鸿伟教育1对1个性化教案
学生蒋玥学校年级高一
教师汪廷浩授课日期2015.5.16 授课时段13:00-15:00 课题高一物理电势能电势
重点
难点
静电力做功、电势能、电势、等势面
教学步骤及教学内容复习功和能量的关系:如图所示从静电场中静电力做功使试探电荷获得动能入手,提出问题:是什么能转化为试探电荷的动能?
一、静电力做功的特点
让试探电荷
q在电场强
度为E的匀
强电场中沿几条不同路径从A点运动到B点,我们来计算这几种情况下静电力对电荷所做的功。
结论:
拓展:该特点对于非匀强电场中也是成立的。
二、电势能
寻找类比点:力做功只与物体位置有关,而与运动路径无关的事例在物理中有哪些呢?属于什么能?
1.电势能:由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关,电荷在电场中也具有势能,这种势能我们叫做电势能。电势能用Ep表示。
思考:如果做功与路径有关,那能否建立电势能的概念呢?
2.讨论:静
电力做功与
电势能变化的关系
电场力做多少功,电势能就变化多少。
W AB=-(E pB-E pA)=E pA-E PB
思考:对不同的电荷从A运动到B的过程中,电势能的
变化情况:
(1)正电荷从A运动到B电场力做正功,即有W AB>0,
则E pA>E pB,电势能减少。
(2)负电荷从A运动到B做正功,即有W AB<0,则E pA>E pB,电势能增加。
3.求电荷在某点处具有的电势能
问题:在上面的问题中,请分析求出A点的电势能为多少?
类比分析:如何求出A点的重力势能呢?进而联系到电势能的求法。
则E pA=W AB (以B为电势能零点)
电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功。
4.零势能面的选择
通常把电荷离场源电荷无限远处的电势能规定为零,或把电荷在大地表面上的电势能规定为零。
拓展:判断电荷在电场中A、B两点具有的电势能高低:将电荷由A 点移动到B点,根据静电力做功情况判断。若静电力做功为正功,电势能减少,电荷在A点电势能大于在B点的电势能。反之静电力做负功,电势能增加,电荷在A点电势能小于在B点的电势能
三、电势
选B点为零势能面,则E pA=qE场Lcosθ
可见,E pA与q成正比,即电势能跟电荷量的比值
E pA/q都是相同的。对电场中不同位置,由于L与θ
可以不同,所以这个比值一般是不同的。
电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比
值,是由电场中这点的位置决定的,跟试探电荷本
身无关。
1.定义:电荷在电场中某一点的电势能与他的电荷量的比值,叫做这一点的电势。用φ表示。表达式:φ=E p/q (与试探电荷无关)2.电势是标量,它只有大小没有方向,但有正负。
3.单位:伏特(V)1V=1J/C
物理意义:电荷量为1C的电荷在该点的电势能是1J,则该点的电势就是1V。
思索:如何来判断电势的高低呢?
根据静电力做功的正负,判断电势能的变化,进而判定电势的高低。现通过具体情景来进行分析。
思考:负电荷顺着电场线的方向移动,电势能如何变化?电势如何变化?
对于正电荷,电场力做正功,电势能如何变化?电势如何变化?
对于负电荷,电场力做正功,电势能如何变化?电势如何变化?4.电场线指向电势降低的方向。
电势顺线降低;顺着电场线方向,电势越来越低。场强如何变化?与电势能相似,Ep有零势能面,因此电势也具有相对性。应该先规定电场中某处的电势为零,然后才能确定电场中其他各点的电势。5.零电势位置的规定:电场中某一点的电势的数值与零电势的选择有关,即电势的数值决定于零电势的选择。因此电势有正负之分,是由于其零电势的选择决定。通常以大地或无穷远默认为零。
四、等势面
1.等势面:电场中电势相同的各点构成的面。
2.等势面与电场线的关系
⑴在同一等势面上各点电势相等,所以在同一等势面上移动电荷,静电力不做功。
⑵电场线跟等势面一定垂直,即跟电场强度的方向垂直。而沿着电场线的方向,电势越来越低。电势能如何变化?
即电场线跟等势面垂直,并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。
⑶若两个相邻的等势面间的电势之差是相等的,则等差等势面越密,电场强度越大。
⑷等势面不相交。
总结:
1、如何比较电场中两点电势能的大小?
2、如何比较电场中两点电势的高低?
3、电场力做功、电势能变化、电势高低之间的关系?
教导处签字:
日期:年月日
课后评价一、学生对于本次课的评价
○特别满意○满意○一般○差
二、教师评定
1、学生上次作业评价:
○好○较好○一般○差
2、学生本次上课情况评价:
○好○较好○一般○差
作业
布置
教师
留言
祝:学习进步,生活开心!
教师签字:
家长
意见
家长签字:
日期:年月日
1、如图所示,在点电荷电场中的一条电场线上依次有A、B、C三点,分别把+ q和- q的试验电荷依次放在三点上,关于它所具有的电势能的正确说法是 ( )
A.放上+q时,它们的电势能E A>E B>E C
B.放上+q时,它们的电势能E A<E B<E C
C.放上-q时,它们的电势能E A>E B>E C
D.放上-q时,它们的电势能E A<E B<E C
2、一个点电荷,从静电场的a点移到b点,其电势变化为零,则()
A.a、b两点场强一定相等
B.该点电荷一定沿等势面移动
C.作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是垂直的
D.a、b两点的电势一定相等
3、如图所示,为电场中一条电场线,一个点电荷由静止开始,在电场力作用下,从A点移到B点,下面论述正确的是()
A.A处场强大于B处场强;
B.点电荷在A处电势能大于在B处电势能;
C.点电荷带负电;
D.由A到B点电荷受到电场力越来越小。
4、在电场中,A点的电势高于B点的电势,则()
A.把负电荷从A点移到B点,电场力作负功
B.把负电荷从A点移到B点,电场力作正功
C.把正电荷从A点移到B点,电场力作负功
D.把正电荷从A点移到B点,电场力作正功
5、在静电场中,关于场强和电势的说法正确的是()
A.电场强度大的地方电势一定高
B.电势为零的地方场强也一定为零
C.场强为零的地方电势也一定为零
D.场强大小相同的点电势不一定相同
6、若带正电的小球只受电场力的作用,则它在任意一段时间内()
A.一定沿着电场线由高电势向低电势运动
B.一定沿着电场线由低电势向高电势运动
C.不一定沿电场线运动,但一定由高电势向低电势运动
D.不一定沿电场线运动,也不一定由高电势向低电势运动
7、有一电场的电场线如图所示,场中A、B两点电场强度的大小和电势分别用E A、E B和U A、U B
表示,则()
A.E A>E B U A>U B
B.E A>E B U A<U B
C.E A<E B U A>U B
D.E A<E B U A<U B
8、如图,A、B为两等量异号点电荷,A带正电,B带负电,在A、B连线上有a、b、c三点,其中b为连线的中点,ab=bc,则()
A.a点与c点的电场强度相同
B.a点与c点的电势相同
C.a、b间电势差与b、c间电势差相等
D.点电荷q沿A、B连线的中垂线移动,电场力不作功
9、在以点电荷为球心、r为半径的球面上各点相同的物理量是()
A.电场强度
B.同一电荷所受电场力
C .电势
D .同一电荷具有的电势能
10、下述说法正确的是 ( ) A .在同一等势面上移动电荷,电场力不作功 B .等势面上各点场强大小一定相等 C .电场中电势高处,电荷的电势能就大 D .电场强度大处,电荷的电势能就大
11、一个电荷只在电场力作用下从电场中的A 点移到B 点电场力做了5×10-
6J 的功,那么( )
A .电荷在
B 处时将具有5×10-
6J 的电势能
B .电荷在B 处将具有5×10-
6J 的动能
C .电荷的电势能减少了5×10-
6J
D .电荷的动能增加了5×10-
6J
12、关于等势面下列说法正确的是( )
A . 等势面与电场线处处垂直
B . 同一等势面上的各点场强大小必定相等
C . 电荷所受电场力的方向必和该点等势面垂直,并指向电势升高的方向
D . 电荷从电场中一点移到另一点,电场力没做功,电荷必在同一等势面上移动 13、下列说法正确的是( )
A.在电场中顺着电场线移动电荷,电场力做功,电荷电势能减少
B. 在电场中逆着电场线移动电荷,电场力做功,电荷电势能减少
C. 在电场中顺着电场线移动正电荷,电场力做正功,电荷电势能减少
D.在电场中逆着电场线移动负电荷,电场力做负功,电荷电势能增加
14、如图所示,A 、B 、C 为电场中同一电场线上的三点,设电荷在电场中只受电场力作用,则下列说法正确的是( )
A 若在C 点无初速释放正电荷,电荷向
B 运动,电势能减小 B 若在
C 点无初速释放正电荷,电荷向B 运动,电势能增大
C 若在C 点无初速释放负电荷,电荷向A 运动,电势能增大
D 若在C 点无初速释放负电荷,电荷向A 运动,电势能减小
能力提升
15、如图所示,实线为电场线,虚线为等势线,且相邻两等势间的电势差相等,一正电荷在等势线U 3上时,具有动能20J ,它运动到等势线U 1时速度为零,令U 2=0,那么该电荷的电势能为4J 时,其动能为_______J .
16、如图,在点电荷+Q 电场中,以+Q 为球心的同一球面上有A 、B 、C 三点,把正检验电荷从球内P 点移到A 、B 、C 各点时电场力作功W PA 、W PB 、W PC 的大小关系为________.
17、如图,a 、b 、c 、d 为某电场中的等势面,一带正电粒子飞入电场后只在电场力作用下沿M 点到N 点的虚线运动.由图可知,四个等势面电势U a 、U b 、U c 、U d 由高到低的排列顺序是_______,带电粒子在M 、N 两点中,电势能较大的是_________点.
18、 将带电量为6×10-6C 的负电荷从电场中的A 点移到B 点,克服电场力做了3×10-5J 的功,再从B 移到C ,电场力做了1.2×10-5J 的功,则
(1)电荷从A 移到B ,再从B 移到C 的过程中电势能共改变了多少?
(2)如果规定A 点的电势能为零,则该电荷在B 点和C 点的电势能分别为多少?
A
B C
(3)如果规定B点的电势能为零,则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少?
19、如图,绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中,场强为E.在与环心等高处放有一质量为m、带电+q的小球,由静止开始沿轨道运动,下述说法正确的是()A.小球在运动过程中机械能守恒
B.小球经过环的最低点时速度最大
C.小球经过环的最低点时对轨道压力为(mg+Eq)
D.小球经过环的最低点时对轨道压力为3(mg-qE)
20、在匀强电场中有a、b、c三点,位置关系如图5所示,其中ab=4cm,bc=3cm已知电场线与abc 三点所在的平面平行,若将电量为-2×10-8C的点电荷从a移到b,电场力不做功,而把该电荷从a 移到c,电场力做功为1.8×10-7J
(1)画出通过a、b、c
三点的电场线
(2)求该匀强电场的电场强度
21、图一表示等量异种电荷P和Q形成的电场内的一簇等势面,求
(1)P、Q各带何种电荷?
(2)把q=10-7C的正点电荷从A移到B,电场力做多少功?
(3)把q从B移到C电场力做多少功?
(4)把q从C移到A电场力做多少功?
c
(5)q从A出发经过B和C回到A的过程中电场力对电荷做的总功为多少?
答案
1AD 2D 3B 4AD 5D 6D 7D 8D 9CD 10A 11CD 12A
13 C 14D15.6J 16三者相等17.U a>U.b>U c>U d ; A
18 .(1) 1.8×10-5 J (2)3×10-5 J; -1.2×10-5 J
19.B 20.300V/m 21.(1)P负Q正(2)4×10-6 J (3)2×10-6 J (4) -6×10-6 J (5)0