14電勢能和電勢導(dǎo)學(xué)案

1、1.4 電勢能和電勢 學(xué)案課前預(yù)習(xí)學(xué)案預(yù)習(xí)目標(biāo)：1、 理解電勢能、電勢的概念。2、 能熟練應(yīng)用電勢能、電勢的有關(guān)知識分析解決實(shí)際問題。預(yù)習(xí)內(nèi)容： 1、靜電力的功 W=F S =qES，S應(yīng)是沿電場線方向的位移，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、 電勢能電荷在電場中具有的勢能。和重力勢能一樣要確定零勢能位置，通常把電荷在離場源電荷無限遠(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。比零電勢能高的電勢能為正，比零電勢能低的電勢能為負(fù)。電勢能用Ep表示，單位：焦耳（J） 3、電勢能與靜電力做功的關(guān)系WAB=EPAEPB，靜電力做正功電勢能減少，靜電力

2、做負(fù)功電勢能增加。4、電勢 (1)電勢定義：=Ep/q。 (2)電勢是標(biāo)量，單位：伏特，簡稱伏，用V表示，1V=1JC。(3)在離場源無窮遠(yuǎn)處電勢為0：正電荷電場中，處處電勢為正。負(fù)電荷電場中，處處電勢為負(fù)。(4)沿電力線方向，電勢降低。 5、等勢面：電場中電勢相等的點(diǎn)構(gòu)成的面 (1)在同一等勢面上的任意兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷電場力不做功，等勢面一定與電場線垂直。 (2)勻強(qiáng)電場中的等勢面是與電場線垂直的一族平面。 6、電勢能、電勢的大小、正負(fù)的判斷方法：(1)根據(jù)場源電荷判斷：離場源正電荷越近電勢越高，檢驗(yàn)正電荷（或負(fù)電荷）的電勢能越大（或越?。?，離場源負(fù)電荷越近電勢越低，檢驗(yàn)正電荷（或負(fù)電荷）的電

3、勢能越?。ɑ蛟酱螅?2)根據(jù)電場線判斷：順著電場線的方向電勢降低，檢驗(yàn)正電荷（或負(fù)電荷）的電勢能減少（或增加），逆著電場線的方向電勢升高，檢驗(yàn)正電荷（或負(fù)電荷）的電勢能增加（或減少）。(3)根據(jù)檢驗(yàn)電荷判斷：電場力對正電荷做正功時(shí)，正電荷由高電勢（或電勢能大）的點(diǎn)移向低電勢（或電勢能?。┑狞c(diǎn)，電場力對負(fù)電荷做正功時(shí)，負(fù)電荷由低電勢（或電勢能大）的點(diǎn)移向高電勢（或電勢能?。┑狞c(diǎn)一、電場力做功的特點(diǎn)問題情境1如圖1試探電荷q在電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場中，沿直線從A移動(dòng)到B，靜電力做的功為多少？圖12q沿折線AMB從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，靜電力做的功為多少？3根據(jù)問題1和問題2可以得到什么結(jié)論？2在線段AM

4、上靜電力做的功W1qE|AM|，在線段MB上做的功W20，總功WW1W2qE|AM|.3電荷在勻強(qiáng)電場中從不同路徑由A運(yùn)動(dòng)到B，靜電力做功相同說明靜電力做功與路徑無關(guān)，只與始末位置有關(guān)要點(diǎn)提煉電場力做功的特點(diǎn)：電場力對電荷所做的功，與電荷的_有關(guān)，與電荷經(jīng)過的_無關(guān)(1)雖然此結(jié)論從勻強(qiáng)電場中推導(dǎo)出來，但也適用于非勻強(qiáng)電場(2)電場力做功與重力做功相似，只要初末位置確定了，移動(dòng)電荷q做的功就是確定值(3)課本中提到的“靜電力”與“電場力”是同一個(gè)力的兩種不同說法問題延伸如何判斷電場力做功的正負(fù)？_二、電勢能問題情境對比“重力勢能的定義”；“重力做功與重力勢能的變化關(guān)系”回答下列問題1什么是電勢

5、能？2電場力做功與電勢能變化的關(guān)系是怎樣的？3電勢能的零點(diǎn)在什么地方？要點(diǎn)提煉1電場力做正功，電勢能一定減??；電場力做負(fù)功，電勢能一定增大電場力做功的值等于電勢能的變化量，即：WAB_.2電荷在某點(diǎn)的電勢能，等于靜電力把它從該點(diǎn)移到_位置時(shí)所做的功三、電勢問題情境如圖2所示的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)為E，取O點(diǎn)為零勢能點(diǎn)，A點(diǎn)距O點(diǎn)為l，AO連線與電場強(qiáng)度反方向的夾角為.電荷量分別為q和2q的電荷在A點(diǎn)的電勢能為多少電勢能是否相同，電勢能與電荷量的比值是否相同圖2要點(diǎn)提煉1電場中某點(diǎn)的電勢_，單位為_，符號為_2電場線指向電勢_的方向問題延伸1電勢的相對性：電勢的大小是相對于零電勢點(diǎn)而言的，零電勢點(diǎn)選擇

6、的位置不同，則該點(diǎn)的電勢就不同零電勢點(diǎn)的選擇是任意的，但通常選擇_或_為零電勢點(diǎn)2電勢是標(biāo)量：規(guī)定了零電勢點(diǎn)后，電場中各點(diǎn)的電勢可以是正值，也可以是負(fù)值正值表示該點(diǎn)的電勢高于零電勢，負(fù)值表示該點(diǎn)的電勢低于零電勢在同一電場中，正電勢一定_負(fù)電勢3公式中涉及三個(gè)物理量、Ep、q，在計(jì)算時(shí)應(yīng)代入各自的正負(fù)號四、等勢面問題情境1類比于地圖上的等高線，回答什么是等勢面？2為什么等勢面一定跟電場線垂直？要點(diǎn)提煉電場線跟等勢面垂直，并且由電勢_的等勢面指向電勢_的等勢面問題延伸1幾種典型的電場的等勢面與電場線2等勢面密集處電場線也_任意兩個(gè)等勢面不會(huì)_例1如圖3所示，在場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中有相距為l的A、B

7、兩點(diǎn)，連線AB與電場線的夾角為，將一電荷量為q的正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，若沿直線AB移動(dòng)該電荷，電場力做的功W1_；若沿路徑ACB移動(dòng)該電荷，電場力做的功W2_；若沿曲線ADB移動(dòng)該電荷，電場力做的功W3_.圖3變式訓(xùn)練1如圖4所示，在場強(qiáng)為E的水平勻強(qiáng)電場中，一根長為l的絕緣桿兩端分別固定著帶有電荷量q和q的小球(大小不計(jì))現(xiàn)讓絕緣桿繞中點(diǎn)O逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)角，則轉(zhuǎn)動(dòng)中帶電小球克服電場力所做的功為_圖4例2下列說法中正確的是()A無論是正電荷還是負(fù)電荷，從電場中某點(diǎn)移到無窮遠(yuǎn)處時(shí)，電場力做的正功越多，電荷在該點(diǎn)的電勢能越大B無論是正電荷還是負(fù)電荷，從電場中某點(diǎn)移到無窮遠(yuǎn)處時(shí)，電場力做的正功越少，電荷

8、在該點(diǎn)的電勢能越大C無論是正電荷還是負(fù)電荷，從無窮遠(yuǎn)處移到電場中某點(diǎn)時(shí)，克服電場力做功越多，電荷在該點(diǎn)的電勢能越大D無論是正電荷還是負(fù)電荷，從無窮遠(yuǎn)處移到電場中某點(diǎn)時(shí)，電場力做功越多，電荷在該點(diǎn)的電勢能越大變式訓(xùn)練2如圖5所示，Q1和Q2是兩個(gè)固定的負(fù)點(diǎn)電荷，在它們的連線上有a、b、c三點(diǎn)，其中b點(diǎn)的合場強(qiáng)為零現(xiàn)將另一正點(diǎn)電荷q由a點(diǎn)沿連線移到c點(diǎn)在移動(dòng)的過程中，點(diǎn)電荷q的電勢能變化的情況是()圖5A不斷減小 B不斷增大C先減小后增大 D先增大后減小例3在靜電場中，把一個(gè)電荷量q2.0105 C的負(fù)電荷由M點(diǎn)移到N點(diǎn)，電場力做功6.0104 J，由N點(diǎn)移到P點(diǎn)，電場力做負(fù)功1.0103 J，則

9、M、N、P三點(diǎn)電勢的高低關(guān)系是_變式訓(xùn)練3如圖6所示，電子在一條電場線上從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，電勢能增加，試判斷a、b兩點(diǎn)電勢高低圖6例4下列說法正確的是()A在同一等勢面上各點(diǎn)的電場強(qiáng)度必定相等B兩等勢面一定相互平行C若相鄰兩等勢面間的電勢差相等，則等勢面密的地方電場強(qiáng)度大D沿電場強(qiáng)度的方向，等勢面的電勢逐漸降低變式訓(xùn)練4某靜電場的電場線分布如圖7所示，圖中P、Q兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小分別為EP和EQ，電勢分別為UP和UQ，則()圖7AEPEQ，UPUQBEPEQ，UPUQCEPEQ，UPUQDEPEQ，UPUQ【即學(xué)即練】1下列說法正確的是()A電荷從電場中的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到了B點(diǎn)，路徑不同，電場力做

10、功的大小就可能不同B電荷從電場中的某點(diǎn)開始出發(fā)，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，又回到了該點(diǎn)，則說明電場力做功為零C正電荷沿著電場線運(yùn)動(dòng)，電場力對正電荷做正功，負(fù)電荷逆著電場線運(yùn)動(dòng)，電場力對負(fù)電荷做正功D電荷在電場中運(yùn)動(dòng)，因?yàn)殡妶隽赡軐﹄姾勺龉Γ阅芰渴睾愣稍陔妶鲋胁⒉怀闪?關(guān)于電勢與電勢能的說法，正確的是()A電荷在電勢越高的地方，電勢能也越大B電荷在電勢越高的地方，它的電荷量越大，所具有的電勢能也越大C在正點(diǎn)電荷電場中的任一處，正電荷所具有的電勢能一定大于負(fù)電荷所具有的電勢能D在負(fù)點(diǎn)電荷電場中的任一點(diǎn)，正電荷所具有的電勢能一定小于負(fù)電荷所具有的電勢能3將一正電荷從無窮遠(yuǎn)處移至電場中M點(diǎn)，電場力做功為6.0109 J，若將一個(gè)等量的負(fù)電荷從電場中N點(diǎn)移向無窮遠(yuǎn)處，電場力做功為7.0109 J，則M、N兩點(diǎn)的電勢