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教學設計表學科:高三物理學生姓名:教學點:教師姓名:教學日期:2015-3-8本學期第1次課教學內(nèi)容電勢與電勢能學時2教學過程電勢與電勢能家長簽字與意見一、電場力的功1、特點:電場力做功與路徑無關,只與初末位置有關。2、計算方法(1)由公式W=qEd(d為電荷初末位置在電場方向上的位移)(2)由公式(為電荷初末位置A→B間電勢差,注意下標的使用)(3)由電場力做功和電勢能的變化的關系:分別是電荷電場中A、B兩點的電勢能)(4)由動能定理:二、電勢能1.電勢能:電荷在電場中由其相對位置決定的能(類似重力勢能)2.電荷在電場中某點的電勢能等于電荷從這點移到零電勢能點(通常選大地或無限遠處)過程中電場力做的功。EPA=WA→∞電場力做正功,電勢能減少;電場力做負功,電勢能增加;電場力不做功,電勢能不變。三、電勢1.定義:EPA為試探電荷在該點A的電勢能,q為電荷量,可以帶符號運算。2.單位:伏特V,1V=1J/C3.電勢是標量,有正負,但沒有方向。規(guī)定大地或無限遠電勢為零。4.物理意義:描述電場能的特性,由場源電荷量和相對位置來決定,與是否放試探電荷無關。5.電勢高低判斷的三種方法(1)根據(jù)公式計算:,帶符號代入運算。(2)沿著電場線的方向電勢是降低的,逆著電場線方向電勢是升高的。四、電勢差1.定義:,與零電勢點的選取無關。2.與電場力做功的關系:(任何電場成立,可帶符號運算)3.在勻強電場中電勢差與電場強度的關系:(1)電場強度等于沿電場線單位距離上的電勢差(2)公式E=U/d,U是指兩點間的電勢差,d是指這兩點間沿電場線方向的距離,或者相鄰等勢面間的距離,因此電場強度是電勢降落最快的方向。(3)U=Ed只適用勻強電場的計算,對非勻強場可以用來定性分析,如非勻強電場中各相鄰的等勢面的電勢差一定時,E越大處,d越小,即等勢面而越密集。(4)勻強電場中相互平行的方向上相等的距離上電勢降落相等。五、等勢面1、定義:電場中電勢相等的點構成的面叫等勢面。2、等勢面與電場線的關系(1)電場線總是與等勢面垂直,且從高等勢面指向低等勢面。(2)電場線越密的地方,等勢面也越密集,場強也越大(3)沿等勢面移動電荷,電場力不做功,沿電場線移動電荷,正電荷電場力做正功,負電荷電場力做負功。(4)電場線和等勢面都是人們虛擬出來形象描述電場的工具(5)實際中測量等電勢點較容易,所以往往通過描繪等勢線來確定電場線。課后練習:1.靜電力做功的特點:不論q在電場中由什么路徑從A點移動到B點,靜電力做的功都是的.靜電力做的功與電荷的位置和位置有關,與電荷經(jīng)過的路徑.2.電勢能:電荷在中具有的勢能叫做電勢能,用字母表示,單位.電勢能是相對的與重力勢能相似,與參考位置的選取有關.3.靜電力做功與電勢能的關系(1)靜電力做的功電勢能改變量的多少,公式WAB=.(2)電荷在某點的電勢能,等于靜電力把它從該點移動到位置時所做的功.4.電勢:電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量的,叫做這一點的電勢,用φ表示,定義式:φ=,在國際單位制中,電勢的單位是伏特(V),1V=1J/C;電勢是標量,只有大小,沒有方向.5.電場線與電勢:電場線指向電勢的方向.6.等勢面:電場中電勢的各點構成的面叫做等勢面.電場線跟等勢面.7、在靜電場中,下列說法正確的是()A.電場強度處處為零的區(qū)域內(nèi),電勢也一定處處為零B.電場強度處處相同的區(qū)域內(nèi),電勢也一定處處相同C.電場強度的方向總是跟等勢面垂直的D.沿著電場強度的方向,電勢總是不斷降低的8.關于電場線和等勢面,正確的說法是 () A.電場中電勢越高的地方,等勢面越密 B.電場中場強越大的地方,電場線越密 C.沒有電場線的地方,場強為零D.電場線和等勢面一定垂直9.某帶電粒子僅在電場力作用下由A點運動到B點,電場線、粒子在A點的初速度及運動軌跡如圖所示,可以判定() A.粒子在A點的加速度大于它在B點的加速度 B.粒子在A點的動能小于它在B點的動能 C.粒子在A點的電勢能小于它在B點的電勢能 D.A點的電勢高于B點的電勢10.如圖所示,Q是帶正電的點電荷,P1和P2為其電場中的兩點,若E1、E2為P1、P2兩點的電場強度的大小,φ1、φ2為P1、P2兩點的電勢,則() A.E1>E2,φ1>φ2 B.E1>E2,φ1<φ2 C.E1<E2,φ1>φ2 D.E1<E2,φ1<φ211.如圖所示,實線為電場線,虛線為等勢線,且相鄰兩等勢線的電勢差相等,一個正電荷在等勢線φ3上時具有動能20J,它運動到等勢線φ1上時,速度恰好為零,令φ2=0,那么該電荷的電勢能為4J時,其動能為() A.16J B.10J C.6J D.4J12.在圖中,A、B兩個等量正電荷位置固定,一個電子(重力忽略)沿A、B中垂線自無窮遠處向A、B連線的中點O飛來,則電子在此過程中 () A.加速度不斷增大,電勢能減小 B.加速度先增加后減小,電勢能減小 C.加速度不斷減小,速度不斷增大 D.加速度先減小后增大,速度不斷增大13.圖中實線表示電場中的三個等勢面,各等勢面的電勢值如圖中所示。把一個負電荷沿A→B→C移動,電荷在這三點所受的電場力為FA、FB、FC,電場力在AB段和BC段做的功為WAB和WBC,那么() A.FA=FB=FC,WAB=WBCB.FA<FB<FC,WAB>WBC C.FA>FB>FC,WAB<WBCD.FA>FB>FC,WAB=WBC14.如圖所示,實線表示勻強電場的電場線,虛線表示一個帶電粒子射入該電場后的運動軌跡,a、b是軌跡上的兩個點。不計重力.下列說法中正確的是A.該帶電粒子一定是從下向上通過該勻強電場的B.該勻強電場的場強方向一定是從左向右C.該帶電粒子在a點的電勢能一定大于在b點的電勢能D.該帶電粒子在a點的動能一定大于在b點的動能15.圖中a、b是兩個點電荷,它們的電量分別為Q1、Q2,MN是ab連線的中垂線,P是中垂線上的一點。下列哪種情況能使P點場強方向指向MN的右側?A.Q1、Q2都是正電荷,且Q1<Q2B.Q1是正電荷,Q2是負電荷,且Q1>|Q2|C.Q1是負電荷,Q2是正電荷,且|Q1|<Q2D.Q1、Q2都是負電荷,且|Q1|>|Q2|16.一帶電油滴在勻強電場E中的運動軌跡如圖中虛線所示,電場方向豎直向下。若不計空氣阻力,則此帶電油滴從a運動到b的過程中,能量變化情況為A.動能減小B.電勢能增加C.動能和電勢能之和減小D.重力勢能和電勢能之和增加17、如右圖在點電荷Q產(chǎn)生的電場中,虛線表示等勢面,實線表示α粒子(帶正電)穿過電場時的軌跡,A、B為軌跡與兩等勢面的交點,則下列說法正確的是A.Q可能是正電荷,也可能是負電荷B.電勢φA>φB,粒子動能EkA>EkBC.電勢φA<φB,粒子電勢能EPA>EPBD.場強EA<EB,粒子動能EkA>EkB18、在點電荷Q的電場中,一個電子通過時的軌跡如圖實線所示,a、b為兩個等勢面,則下列判斷中正確的是A.Q為負電荷B.運動中,電子總是克服電場力做功C.電子經(jīng)過兩等勢面的動能Eka>EkbD.電子在兩等勢面上的電勢能Epa>Epb一個帶正電的質點,電量q=2.0×10-9C,在靜電場中,由a點移到b點,在這過程中,除電場力外,其他力做的功為6.0×10-5J,質點的動能增加了8.0×10-5J,求a、b兩點間的電勢差Uab為多少?20.如圖所示,豎直實線為電場線,質量為m,電量為-q的質點P從電場邊緣A射入電場,并沿直線AB從B飛出,AB直線與電場線夾角為θ,A、B兩點相距為d,則A、B兩點的電勢差為多少?21.一長為L的細線,上端固定,下端拴一質量為m、帶電荷量為q的小球,處于如圖所示的水平向右的勻強電場中.開始時,將線與小球拉成水平,小球靜止在A點,釋放后小球由靜止開始向下擺動,當細線轉過60°角時,小球到達B點且速度恰好為零.試求:(1)AB兩點的電勢差UAB;(2)勻強電場的場強大??;(3)在A、B兩處繩子拉力的大小。22.如圖所示,一根長L=1.5m的光滑絕緣細直桿MN,豎直固定在場強為E=1.0×105N/C、與水平方向成θ=30°角的傾斜向上的勻強電場中。桿的下端M固定一個帶電小球A,電荷量Q=+4.5×10-6C;另一帶電小球B穿在桿上可自由滑動,電荷量q=+1.0×10-6C,質量m=1.0×10-2kg。現(xiàn)將小球B從桿的上端N靜止釋放,小球B開始運動。(靜電力常量k=9.0×109N·m2/C2.取g=10m/s2)(1)小球B開始運動時的加速度為多大?(2)小球B的速度最大時,距M端的高度h1為多大?(3)小球B從N端運動到距M端的高度h2=0.61m時,速度為v=1.0m/s,求此過程中小球B的電勢能改變了多少?1.C2.BC3.BD4.BD5.A6.C7.B薄8.D9.1×104V10.粒子運動方向與mg、Eq方向有夾角,仍做直線運動,所以Eq=mg UAB=11.(1)設電子進入平行金屬板時的速度,則有由做類平拋運動運動加速度解得 運動時間金屬板長l為 (2)由動能定理可得12.13.(1)電場力與重力平衡時做勻速運動 第n+1滴做勻速直線運動 (2)液滴到達b板時速度為零就不能到達 第N+1滴不能到達14.2×103N/C;0.3m。15.(2)(3)mg

16.解:(1) (3分)(2) (1分) (2分)(3) (2分) (1分)所以 (1分)(4)圓形, (1分) (1分) (1分) 17.解:(1)開始運動時小球B受重力、庫侖力、桿的彈力和電場力,沿桿方向運動,由牛頓第二定律得①解得②代入數(shù)據(jù)解得:a=3.2m/s2③(2)小球B速度最大時合力為零,即④解得⑤代入數(shù)據(jù)解得h1=0.9m

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