定相等
C.電荷所受電場(chǎng)力的方向必和該點(diǎn)等勢(shì)面垂直,并指向電勢(shì)升高的方向
D.電荷從電場(chǎng)中一點(diǎn)移到另一點(diǎn),電場(chǎng)力沒做功,電荷必在同一等勢(shì)面上移動(dòng)
13、以無窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)點(diǎn),下述情況中各物理量為正還是為負(fù)?
(1)負(fù)電荷周圍空間的電勢(shì)為_________值.
(2)正電荷位于某負(fù)荷電產(chǎn)生的電場(chǎng)內(nèi),它的電勢(shì)能為________值.
(3)負(fù)電荷位于某負(fù)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)內(nèi),它的電勢(shì)能為________值.
14、如圖8所示,實(shí)線為電場(chǎng)線,虛線為等勢(shì)線,且相鄰兩等勢(shì)間的電勢(shì)差相等,一正電荷在等勢(shì)線U3上時(shí),具有動(dòng)能20J,它運(yùn)動(dòng)到等勢(shì)線U1時(shí)速度為零,令U2=0,那么該電荷的電勢(shì)能為4J時(shí),其動(dòng)能為_______J.
第4節(jié) 電勢(shì)能和電勢(shì)
一名優(yōu)秀的教師在每次教學(xué)前有自己的事先計(jì)劃,作為高中教師就要精心準(zhǔn)備好合適的教案。教案可以讓上課時(shí)的教學(xué)氛圍非?;钴S,幫助高中教師更好的完成實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。關(guān)于好的高中教案要怎么樣去寫呢?下面是小編幫大家編輯的《第4節(jié) 電勢(shì)能和電勢(shì)》,歡迎閱讀,希望您能夠喜歡并分享!
第4節(jié)電勢(shì)能和電勢(shì)
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要點(diǎn)一判斷電勢(shì)高低的方法
電場(chǎng)具有力的性質(zhì)和能的性質(zhì),描述電場(chǎng)的物理量有電勢(shì)、電勢(shì)能、靜電力、靜電力做功等,為了更好地描述電場(chǎng),還有電場(chǎng)線、等勢(shì)面等概念,可以從多個(gè)角度判斷電勢(shì)高低.
1.在正電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中,離電荷越近電勢(shì)越高,在負(fù)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中,離電荷越近,電勢(shì)越低.
2.電勢(shì)的正負(fù).若以無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,則正點(diǎn)電荷周圍各點(diǎn)電勢(shì)為正,負(fù)點(diǎn)電荷周圍各點(diǎn)電勢(shì)為負(fù).
3.利用電場(chǎng)線判斷電勢(shì)高低.沿電場(chǎng)線的方向電勢(shì)越來越低.
4.根據(jù)只在靜電力作用下電荷的移動(dòng)情況來判斷.只在靜電力作用下,電荷由靜止開始移動(dòng),正電荷總是由電勢(shì)高的點(diǎn)移向電勢(shì)低的點(diǎn);負(fù)電荷總是由電勢(shì)低的點(diǎn)移向電勢(shì)高的點(diǎn).但它們都是由電勢(shì)能高的點(diǎn)移向電勢(shì)能低的點(diǎn).
要點(diǎn)二理解等勢(shì)面及其與電場(chǎng)線的關(guān)系
1.電場(chǎng)線總是與等勢(shì)面垂直的(因?yàn)槿绻妶?chǎng)線與等勢(shì)面不垂直,電場(chǎng)在等勢(shì)面上就有分量,在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷,靜電力就會(huì)做功),因此,電荷沿電場(chǎng)線移動(dòng),靜電力必定做功,而電荷沿等勢(shì)面移動(dòng),靜電力必定不做功.
2.在同一電場(chǎng)中,等差等勢(shì)面的疏密也反映了電場(chǎng)的強(qiáng)弱,等勢(shì)面密處,電場(chǎng)線密,電場(chǎng)也強(qiáng),反之則弱.
3.已知等勢(shì)面,可以畫出電場(chǎng)線;已知電場(chǎng)線,也可以畫出等勢(shì)面.
4.電場(chǎng)線反映了電場(chǎng)的分布情況,它是一簇帶箭頭的不閉合的有向曲線,而等勢(shì)面是一系列的電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面,可以是封閉的,也可以是不封閉的.
要點(diǎn)三等勢(shì)面的特點(diǎn)和應(yīng)用
1.特點(diǎn)
(1)在同一等勢(shì)面內(nèi)任意兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷時(shí),靜電力不做功.
(2)在空間沒有電荷的地方兩等勢(shì)面不相交.
(3)電場(chǎng)線總是和等勢(shì)面垂直,且從電勢(shì)較高的等勢(shì)面指向電勢(shì)較低的等勢(shì)面.
(4)在電場(chǎng)線密集的地方,等差等勢(shì)面密集.在電場(chǎng)線稀疏的地方,等差等勢(shì)面稀疏.
(5)等勢(shì)面是虛擬的,為描述電場(chǎng)的性質(zhì)而假想的面.
2.應(yīng)用
(1)由等勢(shì)面可以判斷電場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)的高低及差別.
(2)由等勢(shì)面可以判斷電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)靜電力做功的情況.
(3)由于等勢(shì)面和電場(chǎng)線垂直,已知等勢(shì)面的形狀分布,可以繪制電場(chǎng)線,從而確定電場(chǎng)大體分布.
(4)由等差等勢(shì)面的疏密,可以定性地確定某點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小.
1.重力做功和靜電力做功的異同點(diǎn)如何?
重力做功靜電力做功
相似點(diǎn)重力對(duì)物體做正功,物體重力勢(shì)能減少,重力對(duì)物體做負(fù)功,物體重力勢(shì)能增加.其數(shù)值與路徑無關(guān),只與始末位置有關(guān)靜電力對(duì)電荷做正功,電荷電勢(shì)能減少,靜電力對(duì)電荷做負(fù)功,電荷電勢(shì)能增加.其數(shù)值與路徑無關(guān),只與始末位置有關(guān)
不同點(diǎn)重力只有引力,正、負(fù)功比較容易判斷.例如,物體上升,重力做負(fù)功由于存在兩種電荷,靜電力做功和重力做功有很大差異.例如:在同一電場(chǎng)中沿同一方向移動(dòng)正電荷與移動(dòng)負(fù)電荷,電荷電勢(shì)能的變化是相反的,靜電力做功的正負(fù)也是相反的
應(yīng)用由重力做功的特點(diǎn)引入重力勢(shì)能由靜電力做功的特點(diǎn)引入了電勢(shì)能
2.電勢(shì)和電勢(shì)能的區(qū)別和聯(lián)系是什么?
電勢(shì)φ電勢(shì)能Ep
物理
意義反映電場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量,即已知電勢(shì)就可以知道任意電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所具有的能量
相關(guān)
因素電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)φ的大小,只跟電場(chǎng)本身有關(guān),跟檢驗(yàn)電荷q無關(guān)電勢(shì)能大小是由點(diǎn)電荷q和該點(diǎn)電勢(shì)φ共同決定的
大小
正負(fù)電勢(shì)沿電場(chǎng)線逐漸下降,取定零電勢(shì)點(diǎn)后,某點(diǎn)的電勢(shì)高于零者,為正值;某點(diǎn)的電勢(shì)低于零者,為負(fù)值正點(diǎn)電荷(+q):電勢(shì)能的正負(fù)跟電勢(shì)的正負(fù)相同.負(fù)點(diǎn)電荷(-q):電勢(shì)能的正負(fù)跟電勢(shì)的正負(fù)相反
單位伏特V焦耳J
聯(lián)系φ=Epq
Ep=qφ
3.常見電場(chǎng)等勢(shì)面和電場(chǎng)線的圖示應(yīng)該怎樣畫?
(1)點(diǎn)電荷電場(chǎng):等勢(shì)面是以點(diǎn)電荷為球心的一簇球面,越向外越稀疏,如圖1-4-5所示.
圖1-4-5
(2)等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng):是兩簇對(duì)稱曲面,兩點(diǎn)電荷連線的中垂面是一個(gè)等勢(shì)面.如圖1-4-6所示.在從正電荷到負(fù)電荷的連線上電勢(shì)逐漸降低,φAφA′;在中垂線上φB=φB′.
圖1-4-6
(3)等量同種點(diǎn)電荷的電場(chǎng):是兩簇對(duì)稱曲面,如圖1-4-7所示,在AA′線上O點(diǎn)電勢(shì)最低;在中垂線上O點(diǎn)電勢(shì)最高,向兩側(cè)電勢(shì)逐漸降低,A、A′和B、B′對(duì)稱等勢(shì).
圖1-4-7
(4)勻強(qiáng)電場(chǎng):等勢(shì)面是與電場(chǎng)線垂直、間隔相等、相互平行的一簇平面,如圖1-4-8所示.
圖1-4-8
一、電勢(shì)能
【例1】下列關(guān)于電荷的電勢(shì)能的說法正確的是()
A.電荷在電場(chǎng)強(qiáng)度大的地方,電勢(shì)能一定大
B.電荷在電場(chǎng)強(qiáng)度為零的地方,電勢(shì)能一定為零
C.只在靜電力的作用下,電荷的電勢(shì)能一定減少
D.只在靜電力的作用下,電荷的電勢(shì)能可能增加,也可能減少
答案D
解析電荷的電勢(shì)能與電場(chǎng)強(qiáng)度無直接關(guān)系,A、B錯(cuò)誤;如果電荷的初速度為零,電荷只在靜電力的作用下,做加速運(yùn)動(dòng),電荷的電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,電勢(shì)能減少,但如果電荷的初速度不為零,電荷可能在靜電力的作用下,先做減速運(yùn)動(dòng),這樣靜電力對(duì)電荷做負(fù)功,電荷的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能,電勢(shì)能增加,所以C錯(cuò)誤,D正確.
二、判斷電勢(shì)的高低
【例2】在靜電場(chǎng)中,把一個(gè)電荷量為q=2.0×10-5C的負(fù)電荷由M點(diǎn)移到N點(diǎn),靜電力做功6.0×10-4J,由N點(diǎn)移到P點(diǎn),靜電力做負(fù)功1.0×10-3J,則M、N、P三點(diǎn)電勢(shì)高低關(guān)系是________.
答案φNφMφP
解析首先畫一條電場(chǎng)線,如上圖所示.在中間位置附近畫一點(diǎn)作為M點(diǎn).因?yàn)橛蒑→N靜電力做正功,而負(fù)電荷所受靜電力與場(chǎng)強(qiáng)方向相反,則可確定N點(diǎn)在M點(diǎn)左側(cè).由N→P靜電力做負(fù)功,即沿著電場(chǎng)線移動(dòng),又因1.0×10-3J6.0×10-4J,所以肯定移過了M點(diǎn),即P點(diǎn)位于M點(diǎn)右側(cè).這樣,M、N、P三點(diǎn)電勢(shì)的高低關(guān)系是φNφMφP.
1.有一電場(chǎng)的電場(chǎng)線如圖1-4-9所示,
圖1-4-9
電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和電勢(shì)分別用EA、EB和φA、φB表示,則()
A.EAEB,φAφB
B.EAEB,φAφB
C.EAEB,φAφB
D.EAEB,φAφB
答案D
2.有關(guān)電場(chǎng),下列說法正確的是()
A.某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大,該點(diǎn)的電勢(shì)一定高
B.某點(diǎn)的電勢(shì)高,檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能一定大
C.某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零,檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能一定為零
D.某點(diǎn)的電勢(shì)為零,檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能一定為零
答案D
3.將一個(gè)電荷量為-2×10-8C的點(diǎn)電荷,從零電勢(shì)點(diǎn)S移到M點(diǎn)要克服靜電力做功4×10-8J,則M點(diǎn)電勢(shì)φM=________V.若將該電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn),靜電力做功14×10-8J,則N點(diǎn)電勢(shì)φN=________V,MN兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UMN=________V.
答案-25-7
解析本題可以根據(jù)電勢(shì)差和電勢(shì)的定義式解決.
由WSM=qUSM得USM=WSMq=-4×10-8-2×10-8V=2V
而USM=φS-φM,所以φM=φS-USM=(0-2)V=-2V
由WMN=qUMN得UMN=WMNq=14×10-8-2×10-8V=-7V
而UMN=φM-φN,所以φN=φM-UMN=[-2-(-7)]V
=5V
4.如圖1-4-10所示.
圖1-4-10
(1)在圖甲中,若規(guī)定EpA=0,則EpB________0(填“”“=”或“”).
試分析靜電力做功情況及相應(yīng)的電勢(shì)能變化情況.
答案(1)(2)見解析
解析(1)A→B移動(dòng)正電荷,WAB0,故EpAEpB,若EpA=0,則EpB0.
(2)甲中從A→B移動(dòng)負(fù)電荷,WAB0,EpAEpB
乙中從B→A移動(dòng)負(fù)電荷,WAB0,EpAEpB.
題型一靜電力做功和電勢(shì)能變化之間的關(guān)系
如圖1所示,
圖1
把電荷量為-5×10-9C的電荷,從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn),其電勢(shì)能__________(選填“增加”、“減少”或“不變”);若A點(diǎn)的電勢(shì)UA=15V,B點(diǎn)的電勢(shì)UB=10V,則此過程中靜電力做的功為________J.
思維步步高電勢(shì)能變化和靜電力做功有什么關(guān)系?負(fù)電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到B,靜電力做正功還是負(fù)功?靜電力做功和電勢(shì)能的變化在數(shù)值上有什么關(guān)系?
解析將電荷從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn),靜電力做負(fù)功,其電勢(shì)能增加;A點(diǎn)的電勢(shì)能為EpA=qUA,B點(diǎn)的電勢(shì)能為EpB=qUB,靜電力做功等于電勢(shì)能變化量的相反數(shù),即W=EpA-EpB=-2.5×10-8J.
答案增加-2.5×10-8J
拓展探究如果把該電荷從B點(diǎn)移動(dòng)到A點(diǎn),電勢(shì)能怎么變化?靜電力做功的數(shù)值是多少?如果是一個(gè)正電荷從B點(diǎn)移動(dòng)到A點(diǎn),正電荷的帶電荷量是5×10-9C,電勢(shì)能怎么變化?靜電力做功如何?
答案減少2.5×10-8J增加-2.5×10-8J
解析如果把該電荷從B點(diǎn)移動(dòng)到A點(diǎn),靜電力做正功,電勢(shì)能減少.靜電力做功為2.5×10-8J;如果電荷的帶電性質(zhì)為正電荷,從B點(diǎn)移動(dòng)到A點(diǎn),靜電力做負(fù)功,電勢(shì)能增加了,靜電力做負(fù)功,數(shù)值為-2.5×10-8J.
電場(chǎng)中的功能關(guān)系:
①靜電力做功是電荷電勢(shì)能變化的量度,具體來講,靜電力對(duì)電荷做正功時(shí),電荷的電勢(shì)能減少;靜電力對(duì)電荷做負(fù)功時(shí),電荷的電勢(shì)能增加,并且,電勢(shì)能增加或減少的數(shù)值等于靜電力做功的數(shù)值.
②電荷僅受靜電力作用時(shí),電荷的電勢(shì)能與動(dòng)能之和守恒.
③電荷僅受靜電力和重力作用時(shí),電荷的電勢(shì)能與機(jī)械能之和守恒.
題型二電場(chǎng)中的功能關(guān)系
質(zhì)子和中子是由更基本的粒子即所謂“夸克”組成的.兩個(gè)強(qiáng)作用電荷相反(類似于正負(fù)電荷)的夸克在距離很近時(shí)幾乎沒有相互作用(稱為“漸近自由”);在距離較遠(yuǎn)時(shí),它們之間就會(huì)出現(xiàn)很強(qiáng)的引力(導(dǎo)致所謂“夸克禁閉”).作為一個(gè)簡(jiǎn)單的模型,設(shè)這樣的兩夸克之間的相互作用力F與它們之間的距離r的關(guān)系為F=0,0rr1,-F0,r1≤r≤r2,0,rr2.式中F0為大于零的常量,負(fù)號(hào)表示引力.用U表示夸克間的勢(shì)能,令U0=F0(r2-r1),取無窮遠(yuǎn)為零勢(shì)能點(diǎn).下列U-r圖示中正確的是()
思維步步高零勢(shì)能面的規(guī)定有何用處?無窮遠(yuǎn)處的勢(shì)能和r=r2處的勢(shì)能是否相同?當(dāng)rr1之后勢(shì)能怎么變化?
解析從無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零開始到r=r2位置,勢(shì)能恒定為零,在r=r2到r=r1過程中,恒定引力做正功,勢(shì)能逐漸均勻減小,即勢(shì)能為負(fù)值且越來越小,此過程圖象為A、B選項(xiàng)中所示;rr1之后勢(shì)能不變,恒定為-U0,由引力做功等于勢(shì)能減少量,故U0=F0(r2-r1).
答案B
拓展探究空間存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),
圖2
質(zhì)量為m的帶正電的微粒水平射入電場(chǎng)中,微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖2所示,在相等的時(shí)間間隔內(nèi)()
A.重力做的功相等
B.靜電力做的功相等
C.靜電力做的功大于重力做的功
D.靜電力做的功小于重力做的功
答案C
解析根據(jù)微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡可知靜電力大于重力,故選項(xiàng)C正確.由于微粒做曲線運(yùn)動(dòng),故在相等時(shí)間間隔內(nèi),微粒的位移不相等,故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤.
電勢(shì)能大小的判斷方法:
①利用Ep=qφ來進(jìn)行判斷,電勢(shì)能的正負(fù)號(hào)是表示大小的,在應(yīng)用時(shí)把電荷量和電勢(shì)都帶上正負(fù)號(hào)進(jìn)行分析判斷.
②利用做功的正負(fù)來判斷,不管正電荷還是負(fù)電荷,靜電力對(duì)電荷做正功,電勢(shì)能減少;靜電力對(duì)電荷做負(fù)功,電勢(shì)能增加.
一、選擇題
1.一點(diǎn)電荷僅受靜電力作用,由A點(diǎn)無初速釋放,先后經(jīng)過電場(chǎng)中的B點(diǎn)和C點(diǎn).點(diǎn)電荷在A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)能分別用EA、EB、EC表示,則EA、EB和EC間的關(guān)系可能是()
A.EAEBECB.EAEBEC
C.EAECEBD.EAECEB
答案AD
解析點(diǎn)電荷在僅受靜電力作用的情況下,動(dòng)能和電勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化,動(dòng)能最小時(shí),電勢(shì)能最大,故EA≥EB,EA≥EC,A、D正確.
2.如圖3所示電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn),
圖3
則下列說法正確的是()
A.電勢(shì)φAφB,場(chǎng)強(qiáng)EAEB
B.電勢(shì)φAφB,場(chǎng)強(qiáng)EAEB
C.將電荷+q從A點(diǎn)移到B點(diǎn)靜電力做了正功
D.將電荷-q分別放在A、B兩點(diǎn)時(shí)具有的電勢(shì)能EpAEpB
答案BC
解析場(chǎng)強(qiáng)是描述靜電力的性質(zhì)的物理量;電勢(shì)是描述電場(chǎng)能的性質(zhì)的物理量,二者無必然的聯(lián)系.場(chǎng)強(qiáng)大的地方電勢(shì)不一定大,電勢(shì)大的地方,場(chǎng)強(qiáng)不一定大,另根據(jù)公式Ep=φq知,負(fù)電荷在電勢(shì)低的地方電勢(shì)能反而大.
3.如圖4所示,
圖4
某區(qū)域電場(chǎng)線左右對(duì)稱分布,M、N為對(duì)稱線上的兩點(diǎn).下列說法正確的是()
A.M點(diǎn)電勢(shì)一定高于N點(diǎn)電勢(shì)
B.M點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)一定大于N點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)
C.正電荷在M點(diǎn)的電勢(shì)能大于在N點(diǎn)的電勢(shì)能
D.將電子從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn),靜電力做正功
答案AC
解析由圖示電場(chǎng)線的分布示意圖可知,MN所在直線的電場(chǎng)線方向由M指向N,則M點(diǎn)電勢(shì)一定高于N點(diǎn)電勢(shì);由于N點(diǎn)所在處電場(chǎng)線分布密,所以N點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于M點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng);正電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能大,故在M點(diǎn)電勢(shì)能大于在N點(diǎn)電勢(shì)能;電子從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn),靜電力做負(fù)功.綜上所述,A、C選項(xiàng)正確.
4.兩個(gè)帶異種電荷的物體間的距離增大一些時(shí)()
A.靜電力做正功,電勢(shì)能增加
B.靜電力做負(fù)功,電勢(shì)能增加
C.靜電力做負(fù)功,電勢(shì)能減少
D.靜電力做正功,電勢(shì)能減少
答案B
解析異種電荷之間是引力,距離增大時(shí),引力做負(fù)功,電勢(shì)能增加.
5.如圖5所示,
圖5
O為兩個(gè)等量異種電荷連線的中點(diǎn),P為連線中垂線上的一點(diǎn),比較O、P兩點(diǎn)的電勢(shì)和場(chǎng)強(qiáng)大小()
A.φO=φP,EOEP
B.φO=φP,EO=EP
C.φOφP,EO=EP
D.φO=φP,EOEP
答案A
6.在圖6中虛線表示某一電場(chǎng)的等勢(shì)面,
圖6
現(xiàn)在用外力將負(fù)點(diǎn)電荷q從a點(diǎn)沿直線aOb勻速移動(dòng)到b,圖中cd為O點(diǎn)等勢(shì)面的切線,則當(dāng)電荷通過O點(diǎn)時(shí)外力的方向()
A.平行于ab
B.平行于cd
C.垂直于ab
D.垂直于cd
答案D
7.如圖7所示,
圖7
固定在Q點(diǎn)的正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中有M、N兩點(diǎn),已知MQNQ.下列敘述正確的是()
A.若把一正的點(diǎn)電荷從M點(diǎn)沿直線移到N點(diǎn),則靜電力對(duì)該電荷做功,電勢(shì)能減少
B.若把一正的點(diǎn)電荷從M點(diǎn)沿直線移到N點(diǎn),則該電荷克服靜電力做功,電勢(shì)能增加
C.若把一負(fù)的點(diǎn)電荷從M點(diǎn)沿直線移到N點(diǎn),則靜電力對(duì)該電荷做功,電勢(shì)能減少
D.若把一負(fù)的點(diǎn)電荷從M點(diǎn)沿直線移到N點(diǎn),再從N點(diǎn)沿不同路徑移回到M點(diǎn);則該電荷克服靜電力做的功等于靜電力對(duì)該電荷所做的功,電勢(shì)能不變
答案AD
解析由點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的特點(diǎn)可知,M點(diǎn)的電勢(shì)高,N點(diǎn)的電勢(shì)低,所以正電荷從M點(diǎn)到N點(diǎn),靜電力做正功,電勢(shì)能減少,故A對(duì),B錯(cuò);負(fù)電荷由M點(diǎn)到N點(diǎn),克服靜電力做功,電勢(shì)能增加,故C錯(cuò);靜電力做功與路徑無關(guān),負(fù)點(diǎn)電荷又回到M點(diǎn),則整個(gè)過程中靜電力不做功,電勢(shì)能不變,故D對(duì).
二、計(jì)算論述題
8.如圖8所示,
圖8
平行板電容器兩極板間有場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng),且?guī)д姷臉O板接地.一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子(不計(jì)重力)從x軸上坐標(biāo)為x0處靜止釋放.
(1)求該粒子在x0處的電勢(shì)能Epx0.
(2)試從牛頓第二定律出發(fā),證明該帶電粒子在極板間運(yùn)動(dòng)過程中,其動(dòng)能與電勢(shì)能之和保持不變.
答案(1)-qEx0(2)見解析
解析(1)粒子由x0到O處靜電力做的功為:
W電=-qEx0①
W電=-(0-Epx0)②
聯(lián)立①②得:Epx0=-qEx0
(2)在x軸上任取兩點(diǎn)x1、x2,速度分別為v1、v2.
F=qE=ma
v22-v21=2a(x2-x1)
聯(lián)立得
12mv22-12mv21=qE(x2-x1)
所以12mv22+(-qEx2)=12mv21+(-qEx1)
即Ek2+Ep2=Ek1+Ep1
故在其運(yùn)動(dòng)過程中,其動(dòng)能和勢(shì)能之和保持不變.
9.
圖9
一根對(duì)稱的“∧”型玻璃管置于豎直平面內(nèi),管所在的空間有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)E.質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小球在管內(nèi)從A點(diǎn)由靜止開始沿管向上運(yùn)動(dòng),且與管壁的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,管AB長(zhǎng)為l,小球在B端與管作用沒有能量損失,管與水平面夾角為θ,如圖9所示.求從A開始,小球運(yùn)動(dòng)的總路程是多少?
答案ltanθμ
解析由題意知小球所受合力沿玻璃管斜向上,
即qEsinθmgsinθ+Ff,小球所受管壁彈力垂直管壁向下,作出受力分析如右圖所示.小球最終靜止在“∧”形頂端,設(shè)小球運(yùn)動(dòng)的總路程為x,由動(dòng)能定理知:qElsinθ-mglsinθ-μ(qEcosθ-mgcosθ)x=0,解得x=ltanθμ.
10.如圖10所示,
圖10
一絕緣細(xì)圓環(huán)半徑為r,其環(huán)面固定在水平面上,場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)與圓環(huán)平面平行,環(huán)上穿有一電荷量+q,質(zhì)量為m的小球,可沿圓環(huán)做無摩擦的圓周運(yùn)動(dòng),若小球經(jīng)A點(diǎn)時(shí)速度vA的方向恰與電場(chǎng)垂直,且圓環(huán)與小球間沿水平方向無力的作用.
(1)求小環(huán)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的速度vA是多少?
(2)當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到與A點(diǎn)對(duì)稱的B點(diǎn)時(shí),小球?qū)A環(huán)在水平方向的作用力FB是多少?
答案(1)qErm(2)6qE
解析(1)小球在A點(diǎn)時(shí)所受的靜電力充當(dāng)向心力,由牛頓第二定律得:qE=mv2Ar
解得vA=qErm
(2)
在B點(diǎn)小球受力如右圖所示,小球由A運(yùn)動(dòng)到B的過程中,根據(jù)動(dòng)能定理
qE2r=
在B點(diǎn),F(xiàn)B、qE的合力充當(dāng)向心力:
,得
1.4電勢(shì)能電勢(shì)
1.4電勢(shì)能電勢(shì)
教學(xué)三維目標(biāo)
(一)知識(shí)與技能
1、理解靜電力做功的特點(diǎn)、電勢(shì)能的概念、電勢(shì)能與電場(chǎng)力做功的關(guān)系。
2、理解電勢(shì)的概念,知道電勢(shì)是描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量。明確電勢(shì)能、電勢(shì)、靜電力的功、電勢(shì)能的關(guān)系。了解電勢(shì)與電場(chǎng)線的關(guān)系,了解等勢(shì)面的意義及與電場(chǎng)線的關(guān)系。
(二)過程與方法
通過與前面知識(shí)的結(jié)合,理解電勢(shì)能與靜電力做的功的關(guān)系,從而更好的了解電勢(shì)能和電勢(shì)的概念。
(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀
嘗試運(yùn)用物理原理和研究方法解決一些與生產(chǎn)和生活相關(guān)的實(shí)際問題,增強(qiáng)科學(xué)探究的價(jià)值觀。
重點(diǎn):理解掌握電勢(shì)能、電勢(shì)、等勢(shì)面的概念及意義。
難點(diǎn):掌握電勢(shì)能與做功的關(guān)系,并能用此解決相關(guān)問題。
教學(xué)過程:
(一)復(fù)習(xí)前面相關(guān)知識(shí)
1.靜電力、電場(chǎng)強(qiáng)度概念,指出前面我們從力的性質(zhì)研究電場(chǎng),從本節(jié)起將從能量的角度研究電場(chǎng)。
2.復(fù)習(xí)功和能量的關(guān)系。
從靜電力做功使試探電荷獲得動(dòng)能入手,提出問題:是什么能轉(zhuǎn)化為試探電荷的動(dòng)能?引入新課。
(二)進(jìn)行新課
1.靜電力做功的特點(diǎn)
結(jié)合課本圖1。4-1(右圖)分析試探電荷q在場(chǎng)強(qiáng)為E的均強(qiáng)電場(chǎng)中沿不同路徑從A運(yùn)動(dòng)到B電場(chǎng)力做功的情況。
q沿直線從A到B
q沿折線從A到M、再從M到B
q沿任意曲線線A到B
結(jié)果都一樣即:W=qELAM=qELABcos
【結(jié)論】:在任何電場(chǎng)中,靜電力移動(dòng)電荷所做的功,只與始末兩點(diǎn)的位置有關(guān),而與電荷的運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān)。
與重力做功類比,引出:
2.電勢(shì)能
電勢(shì)能:由于移動(dòng)電荷時(shí)靜電力做功與移動(dòng)的路徑無關(guān),電荷在電場(chǎng)中也具有勢(shì)能,這種勢(shì)能叫做電勢(shì)能。
靜電力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系:
靜電力做的功等于電勢(shì)能的變化量。寫成式子為:
注意:
①.電場(chǎng)力做正功,電荷的電勢(shì)能減??;電場(chǎng)力做負(fù)功,電荷的電勢(shì)能增加
②.電場(chǎng)力力做多少功,電勢(shì)能就變化多少,在只受電場(chǎng)力作用下,電勢(shì)能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化,而它們的總量保持不變。
③.在正電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為正,負(fù)電荷在任一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為負(fù)。在負(fù)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為負(fù),負(fù)電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為正。
④.求電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)具有的電勢(shì)能
電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)A具有的電勢(shì)能EP等于將該點(diǎn)電荷由A點(diǎn)移到電勢(shì)零點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功W的。即EP=W
⑤.求電荷在電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)具有的電勢(shì)能高低
將電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)根據(jù)電場(chǎng)力做功情況判斷,電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,電荷在A點(diǎn)電勢(shì)能大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能,反之電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加,電荷在B點(diǎn)的電勢(shì)能小于在B點(diǎn)的電勢(shì)能。
⑥電勢(shì)能零點(diǎn)的規(guī)定
若要確定電荷在電場(chǎng)中的電勢(shì)能,應(yīng)先規(guī)定電場(chǎng)中電勢(shì)能的零位置。
關(guān)于電勢(shì)能零點(diǎn)的規(guī)定:P19(大地或無窮遠(yuǎn)默認(rèn)為零)
所以:電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能,等于靜電力把它從該點(diǎn)移動(dòng)到零電勢(shì)能位置時(shí)電場(chǎng)力所有做的功。如上式若取B為電勢(shì)能零點(diǎn),則A點(diǎn)的電勢(shì)能為:
舉例分析:對(duì)圖1。4-1中的各量附與一定的數(shù)值,后讓學(xué)生計(jì)算。(1課時(shí))
3.電勢(shì)---表征電場(chǎng)性質(zhì)的重要物理量度
通過研究電荷在電場(chǎng)中電勢(shì)能與它的電荷量的比值得出。參閱P20圖1。4--3
(1)定義:電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量的比值,叫做這一點(diǎn)的電勢(shì)。用表示。標(biāo)量,只有大小,沒有方向,但有正負(fù)。
(2)公式:(與試探電荷無關(guān))
(3)單位:伏特(V)
(4)電勢(shì)與電場(chǎng)線的關(guān)系:電勢(shì)順線降低。(電場(chǎng)線指向電勢(shì)降低的方向)
(5)零電勢(shì)位置的規(guī)定:電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)的數(shù)值與零電勢(shì)的選擇有關(guān),即電勢(shì)的數(shù)值決定于零電勢(shì)的選擇.(大地或無窮遠(yuǎn)默認(rèn)為零)
◎讓學(xué)生思考和討論P(yáng)21問題。◎引導(dǎo)學(xué)生分析問題與練習(xí)3、4
4.等勢(shì)面
⑴.定義:電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面
⑵.等勢(shì)面的性質(zhì):
①.在同一等勢(shì)面上各點(diǎn)電勢(shì)相等,所以在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷,電場(chǎng)力不做功
②.電場(chǎng)線跟等勢(shì)面一定垂直,并且由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面。
③.等勢(shì)面越密,電場(chǎng)強(qiáng)度越大
④.等勢(shì)面不相交,不相切
⑶.等勢(shì)面的用途:由等勢(shì)面描繪電場(chǎng)線。
⑷.幾種電場(chǎng)的電場(chǎng)線及等勢(shì)面
注意:①等量同種電荷連線和中線上
連線上:中點(diǎn)電勢(shì)最小
中線上:由中點(diǎn)到無窮遠(yuǎn)電勢(shì)逐漸減小,無窮遠(yuǎn)電勢(shì)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(fù)電荷電勢(shì)逐漸減小。
中線上:各點(diǎn)電勢(shì)相等且都等于零。
◎引導(dǎo)學(xué)生分析問題與練習(xí)7。
(三)小結(jié):對(duì)本節(jié)內(nèi)容要點(diǎn)進(jìn)行概括。
(四)鞏固新課
1.引導(dǎo)學(xué)生完成問題與練習(xí)其他題目。
2.閱讀教材內(nèi)容
教后記:
1、電勢(shì)能、電勢(shì)、等勢(shì)面都是非常抽象的概念,上課前就準(zhǔn)備用類比法(重力勢(shì)能、高度、等高線)幫助學(xué)生理解,在課上取得了一定效果,但時(shí)間安排上又出了問題,以后需要兩節(jié)課來解決這些問題。
2、學(xué)生對(duì)于電勢(shì)和電勢(shì)能的相對(duì)性的理解有障礙。
對(duì)于正電荷、負(fù)電荷在電勢(shì)大于0和小于0的地方具有的電勢(shì)能關(guān)系判斷不夠嫻熟。
電勢(shì)能
俗話說,居安思危,思則有備,有備無患。高中教師要準(zhǔn)備好教案,這是教師工作中的一部分。教案可以讓學(xué)生更容易聽懂所講的內(nèi)容,幫助高中教師能夠更輕松的上課教學(xué)。那么怎么才能寫出優(yōu)秀的高中教案呢?下面是小編精心收集整理,為您帶來的《電勢(shì)能》,希望對(duì)您的工作和生活有所幫助。
選修3-1
第一章
1.4電勢(shì)差教學(xué)設(shè)計(jì)
一【教材分析】
本節(jié)內(nèi)容以電勢(shì)的概念為起點(diǎn),再次運(yùn)用類比的方法,把電勢(shì)差與高度差進(jìn)行類比引入電勢(shì)差的概念。同時(shí),得出電勢(shì)差與電勢(shì)零點(diǎn)的選擇無關(guān)。在物理學(xué)中,特別是在技術(shù)應(yīng)用方面常用到的是電勢(shì)差的概念,電勢(shì)差往往比電勢(shì)更有意義。二【教學(xué)目標(biāo)】
(一)知識(shí)與技能
理解電勢(shì)差是描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量
知道電勢(shì)差與電勢(shì)零點(diǎn)的選取無關(guān),熟練應(yīng)用其概念及定義式進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算
知道電勢(shì)與電勢(shì)差的關(guān)系,
(二)過程與方法
培養(yǎng)學(xué)生的分析能力,抽象思維的能力,綜合能力
(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀
通過對(duì)原有知識(shí)的加工,對(duì)新舊知識(shí)的類比、概括,培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)自我更新的能力.
三【教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)】
重點(diǎn):電勢(shì)差的概念;
靜電力做功公式的推導(dǎo)和該公式的具體應(yīng)用。
難點(diǎn):靜電力做功公式中正負(fù)號(hào)的應(yīng)用與正負(fù)號(hào)的物理意義。
四【學(xué)情分析】
對(duì)電勢(shì)差概念的引入,考慮到用電場(chǎng)力做功來引入比較具體,且可與力學(xué)中做功的概念直接聯(lián)系起來,教學(xué)中采用類比的方法,類比于力學(xué)中重力做功,通過電場(chǎng)力作功來引入,以增強(qiáng)知識(shí)的可感知性,這有助于學(xué)生的理解.在學(xué)習(xí)電勢(shì)差的表達(dá)式和定義式時(shí),應(yīng)該注意下標(biāo)的使用規(guī)則和正負(fù)號(hào)表示的物理意義。所以,在教學(xué)過程中,從一個(gè)更高的全面的基準(zhǔn)點(diǎn)對(duì)已學(xué)知識(shí)進(jìn)行綜合,加強(qiáng)學(xué)生自身知識(shí)的再更新能力。,這樣使學(xué)生在已有知識(shí)中逐步理解,能幫助學(xué)生真正掌握電勢(shì)差的概念。
五【教學(xué)方法】
推導(dǎo)公式法、講授法
六【課前準(zhǔn)備】
多媒體輔助教學(xué)設(shè)備或掛圖
七【課時(shí)安排】一課時(shí)
八【教學(xué)過程】
教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖
(一)預(yù)習(xí)檢查
★問題:電場(chǎng)的兩個(gè)基本性質(zhì)是什么?
☆答:電場(chǎng)的兩個(gè)基本性質(zhì):
電場(chǎng)的力的性質(zhì)()
電場(chǎng)的能的性質(zhì)(電勢(shì)能、電勢(shì)、)
在學(xué)習(xí)電勢(shì)時(shí),我們知道,選擇不同的位置作為電勢(shì)零點(diǎn),電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)的數(shù)值也會(huì)改變,那么,在物理學(xué)中,能不能找到一個(gè)更能反映電場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量呢?
傾聽、回答
鞏固知識(shí)點(diǎn)
(二)情景引入、展示目標(biāo)
重力做功有什么特點(diǎn)??
☆答:重力做功與路徑無關(guān),僅跟物體的重力,物體移動(dòng)的兩位置的高度差有關(guān)。對(duì)同一物體,兩位置的高度差越大,重力做功就越多。只要高度差確定,移動(dòng)同一物體重力做功就相同.?
★問題:
電場(chǎng)力做功具有什么特點(diǎn)呢??
☆答:電場(chǎng)力做功也與路徑無關(guān),僅跟電荷電量、電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)的兩位置有關(guān)。
▲結(jié)論:根據(jù)類比法,對(duì)于同一電荷,電場(chǎng)力對(duì)它所做的功,決定于兩位置,也為一恒量。
(三)合作探究、精講點(diǎn)播
因此在物理學(xué)中,把這比值定義為電勢(shì)差。
1、定義:
電荷q在電場(chǎng)力作用下由A點(diǎn)移到另一點(diǎn)B的過程中,電場(chǎng)力做的功WAB與電荷量q的比值,叫A、B兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差UAB。
2、定義式:
★問題:
這是采用什么方法定義的?
☆答:比值定義法
★問題:
由什么決定?是否與、q有關(guān)?
☆答:僅由電荷移動(dòng)的兩位置A、B決定,與所經(jīng)路徑,、q均無關(guān)。這些也可由比值定義法定義概念的共性規(guī)律中得到.?
▲教師:電勢(shì)差與q、均無關(guān),僅與電場(chǎng)中A、B兩位置有關(guān).故電勢(shì)差反映了電場(chǎng)本身的性質(zhì).?
3、物理意義:電勢(shì)差反映了電場(chǎng)本身的性質(zhì).(4)單位:伏特符號(hào):V1V=1J/C
傾聽、思考、回答
↓
分析、思考
傾聽、思考、
理解、回答
培養(yǎng)學(xué)生的分析能力
培養(yǎng)思維、理解能力
↓
●二、電勢(shì)與電勢(shì)差
由;
;
;
得
▲電勢(shì)差是電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)的差值()
★問題:
電勢(shì)差的大小,與選取的參考點(diǎn)有關(guān)嗎?
☆答:類比于兩位置的高度差與零位置選取無關(guān),兩點(diǎn)間的電勢(shì)差也與零勢(shì)差選取無關(guān)。
★問題:
電勢(shì)和電勢(shì)差都是標(biāo)量,他們的正負(fù)號(hào)表示什么含義呢?
☆答:
電勢(shì)的正負(fù)表示該點(diǎn)比參考點(diǎn)的電勢(shì)大或??;
電勢(shì)差的正負(fù)表示兩點(diǎn)的電勢(shì)的高低。
分析、回答
培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和分析問題的能力
●三、功的計(jì)算
由得
分析:應(yīng)用計(jì)算時(shí),相關(guān)物理量用正、負(fù)值代入,其結(jié)果:
>0,電場(chǎng)力做正功,>0,>;
<0,電場(chǎng)力做負(fù)功,<0,<
思考、分析
↓
培養(yǎng)學(xué)生的分析能力
↓
(四)反思總結(jié)
通過本節(jié)學(xué)習(xí),主要學(xué)了以下幾個(gè)問題:?
1、電勢(shì)差的概念采用比值定義法定義,與檢驗(yàn)電荷q,電場(chǎng)力所做功無關(guān),僅由電場(chǎng)本身的因素決定,故都表示電場(chǎng)本身的性質(zhì).?
2、電勢(shì)差類比于重力場(chǎng)中的高度差,這種類比方法是物理問題研究中常用的一種科學(xué)方法.?
3、應(yīng)用以下公式計(jì)算時(shí)注意:?
(1),將WAB,q正、負(fù)號(hào)同代入.
>0,電場(chǎng)力做正功,>0,>;
<0,電場(chǎng)力做負(fù)功,<0,<
(2)
當(dāng)堂檢測(cè):
1、若帶正電荷的小球只受到電場(chǎng)力作用,則它在電場(chǎng)中(D)
A.一定沿電場(chǎng)線由高電勢(shì)處向低電勢(shì)處運(yùn)動(dòng);
B.一定沿電場(chǎng)線由低電勢(shì)處向高電勢(shì)處運(yùn)動(dòng);
C.不一定沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng),但一定由高電勢(shì)處向低電勢(shì)處運(yùn)動(dòng);
D.不一定沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng),也不一定由高電勢(shì)處向低電勢(shì)處運(yùn)動(dòng)。
2、一個(gè)帶正電的質(zhì)點(diǎn),電量q=2.0×10-9C,在靜電場(chǎng)中由a點(diǎn)移到b點(diǎn),在這過程中,除電場(chǎng)力外,其他力作的功為6.0×10-5J,質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能增加了8.0×10-5J,則a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Ua-Ub為(B)
A.3×104VB.1×104V
C.4×104VD.7×104V
鞏固知識(shí)點(diǎn)
●五、練習(xí)作業(yè)
P21例題,P22-1、3
九.【板書設(shè)計(jì)】第五節(jié)電勢(shì)差
一、電勢(shì)差
(1)定義:
電荷q在電場(chǎng)力作用下由A點(diǎn)移到另一點(diǎn)B的過程中,電場(chǎng)力做的功WAB與電荷量q的比值,叫A、B兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差UAB。
(2)定義式:
(3)物理意義:電勢(shì)差反映了電場(chǎng)本身的性質(zhì).
(4)單位:伏特符號(hào):V1V=1J/C
二、電勢(shì)與電勢(shì)差
三、功的計(jì)算
>0,電場(chǎng)力做正功,>0,>;
<0,電場(chǎng)力做負(fù)功,<0,<
十.【教學(xué)反思】
1、在講解電勢(shì)差和電勢(shì)的關(guān)系時(shí)還應(yīng)該采用類比法(和高度,高度差相比),因怕學(xué)生混淆概念,沒有敢講,結(jié)果效果并不理想。
2、電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化之間的關(guān)系,學(xué)生判斷較熟練。
學(xué)校:臨清三中學(xué)科:物理編寫人:高晶審稿人:馬立震
第五節(jié)電勢(shì)差學(xué)案
課前預(yù)習(xí)學(xué)案
一、預(yù)習(xí)目標(biāo)
1.理解電勢(shì)差是描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量。
2.理解電勢(shì)是描述電場(chǎng)的能的物理量。
二、預(yù)習(xí)內(nèi)容
1、你知道什么叫“類比”嗎?
所謂類比,就是將兩個(gè)(或兩類)研究對(duì)象進(jìn)行對(duì)比,根據(jù)它們?cè)谀承┓矫嬗邢嗤蛳嗨频膶傩?,進(jìn)一步推斷它們?cè)谄渌矫嬉部赡苡邢嗤蝾愃频膶傩浴?br>
“類比”法是一種科學(xué)的研究方法。
2、電勢(shì)能和我們以前學(xué)過的哪種能量相類似?
二、電勢(shì)能與重力勢(shì)能對(duì)比后得到:
結(jié)論:,電勢(shì)能減??;
電場(chǎng)力作負(fù)功(克服電場(chǎng)力做),。
靜電力做的功等于電勢(shì)能的減少量,公式
三、電勢(shì)定義:
公式:變形得:。
課內(nèi)探究學(xué)案
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.理解電勢(shì)差是描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量,理解電勢(shì)差與零點(diǎn)電勢(shì)面位置的選取無關(guān),熟練應(yīng)用其概念及定義式UAB=WAB/q進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算.
2.理解電勢(shì)是描述電場(chǎng)的能的物理量,知道電勢(shì)與電勢(shì)差的關(guān)系,電勢(shì)與零勢(shì)面的選取有關(guān),知道在電場(chǎng)中沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)逐漸降低.
3.知道電勢(shì)能,知道電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能改變的關(guān)系.
二、學(xué)習(xí)過程
電勢(shì)差與電勢(shì)的關(guān)系。
電勢(shì)差定義:也叫。
設(shè)電場(chǎng)中A點(diǎn)的電勢(shì)為,B點(diǎn)的電勢(shì)為,
電勢(shì)差表示成
也可以表示成
顯然
討論與交流:
1、電勢(shì)差可以是正值也可以是負(fù)值,電勢(shì)差的正負(fù)表示什么意義?
2、電勢(shì)的數(shù)值與零電勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān),電勢(shì)差的數(shù)值與零電勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān)嗎?這與力學(xué)中學(xué)過的哪個(gè)概念相似?
二、靜電力做功與電勢(shì)差的關(guān)系。
電荷q從電場(chǎng)中A點(diǎn)移到B點(diǎn),靜電力做功與電勢(shì)差的關(guān)系。
WAB====
即
或
討論與交流:
1、UAB由什么決定?跟WAB、q有關(guān)嗎?
2、WAB跟q、UAB有關(guān)嗎?
三、反思總結(jié)
1、電勢(shì)差和電勢(shì)的概念。2、電勢(shì)差和電勢(shì)的區(qū)別。3、應(yīng)用計(jì)算時(shí)的注意事項(xiàng)。
四、當(dāng)堂檢測(cè)
1、關(guān)于對(duì)UAB=WAB/q和WAB=qUAB的理解,正確的是()
A、電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差和兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷的電量q成反比
B、在電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)移動(dòng)不同的電荷,電場(chǎng)力的功WAB和電量q成正比
C、UAB與q、WAB無關(guān),甚至與是否移動(dòng)電荷都沒有關(guān)系
D、WAB與q、UAB無關(guān),與電荷移動(dòng)的路徑無關(guān)
2、關(guān)于電勢(shì)差UAB和電勢(shì)φA、φB的理解,正確的是()
A、UAB表示B點(diǎn)與A點(diǎn)之間的電勢(shì)差,即UAB=φB-φA
B、UAB和UBA是不同的,它們有關(guān)系:UAB=-UBA
C、φA、φB都有正負(fù),所以電勢(shì)是矢量
D、零電勢(shì)點(diǎn)的規(guī)定雖然是任意的,但人們常常規(guī)定大地和無窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)點(diǎn)
課后練習(xí)與提高
1、有一個(gè)帶電量q=-3.0×10-6C的點(diǎn)電荷,從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí),克服電場(chǎng)力做功6.0×10-4J,從B點(diǎn)移到C點(diǎn)時(shí),電場(chǎng)力做功9.0×10-4J。試問:
(1)A、B、C三點(diǎn)之間的電勢(shì)差UAB、UBC和UCA各是多少?
(2)若規(guī)定B點(diǎn)電勢(shì)為零,則A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)φA和φC各是多少?該電荷在A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)能EPA和EPC分別又是多少?
2、圖中,a、b、c、d、e五點(diǎn)在一直線上,b、c兩點(diǎn)間的距離等于d、e兩點(diǎn)的距離.在a點(diǎn)固定放置一個(gè)點(diǎn)電荷,帶電荷量為+Q,已知在+Q的電場(chǎng)中b、c兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為U.將另一個(gè)點(diǎn)電荷+q從d點(diǎn)移到e點(diǎn)的過程中()
A.電場(chǎng)力做功qUB.克服電場(chǎng)力做功qU
C.電場(chǎng)力做功大于qUD.電場(chǎng)力做功小于qU
當(dāng)堂檢測(cè)答案:1.BC2.BD
課后練習(xí)與提高答案:1.200v-300v100v(2)200v-300v-6.0×10-4J9.0×10-4J2.D