高中物理 電勢能和電勢教案8 新人教版選修3

1、1.4電勢能和電勢【教學(xué)目標(biāo)】1知識(shí)與技能（1）理解靜電力做功的特點(diǎn)、電勢能的概念、電勢能與電場力做功的關(guān)系。（2）理解電勢的概念，知道電勢是描述電場的能的性質(zhì)的物理量。（3）明確電勢能、電勢、靜電力的功、電勢能的關(guān)系。（4）了解電勢與電場線的關(guān)系，了解等勢面的意義及與電場線的關(guān)系。2過程與方法（1）通過與前面知識(shí)的結(jié)合，理解電勢能與靜電力做的功的關(guān)系，從而更好的了解電勢能和電勢的概念。（2）培養(yǎng)對知識(shí)的類比能力，以及對問題的分析、推理能力。（3）通過學(xué)生的理論探究，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。培養(yǎng)學(xué)生利用物理語言分析、思考、描述概念和規(guī)律的能力。3情感、態(tài)度與價(jià)值觀（1）嘗試運(yùn)用物理原

2、理和研究方法解決一些與生產(chǎn)、生活相關(guān)的實(shí)際問題，增強(qiáng)科學(xué)探究的價(jià)值觀。利用知識(shí)類比和遷移激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用知識(shí)和對科學(xué)的求知欲。（2）利用等勢面圖像的對稱美，形態(tài)美以獲得美的享受、美的愉悅，自己畫圖，在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)提高對美的感受力和鑒別力。（3）在研究問題時(shí)，要培養(yǎng)突出主要矛盾，忽略次要因素的思維方法?！窘虒W(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)】1重點(diǎn)理解掌握電勢能、電勢、等勢面的概念及意義。2難點(diǎn)掌握電勢能與做功的關(guān)系，并能用此解決相關(guān)問題。【教學(xué)方法】類比探究、分析歸納、討論分析、應(yīng)用舉例、多媒體課件【教學(xué)過程】復(fù)習(xí)前面相關(guān)知識(shí)。1靜電力，電場強(qiáng)度概念，指出前面我們從力的性質(zhì)研究電場，從本節(jié)起將從

3、能量的角度研究電場。2復(fù)習(xí)功和能量的關(guān)系：如圖所示從靜電場中靜電力做功使試探電荷獲得動(dòng)能入手，提出問題：是什么轉(zhuǎn)化為試探電荷的動(dòng)能？一、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在場強(qiáng)為E的均強(qiáng)電場中沿不同路徑從A運(yùn)動(dòng)到B電場力做功的情況。（1） q沿直線從A到B（2） q沿折線從A到M、再從M到B（3） q沿任意曲線線A到B結(jié)果都一樣即：W=qELAM =qELABcos與重力做功類比，引出結(jié)論：靜電力做的功只與電荷的起始位置和終點(diǎn)位置有關(guān)，與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān)。拓展：該特點(diǎn)對于非勻強(qiáng)電場中也是成立的。二、電勢能尋找類比點(diǎn)：力做功只與物體位置有關(guān)，而與運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān)的事例在物理

4、中有哪些呢？屬于什么能？（移動(dòng)物體時(shí)重力做的功與路徑無關(guān)同一物體在地面附近的同一位置才具有確定的重力勢能。）思考：靜電力做功也與路徑無關(guān)，是否隸屬勢能？我們可以給它一個(gè)物理名稱嗎？1電勢能：由于移動(dòng)電荷時(shí)靜電力做功與移動(dòng)的路徑無關(guān)，電荷在電場中也具有勢能，這種勢能我們叫做電勢能。電勢能用Ep表示?！舅伎寂c討論】 如果做功與路徑有關(guān)，那能否建立電勢能的概念呢？2討論：靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系通過知識(shí)的類比，讓學(xué)生能從中感受到新知識(shí)的得出也可以通過已有獲取靜電力做的功等于電勢能的變化。功是能量變化的量度。電場力做多少功，電勢能就變化多少，在只受電場力作用下，電勢能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化，而他們總量保持

5、不變。WAB（EpBEpA）EpAEP【思考討論】對不同的電荷從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中，電勢能的變化情況：正電荷從A運(yùn)動(dòng)到B做正功，即有WAB0，則EpAEpB，電勢能減少。（1）正電荷順著電場線的方向其電勢能逐漸減少。負(fù)電荷從A運(yùn)動(dòng)到B做正功，即有WABEpB，電勢能增加。（2）負(fù)電荷順著電場線的方向其電勢能逐漸降低對此分析得出：電勢能為系統(tǒng)所有，與重力勢能相類似。3求電荷在某點(diǎn)處具有的電勢能問題討論：在上面討論的問題中，請分析求出A點(diǎn)的電勢能為多少？學(xué)生思考后無法直接求出，不妨就此激勵(lì)學(xué)生，并提出類比方法。類比分析：如何求出A點(diǎn)的重力勢能呢？進(jìn)而聯(lián)系到電勢能的求法。則 EpAWAB （以B為電

6、勢能零點(diǎn)）電荷在某點(diǎn)的電勢能，等于靜電力把它從該點(diǎn)移動(dòng)到零勢能位置撕所做的功。4零勢能面的選擇通常把電荷離場源電荷無限遠(yuǎn)處的電勢能規(guī)定為零，或把電荷在大地表面上的電勢能規(guī)定為零。拓展：求電荷在電場中A、B兩點(diǎn)具有的電勢能高低。將電荷由A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，根據(jù)靜電力做功情況判斷。若靜電力做功為正功，電勢能減少，電荷在A點(diǎn)電勢能大于在B點(diǎn)的電勢能。反之靜電力做負(fù)功，電勢能增加，電荷在A點(diǎn)電勢能小于在B點(diǎn)的電勢能弄清正、負(fù)電荷在電場中電勢能的不同特點(diǎn)，判斷其做功特點(diǎn)再進(jìn)行判斷。通過對不同內(nèi)容的拓展，引導(dǎo)學(xué)生能通過自己對不同事例的分析，知道對問題考慮的全面性有所了解，同時(shí)能正確認(rèn)識(shí)到在分析問題時(shí)還應(yīng)該思考

7、問題的不同側(cè)面，達(dá)到對問題的全面解決。提高思維的深度和發(fā)散能力，達(dá)到對物理學(xué)習(xí)全面化的探究要求。當(dāng)堂練習(xí)：1、將帶電量為610-6C的負(fù)電荷從電場中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)，克服電場力做了310-5J的功，再從B移到C，電場力做了1.210-5J的功，則（1）電荷從A移到B，再從B移到C的過程中電勢能共改變了多少？（2）如果規(guī)定A點(diǎn)的電勢能為零，則該電荷在B點(diǎn)和C點(diǎn)的電勢能分別為多少？（3）如果規(guī)定B點(diǎn)的電勢能為零，則該電荷在A點(diǎn)和C點(diǎn)的電勢能分別為多少？2、一個(gè)電荷只在電場力作用下從電場中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí)，電場力做了5106J的功，那么 ( )A電荷在B處時(shí)將具有5106J 的電勢能B電荷在B處將具有

8、5106J 的動(dòng)能C電荷的電勢能減少了5106J D電荷的動(dòng)能增加了5106J 3、如圖1所示，a、b為某電場線上的兩點(diǎn)，那么以下的結(jié)論正確的是 （ ） A把正電荷從a移到b，電場力做正功，電荷的電勢能減少B把正電荷從a移到b，電場力做負(fù)功，電荷的電勢能增加 C把負(fù)電荷從a移到b，電場力做正功，電荷的電勢能增加D 從a到b電勢逐漸降低三、電勢： 通過研究電荷在電場中電勢能與它的電荷量的比值得出。參閱P20圖1。4-3（1）定義：電荷在電場中某一點(diǎn)的電勢能與它的電荷量的比值，叫做這一點(diǎn)的電勢。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

9、勢與電場線的關(guān)系：電場線指向電勢降低的方向。電勢順線降低；順著電場線方向，電勢越來越低。與電勢能相似，我們知道Ep有零勢能面，因此電勢也具有相對性。引導(dǎo)學(xué)生得出：應(yīng)該先規(guī)定電場中某處的電勢為零，然后才能確定電場中其他各點(diǎn)的電勢。（5）零電勢位置的規(guī)定：電場中某一點(diǎn)的電勢的數(shù)值與零電勢的選擇有關(guān)，即電勢的數(shù)值決定于零電勢的選擇。因此電勢有正負(fù)之分，是由于其零電勢的選擇決定。通常以大地或無窮遠(yuǎn)默認(rèn)為零。與零電勢能的位置規(guī)定是否有相似之處呢？思考與討論： 參看書上的問題進(jìn)行思考與討論，然后思考若是q當(dāng)做負(fù)電荷來進(jìn)行研究，其結(jié)果是否一樣呢？四、等勢面在地理課上常用等高線來表示地勢的高低。今天我們學(xué)習(xí)了

10、電勢的知識(shí)后，那我們可以用什么來表示電勢的高低呢？學(xué)生：在電場中常用等勢面來表示電勢的高低。1等勢面：電場中電勢相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面。尋找等勢面：找正點(diǎn)電荷和帶電平行金屬板中的等勢面。觀看掛圖，從中尋找不同電場中等勢面的不同和相同點(diǎn)，進(jìn)行合理猜想。2等勢面與電場線的關(guān)系在同一等勢面上各點(diǎn)電勢相等，所以在同一等勢面上移動(dòng)電荷，靜電力不做功。WABEpAEPbqAqB0討論：什么情況下會(huì)出現(xiàn)力做功為零的情況？引導(dǎo)分析得出：Fv電場線跟等勢面一定垂直，即跟電場強(qiáng)度的方向垂直。引導(dǎo)學(xué)生用反證法達(dá)到證明的目的，加深對知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用。而沿著電場線的方向，電勢越來越低。歸納總結(jié)可得出：電場線跟等勢面垂直，并且由

11、電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面。若兩個(gè)相鄰的等勢面間的電勢之差是相等的，則能得到書上圖145的圖形。觀看圖形或掛圖，結(jié)合電場線的特點(diǎn)，可得出結(jié)論。等勢面越密，電場強(qiáng)度越大。等勢面不相交、不相切。3應(yīng)用等勢面：由等勢面描繪電場線方法：先測繪出等勢面的形狀和分布，再根據(jù)電場線與等勢面的關(guān)系，繪出電場線的分布，于是我們就知道電場的情況了。當(dāng)堂練習(xí)：4、有關(guān)電場中某點(diǎn)的電勢，下列說法中正確的是（ ）A、由放在該點(diǎn)的電荷所具有的電勢能的多少?zèng)Q定B、由放在該點(diǎn)的電荷的電量多少來決定C、與放在該點(diǎn)的電荷的正負(fù)有關(guān)D、是電場本身的屬性，與放入該點(diǎn)的電荷情況無關(guān)5、關(guān)于等勢面正確的說法是（ ）A電荷在等勢面上移動(dòng)時(shí)不受電場力作用，所以不做功B等勢面上各點(diǎn)的場強(qiáng)大小相等C等勢面一定跟電場線垂直D兩等勢面不能相交6、一個(gè)點(diǎn)電荷，從靜電場中的a點(diǎn)移至b點(diǎn)，其電勢能的變化為零，則（）Aa、b兩點(diǎn)的場強(qiáng)一定相等B該電荷一定沿等勢面移動(dòng)C作用于該點(diǎn)電荷的電場力與其移動(dòng)