第二章 電勢(shì)能與電勢(shì)差教案

1、第二章 電勢(shì)能與電勢(shì)差教案§2.1電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能一教學(xué)目 標(biāo)：（一） 知識(shí)與技能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。（二）過(guò)程與方法通過(guò)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（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(wèn)題，增強(qiáng)科學(xué)探究的價(jià)值觀。二教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)： 重點(diǎn)：理解掌握電勢(shì)能概念及意義。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(wèn)題。三教學(xué) 法： 探究、講授、討論、練習(xí)四教學(xué)手段：多媒體課件五教學(xué)過(guò)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

2、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(wèn)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。（1） q沿直線從A到B（2） q沿折線從A到M、再?gòu)腗到B（3） 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(wú)關(guān)。與重力做功類比，引出：2電勢(shì)能（1） 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(wú)關(guān)，電荷在電場(chǎng)中也具有

3、勢(shì)能，這種勢(shì)能叫做電勢(shì)能。（2） 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：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)能增加來(lái)源:21世紀(jì)教育網(wǎng)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。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。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

4、EP=W求電荷在電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)具有的電勢(shì)能高低21世紀(jì)教育網(wǎng)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。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：（大地或無(wú)窮遠(yuǎn)默認(rèn)為零）21世紀(jì)教育網(wǎng)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： 【例】如圖所示，光滑絕緣細(xì)桿豎直放置，細(xì)桿右側(cè)距桿0.3m處有一固定的點(diǎn)電荷Q，A、B是細(xì)桿

5、上的兩點(diǎn)，點(diǎn)A與Q、點(diǎn)B與的連線與桿的夾角均為=37°。一中間有小孔的帶電小球穿在絕緣細(xì)桿上滑下，通過(guò)A 點(diǎn)時(shí)加速度為零，速度為3m/s，取g=10m/s2，求小球下落到B點(diǎn)時(shí)的加速度和速度的大小?！窘馕觥壳笮∏蛑罛的加速度，從受力分析出發(fā)，探求小球在A、B兩點(diǎn)的受力情況，從而確定加速度的關(guān)系。在A處，小球受力如圖所示，由題意可知：K·在B處，小球受力如圖所示，由題意可知：K·由、得a=2g=20m/s2小球從A到B受到的合力為變力，故不宜用牛頓定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解，抓住A、B處在等勢(shì)面上由A到B電場(chǎng)力做功為零這個(gè)特點(diǎn)，用動(dòng)能定理求解。mghAB=解得vB=5m/

6、s六布置作業(yè)： P301-3七板書設(shè)計(jì)：一、靜電力做功的特點(diǎn)： 與路徑無(wú)關(guān)，只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)二、電勢(shì)能：電荷在電場(chǎng)中具有的勢(shì)能1、靜電力做的功等于電勢(shì)能的減少量： 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2、電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能，等于靜電力把它從該點(diǎn)移動(dòng)到零勢(shì)能位置時(shí)所做的功3、電勢(shì)能是相對(duì)的，須建立零勢(shì)能參考面。電勢(shì)能有正負(fù)之分，負(fù)值表示比零還要小八課后反思：§2.2電勢(shì)和等勢(shì)面一教學(xué)目 標(biāo)：（二） 知識(shí)與技能1、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。2、明確電勢(shì)能、電勢(shì)、靜電力的功、電勢(shì)能的關(guān)系。3、了解電勢(shì)與電場(chǎng)線的關(guān)系，

7、了解等勢(shì)面的意義及與電場(chǎng)線的關(guān)系。（二）過(guò)程與方法通過(guò)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(wèn)題，增強(qiáng)科學(xué)探究的價(jià)值觀。二教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)： 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(wèn)題。三教學(xué) 法： 探究、講授、討論、練習(xí)四教學(xué)手段：多媒體課件五教學(xué)過(guò)程：（一）引入（通過(guò)練習(xí)復(fù)習(xí)前面相關(guān)知識(shí)）在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有A、B點(diǎn)且A、B兩點(diǎn)的距離為d，現(xiàn)有不同的電荷放在A點(diǎn)，求它們?cè)贏點(diǎn)的電勢(shì)能，并填入下列表中。（選B點(diǎn)

8、為零電勢(shì)能點(diǎn)E··AB電荷qq1=2Cq2=3Cq3=-6CA點(diǎn)的電勢(shì)能EP   EP /q   二新課教學(xué)：1、電勢(shì)-表征電場(chǎng)性質(zhì)的重要物理量度 通過(guò)研究電荷在電場(chǎng)中電勢(shì)能與它的電荷量的比值得出。（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(méi)有方向，但有正負(fù)。（2）公式：（與試探電荷無(wú)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

9、勢(shì)的數(shù)值決定于零電勢(shì)的選擇（大地或無(wú)窮遠(yuǎn)默認(rèn)為零）例1. 試探電荷q1放在電場(chǎng)中的A點(diǎn),電勢(shì)能為E（規(guī)定無(wú)限遠(yuǎn)處電勢(shì)能為零），A點(diǎn)的電勢(shì)為_,若把試探電荷q1換成試探電荷q2放在電場(chǎng)中的A點(diǎn),A點(diǎn)的電勢(shì)為_（仍規(guī)定無(wú)限遠(yuǎn)處電勢(shì)能為零）。（6）沿著電場(chǎng)線方向,電勢(shì)將變化E·AB··AB·E來(lái)源:21世紀(jì)教育網(wǎng)、沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低二、等勢(shì)面定義：電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面等勢(shì)面的性質(zhì)： 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。等勢(shì)面越密，電場(chǎng)強(qiáng)度越大等勢(shì)面不相交，不

10、相切等勢(shì)面的用途：由等勢(shì)面描繪電場(chǎng)線。幾種電場(chǎng)的電場(chǎng)線及等勢(shì)面注意：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(wú)窮遠(yuǎn)電勢(shì)逐漸減小，無(wú)窮遠(yuǎn)電勢(shì)為零。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。三、尖端放電1、導(dǎo)體電荷分布特點(diǎn)：表面具有凸出尖端的帶電導(dǎo)體，在尖端處的電荷分布密度很大2、尖端放電： 帶電較多的導(dǎo)體，在尖端部位，場(chǎng)強(qiáng)可以大到使周圍的空氣發(fā)生電離而引起放電的程度，這就是尖端放電現(xiàn)象21世紀(jì)教育網(wǎng)3、尖端放電的應(yīng)用： 避雷針?biāo)?、課堂練習(xí)例2、一個(gè)點(diǎn)電荷，從靜電場(chǎng)中的a點(diǎn)移至b點(diǎn)，其電勢(shì)能的變化為零，則（ D ）Aa、b兩

11、點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定相等B該電荷一定沿等勢(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 Da、b兩點(diǎn)的電勢(shì)相等例3、在勻強(qiáng)電場(chǎng)中有a、b、c三點(diǎn)，位置關(guān)系如圖52-6所示，其中ab= cm，bc=1cm已知電場(chǎng)線與abc三點(diǎn)所在的平面平行,若將電量為-2×10C的點(diǎn)電荷從a 移到b，電場(chǎng)力不做功，而把該電荷從a移到c，電場(chǎng)力做功為1.8×10J(1)畫出通過(guò) a、b、c 三點(diǎn)的電場(chǎng)線(2)求該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度 來(lái)源:21世紀(jì)教育網(wǎng)答案：9×102V/m21世紀(jì)教育網(wǎng)三、小結(jié)：由學(xué)生對(duì)本節(jié)內(nèi)容要點(diǎn)進(jìn)行概括。 7、在勻強(qiáng)電場(chǎng)中有a、b、c三點(diǎn)，位置關(guān)系如圖所示，其中

12、ab=3 cm，bc=1cm已知電場(chǎng)線與abc三點(diǎn)所在的平面平行,若將電量為-2×10C的點(diǎn)電荷從a 移到b，電場(chǎng)力不做功，而把該電荷從a移到c，電場(chǎng)力做功為1.8×10J(1)畫出通過(guò) a、b、c 三點(diǎn)的電場(chǎng)線(2)求該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度六布置作業(yè)： P34 34 5七課后反思：第3節(jié)  電勢(shì)差 （2課時(shí)）【教學(xué)目的】1、理解電勢(shì)差的概念及其定義式；知道電勢(shì)差的值與零電勢(shì)的選擇無(wú)關(guān)；知道電勢(shì)差與電勢(shì)的關(guān)系。2、了解電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系。了解示波器的工作原理?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】掌握電勢(shì)差與電場(chǎng)力做功的關(guān)系；掌握電勢(shì)差與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系式U=Ed的使用條件及式中d的

13、含義；能初步運(yùn)用力學(xué)知識(shí)綜合解決帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】從基本概念出發(fā)推出各常用的推論【教學(xué)媒體】【教學(xué)安排】【新課導(dǎo)入】回顧歸納電場(chǎng)與重力場(chǎng)的物理量類比。物理量的含義重力場(chǎng)電場(chǎng)表征場(chǎng)的作用力的強(qiáng)弱和方向重力加速度g=G/m場(chǎng)強(qiáng)E=F/q場(chǎng)的勢(shì)能重力勢(shì)能EP=Gh電勢(shì)能EP=q表征場(chǎng)的能的性質(zhì)高度h電勢(shì)=EP/q表征場(chǎng)力做功（場(chǎng)勢(shì)能變化量）重力功W=-EP = Gh=G（h0-ht）電場(chǎng)力做功W=-EP =q（0-t）=qU高度差hAB= hA-hB電勢(shì)差來(lái)源:21世紀(jì)教育網(wǎng)【新課內(nèi)容】1. 電勢(shì)差與電場(chǎng)力做功：以上表格灰色部分留空，讓學(xué)生通過(guò)對(duì)比和類比，可以得出電場(chǎng)力做功

14、與零電勢(shì)設(shè)定無(wú)關(guān)，而是取決于檢驗(yàn)電荷的電量和在電場(chǎng)中移動(dòng)的初末兩點(diǎn)的電勢(shì)的差值。我們稱之為電勢(shì)差，用符號(hào)U表示，；單位是伏特（V）。式中q用C做單位，W用J做單位，這里補(bǔ)充一個(gè)單位，由于基元電荷電量很小，所以我們對(duì)應(yīng)給出功和能的另一個(gè)較小單位電子伏特，他由W=qU得出，當(dāng)q取1e，U為1V時(shí)，功W為一個(gè)電子伏，符號(hào)為eV。1eV=1.6×10-19J.板書：1、兩點(diǎn)間電勢(shì)的差值，稱為這兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，也叫電壓。國(guó)際單位制中1J=1C×1V；在其它單位制中還有1eV=1.6×10-19J=1e×1V.21世紀(jì)教育網(wǎng)電壓是由場(chǎng)決定的量；電壓與零電勢(shì)的選取無(wú)關(guān)

15、；方法一、利用這個(gè)公式時(shí)，qU都取絕對(duì)值，算出的功W也為絕對(duì)值。正負(fù)號(hào)另外判斷。例1：設(shè)電場(chǎng)中AB兩點(diǎn)電勢(shì)差大小U2.0×102V，帶正電粒子的電量q1.2×108C，把q從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做了多少功？是正功還是負(fù)功？設(shè)AB。解：W=qU=1.2×108×2.0×102J =2.4×106J因?yàn)锳B，q為正電荷，故q在B點(diǎn)的電勢(shì)能大于A點(diǎn)電勢(shì)能，即從A點(diǎn)移到B點(diǎn)電勢(shì)能增加，即電功力做負(fù)功。方法二、公式中帶入正負(fù)號(hào)計(jì)算，U與W是對(duì)應(yīng)的，由A到B電場(chǎng)力做功對(duì)應(yīng)AB電勢(shì)差（）；反之，由B到A電場(chǎng)力做功對(duì)應(yīng)BA電勢(shì)差（）。解：WAB=qU

16、AB=q（A-B）=1.2×108×（-2.0×102J）= - 2.4×106J板書：電勢(shì)差是標(biāo)量，它的正負(fù)表示兩點(diǎn)間電勢(shì)的高低狀況。有了這個(gè)求電場(chǎng)力做功的方法，只要測(cè)出電場(chǎng)中某兩點(diǎn)的電壓和要移動(dòng)的電荷電量，我們就可以結(jié)合高一所學(xué)的功和能的知識(shí)來(lái)求解電荷在兩點(diǎn)間移動(dòng)的問(wèn)題。例2：書P36/例一個(gè)質(zhì)子以初速度射入一個(gè)由兩塊帶電金屬板組成的區(qū)域。兩板相距為20cm，金屬板之間是勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為（此處先給出N/C的單位，等會(huì)再推導(dǎo)到V/m），求（1）質(zhì)子由板上小孔射出時(shí)的速度大小。（2）兩板間的電勢(shì)差是多少？（增補(bǔ)一個(gè)問(wèn)題）解：（1）質(zhì)子做勻加速運(yùn)動(dòng)，全

17、程只有電場(chǎng)力做正功W=Fd=qEd=根據(jù)動(dòng)能定理， 推出（2）電場(chǎng)力做功在電場(chǎng)力是恒力的情況下可以用W=Fd=qEd來(lái)運(yùn)算，當(dāng)然，也可以用任何電場(chǎng)通用的公式WAB=qUAB來(lái)運(yùn)算，所以有UAB=WAB/q=2. 電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系：提問(wèn)1：從上面的例題中你有什么收獲呢？引導(dǎo)學(xué)生討論。得出電場(chǎng)力做功的兩種運(yùn)算方法以及它們的適用條件。提問(wèn)2：由于場(chǎng)強(qiáng)是跟電場(chǎng)對(duì)電荷的作用力相聯(lián)系的，電勢(shì)差是跟電場(chǎng)力移動(dòng)電荷做功相聯(lián)系的。因此場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差之間必然有什么關(guān)系。大家能得出它們之間的關(guān)系式嗎？讓學(xué)生討論得出：W=qU=qEd 得出U=Ed提問(wèn)3：這個(gè)公式里的各個(gè)量表示什么意義？公式有沒(méi)有限制使用范圍？引

18、導(dǎo)學(xué)生討論得出式中的U為電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，E為場(chǎng)強(qiáng)，d為沿兩點(diǎn)連線在電場(chǎng)線方向的投影線的距離。該公式只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)。提問(wèn)4：該公式的正負(fù)號(hào)怎么處理呢？教師幫助學(xué)生歸納：電勢(shì)差是標(biāo)量，場(chǎng)強(qiáng)E是矢量，二者正負(fù)號(hào)的意義不同，所以該公式不帶入符號(hào)，只取絕對(duì)值運(yùn)算，得出來(lái)的U只表示兩點(diǎn)間電壓大小，而電勢(shì)的高低要另行判斷。板書：2、勻強(qiáng)電場(chǎng)中有U=Ed，其中U為電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，E為場(chǎng)強(qiáng)，d為沿兩點(diǎn)連線在電場(chǎng)線方向的投影線的距離。公式只取絕對(duì)值運(yùn)算前面講過(guò)，沿著電場(chǎng)線方向，也就是沿著場(chǎng)強(qiáng)的方向，電勢(shì)越來(lái)越低，從右圖中可以看出沿AB、AD、AC方向，電勢(shì)都在降低，但沿AB方向距離最短，即降低得最快

19、，而AB方向即為場(chǎng)強(qiáng)方向，可見場(chǎng)強(qiáng)的方向是指向電勢(shì)降低最快的方向。板書：場(chǎng)強(qiáng)方向是指向電勢(shì)降低最快的方向。由U=Ed，得 E=Ud，可得場(chǎng)強(qiáng)的另一個(gè)單位：Vm。板書：場(chǎng)強(qiáng)兩個(gè)單位伏米，牛庫(kù)是相等的。例3：如右上圖，勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)線與AC平行，把108C的負(fù)電荷從A移至B的電場(chǎng)力，做功6×108J，AB長(zhǎng) 6cmAB與AC夾角為60º。求：（1）場(chǎng)強(qiáng)方向；（2）設(shè) B處電勢(shì)為 1V，則A處電勢(shì)為多少？（3）場(chǎng)強(qiáng)為多少？電子在A點(diǎn)電勢(shì)能為多少？解 （1）將負(fù)電荷從A移至B，電場(chǎng)力做正功，所以所受電場(chǎng)力方向沿A至C，又因?yàn)槭秦?fù)電荷，場(chǎng)強(qiáng)方向與負(fù)電荷受力方向相反，所以場(chǎng)強(qiáng)方向應(yīng)為C至

20、A方向。（2）即AB兩點(diǎn)間電勢(shì)差為 6V。或用負(fù)電荷沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)能增加，電場(chǎng)力做負(fù)功的知識(shí)得本題負(fù)電荷是逆著電場(chǎng)線走的，即電場(chǎng)線由C到A；或用公式UAB=A-B=WAB/q= 6×108/（-10-8J）= - 6V 即A比B電勢(shì)低6V。即A點(diǎn)的電勢(shì)為5V。（3）AB沿場(chǎng)強(qiáng)方向距離為d=Abcos60º=0.03m；所以有E=U/d=6V0.03m= 200Vm。（4）電子在A點(diǎn)的電勢(shì)能 E=qA=（e）×（5V）=5eV（注：計(jì)算電勢(shì)能時(shí)要帶號(hào)運(yùn)算。） 鞏固課練：一個(gè)105C的電荷從電場(chǎng)外移到電場(chǎng)內(nèi)一點(diǎn)A，外力克服電場(chǎng)力做功0.006J，則A點(diǎn)電勢(shì)為多少？如

21、果此電荷從電場(chǎng)外移到電場(chǎng)內(nèi)另一點(diǎn) B時(shí)，電場(chǎng)力做功是 0.002 J，則AB兩點(diǎn)間電勢(shì)差UAB為多少？如果有另一個(gè)電量是 02C的負(fù)電荷從A移到 B，則電場(chǎng)力做正功還是負(fù)功，大小是多少？解 （1）正電荷在場(chǎng)外時(shí)電勢(shì)能、電勢(shì)均為零，從場(chǎng)外移至A點(diǎn)電場(chǎng)力做負(fù)功，所以電勢(shì)能增加，即在A點(diǎn)正電荷具有的電勢(shì)能為正，A點(diǎn)的電勢(shì)也為正，又因?yàn)閃=qUA，所以UA=Wq=0.006J105C=6×102V， U=0，UA=UAU， UA=6×102V（2）W=qUAB，UAB=Wq=0.002J105C=2×102V。（3）將105C的正電荷從A移至B時(shí)電場(chǎng)力做正功，如果將負(fù)電荷

22、從A移到B，負(fù)電荷所受電場(chǎng)力方向與正電荷所受電場(chǎng)力方向相反，電場(chǎng)力對(duì)正電荷做正功，對(duì)負(fù)電荷做功為負(fù)，大小為 W=qUAB=0.2C×2×102V=40J3. 帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)“帶電粒子”一般是指電子、質(zhì)子及其某些離子或原子核等微觀的帶電體，它們的質(zhì)量都很小，例如：電子的質(zhì)量?jī)H為0.91×10-30Kg、質(zhì)子的質(zhì)量也只有1.67×10-27Kg。（有些離子和原子核的質(zhì)量雖比電子、質(zhì)子的質(zhì)量大一些，但從“數(shù)量級(jí)”上來(lái)盾，仍然是很小的。）如果近似地取g=10m/s2，則電子所受的重力也僅僅是meg=0.91×10-30×10N=0

23、.91×10-29N。但是電子的電量都為q=1.60×10-19C（雖然也很小，但相對(duì)而言10-19比10-30就大了10-11倍），如果一個(gè)電子處于E=1.0×104N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)中（此電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)并不很大），那這個(gè)電子所受的電場(chǎng)力F=qE=1.60×10-19×1.0×104N=1.6×10-15N，看起來(lái)雖然也很小，但是比起前面算出的重力就大多了（從“數(shù)量級(jí)”比較，電場(chǎng)力比重力大了1014倍），由此可知：電子在不很強(qiáng)的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，它所受的電場(chǎng)力也遠(yuǎn)大于它所受的重力qE>>meg。所以在處理微觀帶電粒子在勻強(qiáng)

24、電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題時(shí)，一般都可忽略重力的影響。但是要特別注意：有時(shí)研究的問(wèn)題不是微觀帶電粒子，而是宏觀帶電物體，那就不允許忽略重力影響了。例如：一個(gè)質(zhì)量為1mg的宏觀顆粒，變換單位后是1×10-6Kg，它所受的重力約為mg=1×10-5N，有可能比它所受的電場(chǎng)力還大，因此就不能再忽略重力的影響了。由于不同電場(chǎng)差異很大，所以粒子在電場(chǎng)中所受電場(chǎng)力很復(fù)雜，大多只能用動(dòng)能定理來(lái)解決。但在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，帶電粒子所收的電場(chǎng)力是最為簡(jiǎn)單的恒力，我們還可以綜合運(yùn)用力學(xué)的很多知識(shí)來(lái)分析。若帶電粒子在電場(chǎng)中所受合力為零時(shí)，即F合=0時(shí)，粒子將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。例1：手冊(cè)P26/12

25、（解略）來(lái)源:21世紀(jì)教育網(wǎng)若F合0且與初速度方向在同一直線上，帶電粒子將做勻加速或勻減速直線運(yùn)動(dòng)。（勻變速直線運(yùn)動(dòng)）如右圖打入正電荷，將做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。打入負(fù)電荷，將做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。我們把這樣的電場(chǎng)稱為加速電場(chǎng)。這時(shí)可以用F合=ma結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)的知三求二公式來(lái)求解。也可以用W=qU=Ek求解。若F合0且與初速度方向有夾角（不等于0°，180°），帶電粒子將做曲線運(yùn)動(dòng)。（提問(wèn)：圓周還是拋體？）帶電粒子做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)即類拋體運(yùn)動(dòng)。若不計(jì)重力，初速度v0E，帶電粒子將在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)。復(fù)習(xí)：物體在只受重力的作用下，被水平拋出，在水平方向上不受力，將做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直

26、方向上只受重力，做初速度為零的自由落體運(yùn)動(dòng)。物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)為這兩種運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。例2：板間距為d，板長(zhǎng)為L(zhǎng)，初速度v0，板間電壓為U，帶電粒子質(zhì)量為m，帶電量為+q。u 請(qǐng)分析粒子的運(yùn)動(dòng)情況。粒子在與電場(chǎng)方向垂直的方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，x=v0t；在沿電場(chǎng)方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。圖中的Y稱為側(cè)移，又叫橫向位移，X為縱向。我們把這樣的電場(chǎng)稱為偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)。（2）若粒子能穿過(guò)電場(chǎng)，而不打在極板上，側(cè)移量為多少呢？從計(jì)算中可發(fā)現(xiàn)，側(cè)移量與電壓成正比，所以電壓大1倍時(shí)粒子側(cè)移也大一倍。而且射出時(shí)的速度方向與初速度方向相比已經(jīng)發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，圖中末速度與初速度的夾角叫偏轉(zhuǎn)角。（1） 試證明vt的反向延

27、長(zhǎng)線與v0的延長(zhǎng)線的交點(diǎn)在L/2的地方21世紀(jì)教育網(wǎng)以上結(jié)論均適用于帶電粒子能從電場(chǎng)中穿出的情況。如果帶電粒子沒(méi)有從電場(chǎng)中穿出，此時(shí)v0t不再等于板長(zhǎng)L，應(yīng)怎么分析？（Y已知，求X）帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，是一種力電綜合問(wèn)題。解答這種問(wèn)題經(jīng)常運(yùn)用電場(chǎng)和力學(xué)兩方面的知識(shí)和規(guī)律，具體內(nèi)容如下：所需電場(chǎng)的知識(shí)和規(guī)律有：EF=qE；W=qU；E；電力線的性質(zhì)和分布；等勢(shì)面的概念和分布：電勢(shì)、電勢(shì)差、電勢(shì)能所需力學(xué)的知識(shí)和規(guī)律有：牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律F=ma；動(dòng)能定理W=Ek；動(dòng)能和重力勢(shì)能的概念和性質(zhì)；能的轉(zhuǎn)化和守恒定律；勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律；勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律；平拋物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律（目前涉及/斜拋運(yùn)

28、動(dòng)的定量問(wèn)題要求得不多）4. 示波器的工作原理示波管的結(jié)構(gòu)如圖，示波管主要由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏三部分組成。管內(nèi)抽成真空，電子槍通電后發(fā)射電子，電子在電子槍與正板之間被電場(chǎng)作用加速，然后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)。偏轉(zhuǎn)電極一般有相互平行的兩組，一組控制水平偏轉(zhuǎn)，一組控制豎直偏轉(zhuǎn)。電子經(jīng)過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后打到熒光屏上使熒光粉發(fā)光。這也體現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性。從前面我們已經(jīng)知道側(cè)移與電壓成正比，盡管電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后到熒光屏之間還有一段勻速直線運(yùn)動(dòng)，但我們?nèi)匀豢梢宰C明電子打在熒光屏上的亮點(diǎn)位置與入射位置相比其側(cè)移量仍是與電壓成正比的。這一點(diǎn)留做今天的附加題，有興趣的同學(xué)可以去證明一下。一般來(lái)說(shuō)，我們會(huì)在水平電場(chǎng)上加掃

29、描電壓，其電壓隨時(shí)間變化如右圖，因此熒光屏上的光斑也會(huì)隨時(shí)間由左向右勻速移動(dòng)，這時(shí)如果在偏轉(zhuǎn)電極Y1、Y'上加一按正弦規(guī)律變化的電壓，電子就要同時(shí)參與了X和Y兩個(gè)互相垂直方向的分運(yùn)動(dòng)。在X方向的分運(yùn)動(dòng)仍然不變，但在Y方向上多了分位移與Y電壓成正比的分運(yùn)動(dòng)。再加上人眼的視覺(jué)暫留，于是示波器就顯示出與Y電壓變化規(guī)律一樣的圖形來(lái)。提問(wèn)：如果示波器X方向加定值電壓，Y也加定值電壓，那會(huì)顯示什么情況呢？應(yīng)該是偏離中心的一個(gè)亮點(diǎn)?！菊n后作業(yè)】P392 3 4【課后反思】第4節(jié)  電容器 電容【教學(xué)目的】1、解電容器的構(gòu)造、種類（以及*電路圖符號(hào)）2、理解電容器在電路中的基本工作

30、充電和放電；了解電容器在技術(shù)上應(yīng)用的實(shí)例。來(lái)源:21世紀(jì)教育網(wǎng)3、知道電容的物理意義，了解影響電容的因素，了解影響平行板電容器電容的大小的因素，了解電容器的工作電壓和擊穿電壓的意義?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】了解電容器的構(gòu)造、理解電容器在電路中的充電和放電、掌握電容的概念【教學(xué)難點(diǎn)】掌握電容的概念【教學(xué)媒體】1、 實(shí)驗(yàn)器材：各種電容器若干；拆好的紙制電容器（分組）；電容器展示板2、 課件：電容器充放電過(guò)程的FLASH【教學(xué)安排】【新課導(dǎo)入】直接導(dǎo)入：電容器是電氣設(shè)備中的一種很重要的元件，在電子技術(shù)和電工技術(shù)中有很重要的應(yīng)用，例如在洗衣機(jī)、電風(fēng)扇、電視機(jī)中都有電容器。今天我們就來(lái)一起認(rèn)識(shí)電容器?！拘抡n內(nèi)容】1

31、. 認(rèn)識(shí)電容器：（2） 外形和構(gòu)造展示各種電容器，體會(huì)電容器的大小、外形有巨大的差別。請(qǐng)同學(xué)們拿出拆好的紙質(zhì)電容，觀察它的內(nèi)部構(gòu)造并說(shuō)出看到的情況。電容器有兩片錫箔（導(dǎo)體），中間用紙（絕緣體）隔開，每片錫箔引出一個(gè)電極。實(shí)際上，任何兩個(gè)彼此絕緣又相互靠近的導(dǎo)體都可以看成一個(gè)電容器。板書：1、電容器：任何兩個(gè)彼此絕緣又相互靠近的導(dǎo)體都可以看成一個(gè)電容器。主要構(gòu)造：兩個(gè)金屬極板各引出一條導(dǎo)線，中間夾有絕緣介質(zhì)。（2）種類：邊板書邊介紹：2、按絕緣介質(zhì)分，有：云母電容器、陶瓷電容器、紙質(zhì)電容器、電解電容器（用鋁箔做陰極，氧化膜做絕緣介質(zhì)，浸過(guò)電液的紙做陽(yáng)極分陰陽(yáng)，所以只能單向?qū)щ姡?；按兩極板間距離或

32、兩極板間的正對(duì)面積是否可調(diào)，可分為：固定電容器、可變電容器、半可變電容器；它們的符號(hào)如右圖所示（3） 電容器的工作方式：FLASH演示：當(dāng)原本不帶電的電容器的兩個(gè)極板與電源的正負(fù)極相連時(shí)，電路中有短暫電流通過(guò)，從而使兩板帶上等量的異種電荷，此時(shí)，在兩極板間建立了電場(chǎng)，電荷越多，電場(chǎng)越強(qiáng)，電勢(shì)差越大。等到合場(chǎng)強(qiáng)為零，電路中就沒(méi)有電流了。板書：3、使電容器兩極板帶上等量異種電量的過(guò)程叫做充電。一個(gè)極板所帶電量的絕對(duì)值叫做電容器所帶的電量，用Q表示。電容器充電的過(guò)程，就是兩極板帶上電荷的過(guò)程，也就是極板間建立電場(chǎng)，產(chǎn)生電勢(shì)差，儲(chǔ)存電場(chǎng)能的過(guò)程。反之，用導(dǎo)線將原本帶電的電容器兩極板連接起來(lái)時(shí)，由于電路

33、中有電勢(shì)差，有放電電流通過(guò)，兩極板上的電量中和，兩極板間的電場(chǎng)、電勢(shì)差消失，這個(gè)過(guò)程叫做放電。板書：放電：兩極板上的電量中和的過(guò)程。電容器在電路中的工作就是這樣，通過(guò)一定的方式使電容器充電后再放電，利用這一規(guī)律來(lái)達(dá)成電路的控制。好比一個(gè)水杯的作用就是先用來(lái)盛水，然后再在某些條件下把水倒出。閱讀書P41/電容器的應(yīng)用。2. 了解電容：水杯盛水的能力有所不同，而電容器容納電荷的本領(lǐng)也有所不同，我們把這叫做電容器的電容。21世紀(jì)教育網(wǎng)板書：4、電容意義用來(lái)描述電容器容納電量的本領(lǐng)我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，同一個(gè)電容器所帶電量Q越大，其兩極板間的電壓U也越大，但電量與電壓的比值Q/U不變，而不同電容器的這一比值不同。好比一個(gè)直形水容器，同一個(gè)容器的盛水高度越高，水量就越大，但水量/水高=定值；但不同水容器的比值不一樣。這說(shuō)明Q/U這一比值能代表電容器自身的性質(zhì)。我們就用該比值來(lái)表示電容器的電容值。板書： 定義電容=電量/電壓符號(hào)：C 公式C=Q/U單位：法拉（簡(jiǎn)稱：法）用F表示，1F=1C/V 電容是標(biāo)量。 幾點(diǎn)注意：1、電容器是一種元件，而電容則是一個(gè)物理量，用來(lái)表示電容器的性質(zhì) 2、電容器容納電荷的本領(lǐng)相當(dāng)于直筒形容器容納水的本領(lǐng)。但電容是相當(dāng)于直筒形容器的底面積，底面積越大，水位每上升1個(gè)單位高度，水量就增加的越多，而對(duì)應(yīng)的電容越大，就是兩極板間電壓每升高1V，兩板就會(huì)多容納更多的電量。