电势能和电势导学案
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课时1.4 电势能和电势一.学习目标1.理解静电力做功的特点,电势能的概念,电势能与静电力做功的关系。
2.理解电势的概念,知道电势是描述电场的能的性质的物理量。
3.明确电势能、电势、静电力的功之间的关系。
4.了解电势与电场线的关系,了解等势面的意义及其与电场线的关系。
二.知识梳理1.静电力做功的特点:静电力做的功只与电荷的①位置和②位置有关,与电荷经过的路径无关。
2.电势能(1)电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这一点移到③静电力所做的功。
电荷q在电势为φ的位置具有的电势能为④。
(2)电势能有正负,电势能是⑤(填“矢量”或“标量”),电势能为负表示该点电势能比零电势能点⑥(填“高”或“低”)。
电荷在A点和B点的电势能分别为EpA 和EpB,将电荷从A点移动到B点静电力做功为WAB=⑦。
3.电势(1)定义:电荷在电场中某点的⑧与它的⑨的比值,叫作这一点的电势φ,在国际单位制中,电势的单位是⑩,符号为。
(2)电场中某点的电势由电场本身的性质决定,与试探电荷本身。
(3)沿着电场线方向电势逐渐。
(4)应该先规定电场中某处的电势为,然后才能确定电场中其他各点的电势,在物理学研究中常取离场源电荷处的电势为零,在实际应用中取的电势为零。
(5)电势只有大小,没有方向,是量。
4.等势面(1)定义:电场中的各点构成的面叫作等势面。
在同一等势面上移动电荷时静电力(填“做功”或“不做功”)。
(2)电场线跟等势面,并且由的等势面指向的等势面。
(3)通常在同一幅图中,两个相邻的等势面间的电势之差是的。
三.检测题1.两个带异种电荷的物体间距离增大一些()。
A.静电力做正功,电势能增加B.静电力做负功,电势能增加C.静电力做正功,电势能减少D.静电力做负功,电势能减少2.下列关于电势能的说法正确的是()。
A.同一个电荷在电场强度越大的地方具有的电势能越大C.同一个电荷可能在电势越高的地方电势能越小D.不同电荷在同一位置的电势能一定相等3.在静电场中,下列说法正确的是()。
电势能和电势一、知识回顾二、课前预习:阅读课本及相关材料填空1、电场力做功的特点(1)在匀强电场中移动电荷时,静电力做的功与电荷的位置和位置有关,但与电荷经过的无关.这个结论对非匀强电场(填“同样成立”或“不成立”).(2)在匀强电场中移动电荷时,静电力做功的大小等于电场力的大小与沿场强方向距离的乘积。
即:|w|=qEd如何判断电场力做功的正负?缘杆两端分别固定着带有电荷量+q和-q的小球(大小不计).现让绝缘杆绕中点O逆时针转动α角,则转动中带电小球克服电场力所做的功为________.2、电势能(1)电势能:电荷在中具有的势能叫做电势能.(2)静电力做功与电势能变化的关系:静电力做的功等于电势能的,用公式表示W AB=,电场力做正功,电势能,电场力做负功,电势能______.(3)电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该点移动到位置时所做的功.(4)电势能是相对的,与零电势能面有关,通常规定为0. (5)电势能是标量3、电势(1).概念:电荷在电场中某点的电势能与它的电荷量的(2).公式和单位:电势的定义公式为,单位是、(3).相对性:电势也是相对的,在应用中常取离场源电荷无限远处电势为零,或大地的电势为零.电势可以是正值,也可以是负值,没有方向,因此是.(4).与电场线关系:沿电场线的方向电势.(5).该公式中涉及三个物理量φ、Ep、q,在计算时应代入4、等势面(1).等势面:电场中______相同的各点构成的面叫做等势面.在同一个等势面上移动电荷时静电力________.(2).等势面的特点:电场线跟__________垂直,并且由电势高的等势面__________电势低的等势面.(3).等势面实例:孤立的点电荷电场的等势面是一簇以点电荷位置,匀强电场的等势面是一族.(4).等差等势面越密的地方电场强度越大(5).几种典型的电场的等势面与电场线三、课堂设计1、、静电力做功的特点结论:静电力做的功只与电荷的起始位置和终点位置有关,与电荷经过的路径无关。
电势能和电势导学案课题电势能和电势课型新授课主备人教学目标1、知道电势能和电势的概念,2、理解电场力做功的特点以及和电势能变化的关系,3、掌握等势面的特性及典型电场的等势面分布重点难点电势高低的判断方法,电场力做功等于电势能的减少教学过程主要内容(教师填教法或点拨的方法,学生填知识要点或反思)一.二.三.四. 【预习导引】在前面几节课,我们已经建立起了电场强度的概念,描述了电场力的性质,从这节课起,我们将一起探究电场能的性质。
【创设情景】让一试探电荷q在电场强度为E的匀场电场中沿几条不同路径从A点移动到B点,探究电场力做功情况及特点?【学生活动】1、探究静电力做功的特点;2、电势能定义以及电场力做功与电势能变化的关系;3、电势的定义;4、等势面的特点。
【建构新知】一、静电力做功的特点:1、q沿直线从A移往B,静电力做功?2、q沿折线AMB从A点移动到B点,静电力做功?3、q沿任意曲线ANB,从A点移动到B点,静电力做功?总结:二、电势能:EBBMAAE五.六. 1、定义:2、静电力做功与电势能变化的关系:3、电势能大小:三、电势1、定义:单位:2、理解:四、等势面:1、定义:2、画几种典型电场的等势面:3、电场线、等势面的特点和电场线与等势面间的关系:①电场线的方向为该点的场强方向,电场线的疏密表示场强的大小。
②电场线互不相交,等势面也互不相交。
③电场线和等势面在相交处互相垂直。
④电场线的方向是电势降低的方向,而且是降低最快的方向。
⑤电场线密的地方等差等势面密;等差等势面密的地方电场线也密。
【知识运用】例题1.如图所示,电子在一条电场线上从a点运动到b 点,电势能增加,试判断a、b两点电势的高低。
【课堂训练】问题与练习P19 T1,2,3【回顾小结】b.a.。
《电势能和电势》导学案【考纲要求】电势能和电势,1级要求。
【自主学习】1:什么叫电势?其定义式及单位是?2:电势有什么特点?3:如何判断电势的高低?4:什么是等势面?其特点是什么?【考点突破】典型例题1:如果把q=1.0X108C的电荷从无穷远移到电场屮的A点,需要克服电场力做功W=1.2X1 04J,那么仃)q在A点的电势能和A点的电势各是多少?(2)q未移入电场前A点的电势是多少?解析:(1)电场力做负功,电势能增加,无穷远处的电势为零,电荷在无穷远处的电势能也为零,电势能的变化量等于电场力做的功,W = E PA-E Poa ,所以E PA=W=1.2X10~4J,(pA = -^= 12X10V=1.2X104VPA q 1.0x1 O'8(2)A点的电势是由电场本身决定的,跟A点是否有电荷存在无关,所以q移入电场前,A 点的电势仍然为1.2X104V.电势和电势能与零势面的选择有关.由=EP/q求电势时将“ + ”“一”直接代入计算. 反馈训练1:关于电势的高低,下列说法正确的是( )A.沿电场线方向电势逐渐降低B.电势降低的方向一定是电场线的方向C.正电荷在只受电场力作用下,一定向电势低的地方运动Ed,'但 负电荷 b沿电场aD. 负电荷在只受电场力的作用下,由静止释放,一定向电势高的地方运动典型例题2:在静电场屮,下列说法正确的是( )A. 电场强度处处为零的区域内,电势也一定处处为零B. 电场强度处处相同的区域内,电势也一定处处相同C. 电场强度的方向总是跟等势面垂直的D. 沿着电场强度的方向,电势总是不断降低的解析:电势具有相对性.零电势的选择是任意的,可以选择电场强度为零的区域的电势为零, 也可以选择电场强度为零的区域的电势不为零;在匀强电场中沿电场线方向取a 、b 两点, 电场线一定跟等势血相垂直,而电场线的切线方向就是电场强度的方向;沿电场线的方向,电势越來越低.综上分析,选项C 、D 正确. 解答此题的关键是明确电场强度的绝对性与电势的相对性.反馈训练2:关于电势与电势能的说法,正确的是( )A. 电荷在电势越高的地方,电势能也越大B. 电荷在电势越高的地方,它的电荷量越大,所具有的电势能也越大C. 在正点电荷的电场屮任一点,正电荷所具有的电势能一定大于负电荷所具有的电势D. 在负点电荷的电场中任一点,正电荷所具有的电势能一定小于 所具有的电势能典型例题3: a 、b 为竖直向上的电场线上的两点,一带电质点在a 点由静止释放, 线向上运动,到b 点恰好速度为零,下列说法屮正确的A. 带电质点在a 、b 两点所受的电场力都是竖直向上的B. a 点的电势比b 点的电势高C. 带电质点在a 点的电势能比在b 点的电势能小D. a 点的电场强度比b 点的电场强度大解析:带电质点从a 由静止释放,能沿电场线竖直向上运动,电荷所受的电场力也一定 竖直向上的;电势沿电场线方向降低,a 点的电势一定比b 点的电势髙;如果带电质点的重力 可以忽略,质点由静上开始运动,就会一直运动下去,所以本题中的质点受到的重力不能忽 略,且质点一开始所受电场力一定大于重力,如果电场是匀强电场,质点也应该永远加速运 动下去,但质点到达b点速度为零,说明质点已经进行了一段减速运动,受到的电场力比重力要小,可见电场力是逐渐变小的,这是一个非匀强电场的电场线,且场强越来越小.综上所述,选顶A、B、D正确.本题是一道较难的复合场问题,分析的难点是:带电质点先从a点由静止向上运动,显然电场力大于重力,至%点静止,说明电场力又减小,由此推知带电质点受到的电场力是越來越小的,即场强越來越小.反馈训练3:外力克服电场力对电荷做功时()A.电荷的运动动能一定增大B.电荷的运动动能一定减小C.电荷一定从电势能大处移到电势能小处D.电荷可能从电势能小处移到电势能大处【考点巩固】1・(多选)在电场中,已知A点的电势高于B点的电势,那么()A.把负电荷从A点移到B点,电场力做负功VB.把负电荷从A点移到B点,电场力做正功yC.把正电荷从B点移到A点,电场力做负功QD.把正电荷从B点移到A点,电场力做正功2.如图所示,Q是带正电的点电荷,P和P为其电场屮的两点.若El、E2为P1、P2两点的电场强度的大小,21、©2为P1、P2两点的电势,则()A.El > E2, 4)1>4)2B.B・ El > E2,C.El< E2, <t)l><i)23.如图所示的电场线,可判定(A.该电场八定是匀强电场B.A点的电势一定低于B点电势0.负电荷放在B点的电势能比放在A点的电势能D.负电荷放在B点所受电场力方向向右4.有两个完全相同的金屈球A、B,如图1— 4—16, B球固定在绝缘地板上,八球在离B球为II的正上方由静止释放下落,与B球发生对心碰后回跳的高h.设碰撞中无动能损失,空气阻力不计(A.若A、B球带等量同种电荷,则h>HB.若A. B球带等量同种电荷,贝Ijh二HC.若A、B球带等量异种电荷,贝lJh>HD.若A、B球带等量异种电荷,则h二H5.下列说法中,正确的是( )A.沿着电场线的方向场强一定越來越弱B.沿着电场线的方向电势一定越來越低C.匀强电场屮,各点的场强一定大小相等,方向相同D.匀强电场中各点的电势--定相等6.关于电场中电荷的电势能的大小,下列说法正确的是( )A.在电场强度越大的地方,电荷的电势能也越大B.正电荷沿电场线移动,电势能总增大C.负电荷沿电场线移动,电势能一定增大D.电荷沿电场线移动,电势能一定减小7.电场中某点A的电势为10V,另一点B的电势为-5V,将一电荷量为g = _2x]0-9c的电荷从A点移到B点吋,电场力做的功为多少?这个功是正功还是负功?8.将带电荷量为1X108C的电荷,从无限远处移到电场中的A点,要克服电场力做功1X1O6J.问:(1)电荷的电势能是增加还是减小?电荷在A点具有多少电势能?(2)A点的电势是多少?(3)若电场力可以把帯电荷量为2X108C的电荷从无限远处移到电场中的A点,说明|萨电荷带正电还是带负电?电场力做了多少功?(取无限远处为电势零L点)。
《 1.4电势能和电势》第 2 课时导学案编写人:审核人:审批人:【学法指导】1.认真阅读教科书,努力完成“基础导学”部分的内容;2.探究部分内容可借助资料,但是必须谈出自己的理解;不能独立解决的问题,用红笔做好标记;3.课堂上通过合作交流研讨,认真听取同学讲解及教师点拨,排除疑难;4.全力以赴,相信自己!【学习过程】一、电势1、电势表征的重要物理量度。
2、单位3、定义4、公式5、电势的特点①电场中某点的电势的高低是由电场中该点的决定的,跟无关。
②此电势的表达式虽是从推出的,但对其他电场同样适用。
③正试探电荷沿电场线方向移动,其电势能,电势,故沿电场线方向电势。
6、电势的相对性①由于规定不同点的电势能为零,电荷在电场中某一点的电势能不同,则该点电势就,故电势具有。
若该点电势比零电势点的电势,电势取值,若该点电势比零电势点的电势,电势取值。
②标矢量:电势是,只有,没有,但数值有。
二、等势面1、定义:2、等势面的性质:①.在同一等势面上各点电势,所以在同一等势面上移动电荷,电场力功②.电场线跟等势面一定,并且由电势的等势面指向电势的等势面。
③.等势面越密,电场强度④.等势面不,不3、等势面的用途:4、几种电场的电场线及等势面①等量同种电荷连线和中线上连线上:中点电势中线上:由中点到无穷远电势,无穷远电势②等量异种电荷连线上和中线上连线上:由正电荷到负电荷电势逐渐减小。
中线上:各点电势相等且都等于零。
【预习自测】1.下列关于电场强度和电势的说法中,正确的是( )A.电场强度为零的地方,电势一定为零B.电势为零的地方,电场强度一定为零C.电场强度较大的地方,电势一定较高D.沿着电场强度的方向,电势逐渐降低2.关于等势面的说法,下列哪些说法是正确的()A.等势面和电场线处处垂直B.同一等势面上的点场强大小必定处处相等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,电场力不做功,电荷必在同一等势面上移动3. (2008广东8)图中的实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹,粒子先经过M点,再经过N点,可以判定()A.M点的电势大于N点的电势B.M点的电势小于N点的电势C.粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力D.粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力4. 如图1-4-17所示,实线为电场线,虚线为等势面,且相邻等势面间的电势差相等.一正电荷在等势面φ3上时,具有动能20J,它运动到等势面φ1上时,动能为零.令φ2=0,那么,当该电荷的电势能为4J时,求它的动能是多少焦耳?图1-4-17我的(反思、收获、问题):参考答案:1. D 2. A 3. AD 4.答案:6J。
电势能和电势导学案班级 班 姓名 物理备课组 主备人【学习目标】:1.知道电势能、电势的概念。
2.把握电场力做功与电势能变化的关系,运用其进行相关的计算。
理解电势是从能的角度描述电场的物理量。
【问题探究】:一个摸索电荷在匀强电场中某点由静止释放,它将如何运动?动能将如何变化?〔不计重力〕【探究新知】:探究一:静电力做功的特点 如下图,在电场强度为E 的匀强电场中有相距为L 的A 、B 两点,连线AB 与电场线的夹角为θ,将一电荷量为q 的正电荷从A 点移到B点。
同学活动:[沟通争论](1)假设沿直线AB 移动该电荷,电场力做功为多少?(2)假设沿路径ACB 移动该电荷,电场力做功为多少?(3)依据(1)(2)分析电场力做功的特点,试分析假设沿曲线ADB 移动该电荷,电场力做功的多少? 探究结论一:静电力对电荷所做的功,与电荷在电场中的位置有关,与电荷经过的无关。
提示:这个结论既适用于匀强电场,也适用于非匀强电场。
探究二:电势能E+静电力做功的特点与力做功状况相像。
重力做功的过程是重力势能转化为动能的过程。
思索:那么电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢?〔一〕电势能1、定义:电荷在电场中受到电场力而具有的与位置有关的势能叫做电势能。
符号E P 。
性质理解 系统性电势能是由电场和电荷共同打算的,是属于电荷和电场所共有的,我们习惯上说成电荷的电势能相对性电势能是相对的,其大小与选定的电势能为零的参考点有关。
确定电荷的电势能,首先应确定参考点标矢性 电势能是标量,有正负,但没有方向 〔二〕静电力做功与电势能的关系1、如下图,假如电荷q 只在静电力作用下从A 点移动到B 点,静电力做了正功,那么依据动能定理可知该电荷动能增加,那么必定有其他形式的能量减小,这种能量我们把他称为电势能。
静电力做正功时,电荷的电势能_________;静电力做负功时,电荷的电势能________;静电力做的功等于电势能的__________〔即〕。
A M电势能与电势一: 静电力做功的特点问题1.结合课本图1.4-1(右图),求出试探电荷+q 在场强为E 的匀强电场中沿不同路径从A 运动到B 静电力所做功。
①试探电荷q 在匀强电场E 中沿直线从A 到B ,求解静电力做功。
② 试探电荷q 在匀强电场E 中沿直线从A 到B ,求解静电力做功。
③q 沿折线AMB 从A 到B 。
其中AM 与电场线平行,BM 与电场线垂直。
求解静电力做功。
结论1:静电力做功的特点: 这个结论虽然是从匀强电场推导出来的,但它也可适用于二:电势能 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 中具有势能,叫做电势能。
电势能用 表示。
如A 点的电势能一般表示为 , B 点的电势能一般表示为 .问题 如图,一点电荷+q 在匀强电场E 中静止释放,仅在静电力的作用下它做什么运动?什么能量增加?是什么形式的能量转化而来?问题 静电力做功与电势能变化的关系在电场中(如右图),当正电荷在电场中从A 点移动到B 点时,静电力做什么功?类比重力做功与重力势能变化的关系,分析电势能的变化,并写出静电力做功与电势能变化的关系式。
若电荷q 在电场中从A 运动到B ,静电力做功与电势能变化的关系:若静电力做∙Eq +功为正功,电势能,电荷在A点电势能(填>、<或=)在B点的电势能。
静电力做,电势能增加,电荷在A点电势能(填>、<或=)在B点的电势能。
结论2静电力做功与电势能变化的关系: _____________________ 表达式为: _____________________问题、电势能的计算(1)如图,在场强E= 103N/C的匀强电场中,点电荷q=+1c从A移动到B,AB相距L=1m,(1)静电力做功为多少?电势能如何变化?(2)电荷在A点,B点的电势能为多少呢?结论:电荷在某点电势能在数值上等于把它从_____移到___________位置时______________。
第六章 第4节 电势能和电势1.电场力做功的特点:在静电场中移动电荷时,静电力做的功与电荷的 和 有关,与电荷经过的路径 .2.在匀强电场中电场力做功W =qE ·L cos θ,其中θ为电场力与位移间夹角.3.静电力做功与电势能变化的关系:静电力做的功等于电势能的 ,即:W AB = . ⎩⎪⎨⎪⎧电场力做正功,电势能 ;电场力做负功,电势能 .电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该点移到 时所做的功.4.零势能点:电场中规定的电势能 的位置,通常把离场源电荷 或 的电势能规定为零.5.电势定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值.公式:φ= .6.单位:国际单位制中,电势的单位是 ,符号是V ,1 V =1 J/C.(1)相对性:电场中各点电势的高低,与所选取的零电势的位置有关,一般情况下取 或地球为零电势位置.(2)标矢性:电势是标量,只有大小,没有方向。
7.与电场线关系:沿电场线方向电势 .8.等势面定义:电场中电势大小 的各点构成的面叫作等势面.9.等势面与电场线的关系:(1)电场线跟等势面 .(2)电场线由 的等势面指向 的等势面.知识点一 电场力做功与电势能变化的关系例1. 将带电荷量为6×10-6 C 的负电荷从电场中的A 点移到B 点,克服静电力做了3×10-5 J 的功,再从B 移到C ,静电力做了1.2×10-5 J 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?(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?班级: 姓名:练习1.下列说法正确的是()A.电荷从电场中的A点运动到B点,路径不同,静电力做功的大小就可能不同B.电荷从电场中的某点出发,运动一段时间后,又回到了该点,则静电力做功为零C.正电荷沿着电场线方向运动,静电力对正电荷做正功,负电荷逆着电场线方向运动,静电力对负电荷做正功D.电荷在电场中运动,因为静电力可能对电荷做功,所以能量守恒定律在电场中并不成立知识点二电势例2.如果把电荷量为q=1.0×10-8 C的正电荷从无限远处移到电场中的A点,需要克服静电力做功W=1.2×10-4 J,那么:(1)q在A点的电势能和A点的电势各是多少?(2)q未移入电场前,A点的电势是多少?练习2. 在静电场中,把一个电荷量q=2.0×10-5 C的负电荷由M点移到N点,静电力做功6.0×10-4 J,由N点移到P点,静电力做负功1.0×10-3 J,则M、N、P三点电势高低关系是怎样的?知识点三等势面例3.如图所示,实线表示一簇关于x轴对称的等势面,在轴上有A、B两点,则()A.A点场强小于B点场强B.A点场强方向指向x轴负方向C.A点场强大于B点场强D.A点电势高于B点电势练习3.如图所示,虚线a、b、c为三个同心圆面,圆心处为一个点电荷.现从c外面一点P以相同的速率发射两个电荷量、质量都相等的带电粒子,分别沿PM、PN运动到M、N,M、N两点都位于圆周c上,以下判断正确的是()A.两粒子带同种电荷B.两粒子带异种电荷C.到达M、N时两粒子速率仍相等D.到达M、N时两粒子速率不相等知识点四不规则复杂电场的处理例4.三个点电荷电场的电场线分布如图所示,图中a、b两点处的场强大小分别为E a、E b,电势分别为φa、φb,则()A.E a>E b,φa>φbB.E a<E b,φa<φbC.E a>E b,φa<φbD.E a<E b,φa>φb练习4.图中的实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹,粒子先经过M点,再经过N点,可以判定()A.M点的电势高于N点的电势B.该电荷在M点的电势能小于在N电势能C.该粒子在M点的动能大于在N点的动能D.粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力知识点五等量同种、异种电荷的分析例5.如图所示,两个等量的正电荷分别置于P、Q两位置,在P、Q连线的垂直平分线上有M、N两点,另有一试探电荷q,则()A.若q是正电荷,q在N点的电势能比在M点的电势能大B.若q是负电荷,q在M点的电势能比在N点的电势能大C.无论q是正电荷,还是负电荷,q在M、N两点的电势能一样大D.无论q是正电荷还是负电荷,q在M点的电势能都比在N点的电势能小练习5. 两个带等量正电的点电荷,固定在图中P、Q两点,MN为PQ连线的中垂线,交PQ于O点,A 为MN上的一点.一带负电的试探电荷q,从A点由静止释放,只在静电力作用下运动,取无限远处的电势为零,则()A.q由A向O的运动是匀加速直线运动B.q由A向O运动的过程电势能逐渐减小C.q运动到O点时的动能最大D.q运动到O点时电势能为零1.下列关于电势高低的判断,正确的是()A.负电荷从A点移到B点时,电场力做负功,A点的电势一定较高B.负电荷从A点移到B点时,电势能增加,A点的电势一定较低C.正电荷从A点移到B点时,其电势能增加,A点的电势一定较低D.正电荷只在电场力作用下,从A点移到B点,A点的电势一定较高2.外力克服电场力对电荷做功时()A.电荷的动能一定增大B.电荷的动能一定减小C.电荷一定从电势能大处移到电势能小处D.电荷一定从电势能小处移到电势能大处3.如图所示,一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中,在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹.M和N是轨迹上的两点,其中M点在轨迹的最右点.不计重力,下列表述正确的是()A.粒子在M点的速率最大B.粒子所受电场力沿电场方向C.粒子在电场中的加速度不变D.粒子在电场中的电势能始终在增加4.在电场中下列说法正确的是()A.某点的电场强度大,该点的电势一定高B.某点的电势高,检验电荷在该点的电势能一定大C.某点的场强为零,检验电荷在该点的电势能一定为零D.某点的电势为零,检验电荷在该点的电势能一定为零5.如图所示,虚线a、b、c表示O处点电荷的电场中的三个等势面,设两相邻等势面的间距相等,一电子射入电场后的运动轨迹如图中实线所示,其中1、2、3、4是运动轨迹与等势面的一些交点.由此可以判定()A.电子在每个位置具有的电势能与动能的总和一定相等B.O处的点电荷一定带正电C.a、b、c三个等势面的电势关系是φa>φb>φcD.电子运动时的电势能先增大后减小6.下列4个图中,a、b两点电势相等、电场强度也相等的是()7.如图所示,在两等量异种点电荷的电场中,MN为两电荷连线的中垂线,a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线,且a和c关于MN对称、b点位于MN上,d点位于两电荷的连线上.以下判断正确的是()A.b点场强大于d点场强B.b点场强小于d点场强C.a、b两点间的电势差等于b、c两点间的电势差D.试探电荷+q在a点的电势能小于在c点的电势能8.如图所示,在x轴上关于原点O对称的两点固定放置等量异种点电荷+Q和-Q,x轴上的P 点位于-Q的右侧.下列判断正确的是()A.在x轴上还有一点与P点电场强度相同B.在x轴上还有两点与P点电场强度相同C.若将一试探电荷+Q从P点移至O点,电势能增大D.若将一试探电荷+Q从P点移至O点,电势能减小9.如图所示,在真空中的A、B两点分别放置等量异种点电荷,在AB两点间取一正五角星形路径abcdefghija,五角星的中心与AB连线的中点重合,其中af连线与AB连线垂直。
图1-4-1图1-4-2图1-4-4图1-4-8第一章第四节电势能和电势(第一课时)学习目标:1理解电势能、电势的概念。
2能熟练应用电势能、电势的有关知识分析解决实际问题温故知新:1.重力做功可用WG=______计算.重力做功只跟物体的___________有关,而跟物体的运动路径无关.重力做功伴随着重力势能变化,即WG=____________=__________. 2.当物体向下运动时,重力做______,则Ep1_____Ep2,即重力势能_____,数量等于_____________;当物体向上运动时,重力做_____,则Ep1___Ep2,即重力势能________,数量等于物体_________________.3.如图1-4-1所示,实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线,虚线是一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a,b是轨迹上的两点.若带电粒子在运动中只受电场力作用,根据此图可做出正确判断的是( )A.粒子所带电荷的正负B.带电粒子在a,b两点的受力方向C.带电粒子在a处所受的电场力比b处小D.带电粒子在b处的速度比a处的速度大预习导航:一、静电力做功的特点:在电场中把点电荷q从A点移动到B点,不管走什么路径,静电力所做的功都相同.说明静电力做功与电荷经过的______无关,与电荷的______位置和______位置有关(如图1-4-2所示).二、电势能1.电荷在______中具有的势能叫做电势能.2.与电场力做功的关系:静电力做的功等于电势能的______,用公式表示为_______________.3.电势能的确定(1)先确定零电势能位置.(2)通常把电荷在离场源电荷________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,电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该点移动到________位置时所做的功.电势能是相对的.三、电势1.概念:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的______.2.公式和单位:电势的定义公式为_____,单位是____,符号是____.3.相对性:电势也是相对的,常取离场源电荷无限远处的电势为零,大地的电势为零,电势可以是正值,也可以是负值,没有方向,因此是______.4.与电场线关系:沿电场线的方向电势______.新课探究:问题探究1:静电力做功的特点:1.q沿直线由A移往B,在此过程中静电力做的功? (2)q沿任意曲线由A移往B,在此过程中静电力做的功?结论:问题探究2:电荷在电场中具有的能量叫电势能,电场力做功与电势能的变化有什么关系?例题1.下列说法中正确的是(规定无穷远处的电势能为0)( )A.无论是正电荷还是负电荷,从电场中某点移到无穷远处时,电场力做的正功越多,电荷在该点的电势能就越大B.无论是正电荷还是负电荷,从电场中某点移到无穷远处时,电场力做的正功越少,电荷在该点的电势能越大C.无论是正电荷还是负电荷,从无穷远处移到电场中某点时,克服电场力做功越多,电荷在该点的电势能就越大D.无论是正电荷还是负电荷,从无穷远处移到电场中某点时,电场力做功越多,电荷在该点的电势能越大发散练习1:如图1-4-4所示,在静电场中,一个负电荷q受到一个非静电力作用,由A点移动到B点,则下列说法不正确的是( )A.非静电力和电场力做功之和等于电荷电势能增量和动能增量之和B.非静电力做功等于电势能增量和动能增量之和C.电荷克服电场力做功等于电势能的增量D.非静电力做功和电场力做功之和等于电荷动能的增量问题探究3:什么是电势?沿电场线方向电势如何变化?例题2:在静电场中,将一正电荷从a点移到b点,电场力做了负功,则( )A.b点的电场强度一定比a点大 B.电场线方向一定从b指向aC.b点的电势一定比a点高 D.该电荷的动能一定减小问题探究4:电场强度、电势和电势能的区别与联系?发散练习2:如图1-4-8所示,一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中,在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹.M和N是轨迹上的两点,其中M点在轨迹的最右点.不计重力,下列表述正确的是( )A.粒子在M点的速率最大B.粒子所受电场力沿电场方向C.粒子在电场中的加速度不变D.粒子在电场中的电势能始终在增加反思总结:图1-4-5图1-4-6图1-4-7第一章第四节电势能和电势(第二课时)学习目标:知道等势面的定义,知道电场线一定垂直于等势面预习导航:等势面:1.定义:电场中电势相等的各点构成的面.2.等势面的特点(1)等势面一定跟电场线垂直,即跟场强方向垂直.(2)电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面,两个不同的等势面永不相交. (3)两个等势面间的电势差是恒定的,但在非匀强电场中,两个等势面间的距离并不恒定,场强大的地方,两等势面间的距离小,场强小的地方,两等势面间的距离大.新课探究:问题探究:等量同种、异种点电荷的连线上及连线的中垂线上各点电势的高低情况如何?特别提醒:例题1:如图1-4-3所示,P、Q是等量的正点电荷,O是它们连线的中点,A、B是中垂线上的两点,OA<OB,用EA、EB和φA、φB分别表示A、B两点的电场强度和电势,则( )A.EA一定大于EB,φA一定高于φBB.EA不一定大于EB,φA一定高于φBC.EA一定大于EB,φA不一定高于φBD.EA不一定大于EB,φA不一定高于φB发散练习1:如图1-4-下列叙述正确的是( )ABC点,则静电力对该电荷做正功,电势能减小D反思领悟:例题2:位于A、B中实线表示等势线,则( A.a点和b点的电场强度相同B.正电荷从c点移到d点,电场力做正功C.负电荷从a点移到c点,电场力做正功D.正电荷从e点沿图中虚线移到f点,电势能先减小后增大发散练习2:如图1-4-7所示,真空中等量异种点电荷放置在M、N两点,在MN的连线上有对称点a、c,MN连线的中垂线上有对称点b、d,则下列说法正确的是( )A.a点场强与c点场强一定相同B.a点电势一定低于c点电势C.负电荷在c点电势能一定大于在a点电势能D.正电荷从d点移到b点电场力不做功例题3:将带电荷量为6×10-6 C的负电荷从电场中的A点移到B点,克服电场力做了3×10-5 J的功,再从B移到C,电场力做了1.2×10-5 J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?B点和C点的电势分别为多少?(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?A点和C点的电势分别为多少?1.0×10-8 C的电荷从无穷远处移到电场中的A点,需要克服电场力做点的电势各是多少?。
《电势能和电势》导学案一、学习目标1、理解静电力做功的特点,掌握静电力做功与电势能变化的关系。
2、理解电势能的概念,知道电势能的相对性,会求电荷在电场中某点的电势能。
3、理解电势的概念,知道电势是描述电场能的性质的物理量,知道电势的相对性和电势零点的规定。
4、掌握等势面的概念,知道等势面与电场线的关系。
二、知识梳理(一)静电力做功的特点1、静电力做功与路径无关,只与初末位置有关。
2、推导:在匀强电场中,静电力为恒力,做功为 W =Fs cosθ ,其中 F 为静电力,s 为沿电场线方向的位移,θ 为 F 与 s 的夹角。
可以通过计算得出静电力做功只与初末位置在电场线上的距离有关。
(二)电势能1、定义:电荷在电场中具有的势能叫做电势能。
2、静电力做功与电势能变化的关系:静电力做正功,电势能减少;静电力做负功,电势能增加。
静电力做功的大小等于电势能的减少量。
即 WAB = EPA EPB 。
3、电势能的相对性:电势能的大小与选定的零势能位置有关。
通常把电荷在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。
(三)电势1、定义:电场中某点的电势等于电荷在该点的电势能与电荷量的比值,即φ = EP / q 。
2、电势的物理意义:电势是描述电场能的性质的物理量,电势的大小与试探电荷的电荷量和电势能无关,只由电场本身决定。
3、电势的相对性:电势的大小与零电势点的选取有关。
通常取大地或无穷远处为零电势点。
(四)等势面1、定义:电场中电势相等的点构成的面叫做等势面。
2、等势面的特点(1)等势面一定与电场线垂直。
(2)在同一等势面上移动电荷,静电力不做功。
(3)电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面。
(4)等差等势面越密的地方电场强度越大。
三、重点难点(一)重点1、静电力做功的特点和电势能变化的关系。
2、电势的概念和计算。
3、等势面的特点和应用。
(二)难点1、电势能概念的理解。
2、电势相对性的理解。
第四节电势能和电势导学案温故知新1、静电力、电场强度概念?2、如图所示是什么转化为试探电荷的动能?新课预习:1、静电力做功的特点在任何电场中,静电力移动电荷所做的功,只与有关,而与电荷的无关2、静电力做的功等于电势能的变化量。
写成式子为3、电场力做正功,电荷的电势能;电场力做负功,电荷的电势能。
关于电势能零点的规定4、电势---表征电场性质的重要物理量度(1)定义:(2)公式:(3)单位:(4)电势与电场线的关系(5)零电势位置的规定【课前训练】如图所示,点电荷的静电场中电场线用实线表示,但其,方向未标明,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹。
a、b是轨迹上的两点。
若带电粒子在运动中只受到电场力作用,根据此图可作出正确判断的是()A. 带电粒子所带电荷的性质B. 带电粒子在a、b两点的受力方向C. 带电粒子在a、b两点的速度何处较大D. 带电粒子在a、b两点的电势能何处较大你的疑问?【学习目标】1、理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系。
2、理解电势的概念,知道电势是描述电场的能的性质的物理量。
明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。
了解电势与电场线的关系,了解等势面的意义及与电场线的关系。
【学习重、难点】1、理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。
2、掌握电势能与做功的关系,并能用此解决相关问题。
【新课学习】探究一静电力做功的特点结合右图分析试探电荷q在场强为E的均强电场中沿不同路径从A运动到B电场力做功的情况。
(1)q沿直线从A到B(2) q 沿折线从A 到M 、再从M 到B(3) q 沿任意曲线线A 到B结果都一样即:W= =【结论】:探究二 电势能1、 与重力做功比较,得出重力势能的定义?2、 重力做功与势能变化的关系?3、 电势能零点的规定:大地或无穷远默认为零电荷在电场中某点的电势能,等于静电力把它从该点移动到零电势能位置时电场力所有做的功。
如上式若取B 为电势能零点,则A 点的电势能为:AB AB PA qEL W E ==[例1] 带同种电荷的A 、B 球,质量分别为m 和2m ,开始均静止在光滑的绝缘水平面上。
思考:动能是什么能转化来的?自主学习:§1.4电势能和电势 学案导学学习目标:1、 理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系。
2、 理解电势的概念,知道电势是描述电场的能的性质的物理量。
明确电势能、电势、静电 力的功、电势能的关系。
了解电势与电场线的关系。
重点:理解掌握电势能、电势等概念及意义。
难点:掌握电势能与做功的关系,并能用此解决相关问题。
温故知新:1、请写出电场强度的表达式,电场强度的方向是怎么规定的?2、在匀强电场中由静止释放一个试探电荷,仅在电场力作用下将做什么运动?一、静电力做功的特点1、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。
Wl= W2= W3=2、电场力做功的特点:(1)沿直线 (2)沿折线 〔3)曲线qEpA q2q—3q二、电势能:1、电势能: _______________________________________________________________所选择零势能点E PA EpB Epc B 点OJC 点 OJ例2.上题中,若电场强度为E, AB 相距为L,以B 为零势能点,完成下列表格。
三、电势1、电势表征____________________________ 的重要物理量度。
2、单位________________________________3、定义________________________________4、公式___________________________________5、电势与电场线的关系_____________________________________________________6、零电势位置的规定____________________________________________________________ 例3.试探电荷ql放在电场中的A点,电势能为E(规定无限远处电势能为零),A点的电势为,若把试探电荷ql换成试探电荷q2放在电场中的A点,A点的电势为(仍规定无限远处电势能为零).例1.如图,电荷q从A经B移动到C,电场力做功分别为WAB=6J, WBC=4J,在表格的空白探究:1、类比电场和重力场中力的情况、能量的情况、电势和高度看是否有相似之处?学后反思:当堂检测1、一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时,电场力做了5X10"6J的功,那么()A.电荷在B处时将具有5X10-6J的电势能B.电荷在B处将具有5X10"6J的动能C.电荷的电势能减少了5X10fjD.电荷的动能增加了5X10fj2、如图1所示,a、b为某电场线上的两点,那么以下的结论正确的是()A.把正电荷从a移到b,电场力做正功,电荷的电势能减少B.把正电荷从a移到b,电场力做负功,电荷的电势能增加—:一La bC.把负电荷从a移到b,电场力做正功,电荷的电势能增加图1D.从a到b电势逐渐降低3、有关电场中某点的电势,下列说法中正确的是()A、由放在该点的电荷所具有的电势能的多少决定B、由放在该点的电荷的电量多少来决定C、与放在该点的电荷的正负有关D、是电场本身的属性,与放入该点的电荷情况无关4、将带电量为6X10%的负电荷从电场中的A点移到B点,克服电场力做了3XW5J的功, 再从3移到C,电场力做了 1.2乂10勺的功,则(1)电荷从A移到B,再从B移到。
选修3—1 1.4 电势能和电势教学目标:知识与技能1、理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系。
2、理解电势的概念,知道电势是描述电场的能的性质的物理量。
明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。
了解电势与电场线的关系,了解等势面的意义及与电场线的关系。
过程与方法通过与前面知识的结合,理解电势能与静电力做的功的关系,从而更好的了解电势能和电势的概念。
情感态度与价值观尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题,增强科学探究的价值观。
教学重点:理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。
教学难点:掌握电势能与做功的关系,并能用此解决相关问题。
预习案1.静电力(电场力)做功跟重力做功有相同的特点,即这种保守力做的功跟有关,跟无关。
2.正是由于上述特点,所以静电力做功会对应一种势能的变化,这种势能叫3. 在中会具有电势能4.电荷在电场中某点具有的电势能,等于功。
5.电场力做的功跟电势能变化的关系为。
6.电势的定义是:定义式是。
7顺着电场线的方向电势。
8等势面是。
电场线总是跟等势面相交,并且由等势面指向的等势面。
9.你能记住几种电场的等势面分布?教学案一、复习导学1.静电力、电场强度概念,2.回顾重力做功的特点是什么?静电力做功使试探电荷的哪个物理量发生了改变?说明物体获得怎样的能量呢?今天我们就从这个问题入手,来探究是什么能转化为试探电荷的动能?二、合作探究1.静电力做功的特点结合课本图1。
4-1(右图)分析试探电荷q 在场强为E 的均强电场中沿不同路径电场力做功的情况。
思考:1生活中从A 运动到B 的路径几条?在运动的过程必须有哪个物理量的作用?2.如果A 和B 是处在电场强度为E 的匀强电场,带电量为q 的试探电荷从A 运动到B 有几条路径?在运动过程中受到哪个力的作用? ①q 沿直线从A 到B ② q 沿折线从A 到M 、再从M 到B③q 沿任意曲线线A 到B练习:试求出上述3幅图中静电力做功是多少?(自己独立完成解题过程)由公式W= F ·s·cos θ= qE·s·cos θ (s 为电荷初末位置在电场方向上的位移)思考:带正电的试探电荷在匀强电场中由A 点沿不同的路径运动到B 点过程中静电力做的功相同吗?类比重力做功,当电荷沿轨迹3运动时,可把它分成很多小段位移,而每一小段都可分解成与静电力垂直和平行两部分,所有平行于静电力方向的位移之和等于AC 的长度,故静电力所做功为W=||qE AC 。
第1章第4节电势能与电势导学案编制人:张居君【学习目标】1.通过讨论静电力对试探电荷做功,知道静电力做功与路径物管的特点。
2.将静电力做功与重力做功进行类比,理解静电力做功与电势能变化的关系,认识电势能的相对性。
3.知道电势的定义方法及其定义公式、单位。
4.知道等势面的定义,知道电场线一定垂直于等势面。
【重点难点】重点:理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。
难点:掌握电势能与做功的关系,并能用此关系解决相关问题。
【使用说明、方法指导】方法指导:电场力与重力做功类比,引出电势能。
:课前案(或预习案)(自主)【[复习导学]1.静电力、电场强度概念?2.复习功和能量的关系【预习回答】如图将一个静止的试探电荷(不计重力)放入电场中,它将在的作用下做,能增加。
是能量转化的量度。
思考:(1)是什么力做功使试探电荷的动能增大?(2)是什么形式的能转化为试探电荷的动能?【我的疑问】【学习任务一】探究静电力做功的特点(重点)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,我们来计算这几种况下静电力对电荷所做的功。
(1)q在沿直线从A运动到B的过程:W AB= .(2)q沿折线从A到M、再从M到B:W AB=.(3)q沿任意曲线ANB从A移动到B点:(提示:将曲线进行分割成很多的小段,小到分割后的每一段曲线都可以看做直线。
)W AB=.比较(1)(2)(3)的结果,发现三个结果。
结论:(注意:这个结论虽然从匀强电场中推导出来的,但可以证明,对于非匀强电场也是适用的。
)【总结归纳】(师生达成)在任何电场中,静电力移动电荷所做的功,只与始末两点的位置有关,而与电荷的运动无关。
【学习任务二】理解电势能问题1、静电力做功的特点与什么力做功相似呢?重力做功必然会引起的变化。
问题2、静电力做功与电势能变化的关系是什么?答:静电力做的功等于电势能的,用公式表示W AB =,电场力做正功,电势能,电场力做负功,电势能______.问题3、如何计算电荷在某点的电势能?答:电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该点移动到位置时所做的功.电势能是相对的,与零电势能面有关,通常规定为0.【总结归纳】(师生达成)电势能是相对的,与______能面有关,电势能是______。
《电势能和电势》导学案一、学习目标1、理解静电力做功的特点、电势能的概念,会用静电力做功与电势能变化的关系求解电势能的变化及相关问题。
2、理解电势的概念,知道电势是描述电场能的性质的物理量,知道电势的定义式及单位。
3、理解等势面的概念,知道等势面与电场线的关系。
二、知识梳理(一)静电力做功的特点静电力做功与路径无关,只与初末位置有关。
(二)电势能1、定义:电荷在电场中具有的势能。
2、静电力做功与电势能变化的关系:静电力做的功等于电势能的减少量。
即\(W_{AB}=E_{pA}E_{pB}\)。
3、电势能的大小:电荷在某点的电势能,等于把它从这点移动到零势能位置时静电力所做的功。
(三)电势1、定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值。
2、定义式:\(\varphi =\frac{E_{p}}{q}\)。
3、单位:伏特(V)。
4、特点:电势是标量,有正负之分,但正负不表示大小。
(四)等势面1、定义:电场中电势相等的点构成的面。
2、特点:(1)等势面一定与电场线垂直。
(2)在同一等势面上移动电荷,静电力不做功。
(3)等差等势面越密的地方电场强度越大。
三、重难点突破(一)静电力做功的计算1、公式法:\(W = qEd\)(适用于匀强电场),其中\(d\)为沿电场线方向的距离。
2、功能关系法:静电力做功等于电势能的减少量。
3、能量守恒法:在只有静电力做功的电场中,动能和电势能相互转化,动能的增加量等于电势能的减少量。
(二)电势能的理解与计算1、电势能的相对性:电势能的大小与零势能点的选取有关。
2、电势能变化的判断:根据静电力做功判断,静电力做正功,电势能减少;静电力做负功,电势能增加。
(三)电势高低的判断1、根据电场线方向判断:沿电场线方向电势逐渐降低。
2、根据电场力做功判断:正电荷在电场中移动,电场力做正功,电势降低;负电荷在电场中移动,电场力做正功,电势升高。
(四)等势面的应用1、由等势面可以判断电场中各点电势的高低。
§1.4 电势能和电势导学案一、教学目标:1、理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系。
2、理解电势的概念,知道电势是描述电场的能的性质的物理量。
了解电势与电场线的关系,了解等势面的意义及与电场线的关系。
二、教学重点:理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。
三、教学难点:掌握电势能与做功的关系,并能用此解决相关问题。
四、合作探究:1、静电力做功的特点结合课本图1.4-1(右图)分析试探电荷q在场强为E的均强电场中沿不同路径从A运动到B电场力做功的情况。
q沿直线从A到Bq沿折线从A到M、再从M到Bq沿任意曲线线A到B静电力做功的特点:2、电势能(与重力做功类比)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能,这种势能叫做电势能。
静电力做功与电势能变化的关系:表达式:若要确定电荷在电场中的电势能,应先规定电场中电势能的零位置。
电势能零点的规定:问题一、判断电荷在电场中A、B两点具有的电势能高低(仔细观察教材P17图1.4-2;1.4-3)问题二、求电荷在电场中某点具有的电势能【例1】如图,在场强E= 103N/C的匀强电场中,点电荷q=+1c从A移动到B,AB相距L=1m,静电力做功为多少?电势能如何变化?若规定E PB=0,则E PA=?若规定E PA=0,则E PB=?若规定无限远处电势能为零,则E PB=?3、电势(表征电场性质的重要物理量度)(仔细阅读教材P17---P18内容,通过研究电荷在电场中电势能与它的电荷量的比值得出。
)(1)定义:的比值,叫做这一点的电势。
用ϕ表示。
(2)公式:(与试探电荷无关)(3)单位:伏特(V)(4)电势是标量,只有大小,没有方向,但有正负,其正负表示电势的高低。
(5)电势与电场线的关系:(6)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.(大地或无穷远默认为零)【例2】把q=4×10-9C的试探电荷放在电场中的A点,具有6×10-8 J的电势能,求A点的电势ϕ4、等势面⑴定义:⑵等势面的性质:⑶等势面的用途:⑷画出几种电场的电场线及等势面(教材P19图1.4—5)五、达标检测:1、关于电场中的电场强度和电势,下列说法正确的是()A.电场强度大的地方,电势一定高B.等势面上各点的电场强度大小一定相等C.等势面不一定跟电场线垂直D.沿着电场线的方向,电势越来越低2、在电场中,下列说法正确的是()A.在等势面上移动电荷,电场力总是不做功B.某点的电势高,检验电荷在该点的电势能一定大C.某点的场强为零,检验电荷在该点的电势能一定为零D.某点的电势为零,检验电荷在该点的电势能一定为零3、图为电场中的一条电场线,A、B为这条电场线上的两点,则A.B点的场强一定比A点的小B.B点的电势一定比A点的低C.将电荷从A点移到B点,电荷的电势能一定减小D.B点的电势能一定比A点的低4、如图所示,在场强为E的匀强电场中有相距为s的两点A、B两点,Q连线AB与电场线的夹角为θ,将一电荷量为q的正电荷从A点移到B点。
第十章 静电场中的能量第一节电势能和电势【课标要求】知道静电场中的电荷具有电势能。
了解电势能、电势的含义。
【学习目标】(1) 通过计算在匀强电场中移动电荷静电力所做的功,认识静电力做功跟路径无关的特点(2)通过类比重力势能引人电势能,体会能量观点是分析物理问题的重要方法,并进一步认 识到物理学的和谐统一性(3)理解电势能的变化与静电力做功的关系。
知道常见的电势能零点的规定方法(4)通过建立电势概念的过程,理解电势是从能的角度描述电场的物理量。
会判断电场中两点电势的高低【自主学习】知识点一 静电力做功的特点1.特点:静电力做的功与电荷的 位置和 位置有关,与电荷经过的 无关。
2.在匀强电场中静电力做功:W AB = ,其中θ为静电力与位移间的夹角。
知识点二 电势能1.概念: 。
2.静电力做功与电势能变化的关系静电力做的功等于电势能的 ,W AB = 。
⎩⎨⎧ 静电力做正功,电势能减少;静电力做负功,电势能增加。
3.电势能的大小:电荷在某点的电势能,等于把它从这点移到 时静电力所做的功。
4.零势能点:电场中规定的电势能为零的位置,通常把电荷在离场源电荷 或 的电势能规定为零。
知识点三 电势1.定义:电荷在电场中某一点的 与它的 之比。
2.定义式:φ=E p q。
3.单位:国际单位制中,电势的单位是 ,符号是 。
4.特点(1)相对性:电场中各点电势的大小,与所选取的零电势的位置有关,一般情况下取离场源电荷无限远或大地为零电势位置。
(2)标矢性:电势是标量,只有大小,没有方向,但有正负。
【课堂探究】【例1】(1)如图所示,试探电荷q 在电场强度为E 的匀强电场中,沿直线从A 移动到B ,静电力做的功为多少?若q 沿折线AMB 从A 点移动到B 点,静电力做的功为多少? (2)若q 沿任意曲线从A 点移动到B 点,静电力做的功为多少?由此可得出什么结论? (3)对比电场力做功和重力做功的特点,它们有什么相同之处?重力做功引起重力势能的变化,电场力做功引起什么能的变化?【跟踪训练】两带电小球,电荷量分别为+q 和-q ,固定在一长度为l 的绝缘细杆的两端,置于电场强度为E 的匀强电场中,杆与场强方向平行,其位置如图所示。
选修3—1 1.4 电势能和电势教学目标:知识与技能1、理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系。
2、理解电势的概念,知道电势是描述电场的能的性质的物理量。
明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。
了解电势与电场线的关系,了解等势面的意义及与电场线的关系。
过程与方法通过与前面知识的结合,理解电势能与静电力做的功的关系,从而更好的了解电势能和电势的概念。
情感态度与价值观尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题,增强科学探究的价值观。
教学重点:理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。
教学难点:掌握电势能与做功的关系,并能用此解决相关问题。
预习案1.静电力(电场力)做功跟重力做功有相同的特点,即这种保守力做的功跟有关,跟无关。
2.正是由于上述特点,所以静电力做功会对应一种势能的变化,这种势能叫3. 在中会具有电势能4.电荷在电场中某点具有的电势能,等于功。
5.电场力做的功跟电势能变化的关系为。
6.电势的定义是:定义式是。
7顺着电场线的方向电势。
8等势面是。
电场线总是跟等势面相交,并且由等势面指向的等势面。
9.你能记住几种电场的等势面分布?教学案一、复习导学1.静电力、电场强度概念,2.回顾重力做功的特点是什么?静电力做功使试探电荷的哪个物理量发生了改变?说明物体获得怎样的能量呢?今天我们就从这个问题入手,来探究是什么能转化为试探电荷的动能?二、合作探究1.静电力做功的特点结合课本图1。
4-1(右图)分析试探电荷q在场强为E的均强电场中沿不同路径电场力做功的情况。
思考:1生活中从A运动到B的路径几条?在运动的过程必须有哪个物理量的作用?2.如果A和B是处在电场强度为E 的匀强电场,带电量为q的试探电荷从A运动到B有几条路径?在运动过程中受到哪个力的作用?B A①q沿直线从A到B ②q沿折线从A到M、再从M到B③q沿任意曲线线A到B练习:试求出上述3幅图中静电力做功是多少?(自己独立完成解题过程)由公式W= F·s·cosθ= qE·s·cosθ(s为电荷初末位置在电场方向上的位移)思考:带正电的试探电荷在匀强电场中由A点沿不同的路径运动到B点过程中静电力做的功相同吗?类比重力做功,当电荷沿轨迹3运动时,可把它分成很多小段位移,而每一小段都可分解成与静电力垂直和平行两部分,所有平行于静电力方向的位移之和等于AC的长度,故qE AC。
静电力所做功为W=||结论:静电力做功与路径无关,只与电荷的起始位置和终止位置有关。
说明:上述结论对于非匀强电场仍适用。
静电力做功的特点:2.电势能(与重力做功类比)疑惑:做功的过程是一个能量转化的过程,那么电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢?类比重力做功与重力势能的关系,静电力对电荷做正功时其电势能减少,动能增加,静电力对电荷做负功时其电势能增加,动能减少。
由此可知:电荷在电场中不同的位置也具有不同的势能,我们把这种势能称为电势能。
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能,这种势能叫做电势能。
静电力做功与电势能变化的关系的探究分析正电荷在匀强电场中从A到B和从B到A移动过程E EB分析:第一幅:电场力方向 电荷的运动方向说明电场力的方向与电荷的运动方向 电场力做 功.第二幅:电场力方向 电荷的运动方向说明电场力的方向与电荷的运动方向 电场力做 功.思考1:如果说“功是能量变化的量度”那么电场力做功是什么能的量度呢?静电力做功与电势能变化的关系?结论1:功是能量转化的量度,电场力对电荷做正功,电荷的电势能电场力对电荷做负功,电荷的电势能 故静电力所做的功等于电荷电势能的减少量,即AB W =PA PB E E - 表达式说明了静电力做功与电势能变化的关系)例1. 如图,在场强 C N E 310=的匀强电场中,点电荷q=+1c 从A 移动到B,AB 相距L=1m,电场力做功为多少?电势能如何变化?电荷在B 点的具有的电势能多大?思考2:当我们规定电荷在B 点所具有的电势能为零时,电荷在A 点所具有的电势能PA E = ,即电荷在某点的电势能,等于 把它从该点移动到 位置时所做的功。
结论2. 电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该处移动到零势能位置所做的功规定:通常把电荷在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电势能规定为零。
3、电势能是相对的,与零电势能面有关电势能为负表示电荷在该处的电势能比零还要小.4、电势能是电荷和电场所共有的,具有系统性5、电势能是标量6、重力势能与电势能的类比思考:静电力做功与重力做功的差异?为什么会有这样的差异?由于电荷的电性之分,正电荷沿着电场线方向移动时,静电力做功,电势能;而负电荷沿着电场线方向移动时,静电力做功,电势能;即等量的不同电荷在电场中同一位置所具有的电势能是问题一、判断电荷在电场中A、B两点具有的电势能高低(仔细观察教材P17图1.4-2;1.4-3) (将电荷由A点移到B点根据电场力做功情况判断,电场力做正功,电势能减小,电荷在A点电势能大于在B点的电势能,反之电场力做负功,电势能增加,电荷在B点的电势能小于在B 点的电势能。
)问题二、求电荷在电场中某点具有的电势能(电荷在电场中某点的电势能,等于静电力把它从该点移动到零电势能位置时电场力所有做的功。
如上式若取B 为电势能零点,则A 点的电势能为: AB AB PA qEL W E ==)3.电势---(表征电场性质的重要物理量度)1. 在重力场中可以把物体的重力势能与它的质量的比值定义为重力势。
如果物体在地面上的重力势能为零,试写出重力势的表达式(1)定义: 的比值,叫做这一点的电势。
用ϕ表示。
标量,只有大小,没有方向,但有正负。
(2)公式: (与试探电荷无关)(3)单位:伏特(V )(4)电势与电场线的关系:(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.(大地或无穷远默认为零)(6) 正试探电荷沿电场线方向移动,其电势能减小,电势逐渐降低,故沿电场线方向电势逐渐降低。
例2、把q=4×10-9C 的试探电荷放在电场中的A 点,具有6×10-8 J 的电势能,求A 点的电势ϕA .例3.在同一条电场线上有A、B两点,已知将 q从A点移到B点,外力克服电场力做功,则电场线的方向是由____________点指向____________点的;A、B两点比较,____________点的电势高。
4.等势面⑴.定义:⑵.等势面的性质:⑶.等势面的用途:⑷.画出几种电场的电场线及等势面(教材P19图1.4—5)5几种电场的电场线及等势面①等量同种电荷连线和中线上连线上:中点电势中线上:由中点到无穷远电势,无穷远电势②等量异种电荷连线上和中线上连线上:由正电荷到负电荷电势逐渐减小。
中线上:各点电势相等且都等于零。
3. 电场中两个电势不同的等势面能不能相交?说明理由巩固案1.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2.一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5×10-6JD .电荷的动能增加了5×10-6J3. 如图所示,在y 轴上关于O 点对称的A 、B 两点有等量同种点电荷+Q ,在x 轴上C 点有点电荷-Q ,且CO=OD ,∠ADO =60°.下列判断正确的是( )A .O 点电场强度为零B .D 点电场强度为零C .若将点电荷+q 从O 移向C ,电势能增大D .若将点电荷一q 从O 移向C .电势能增大4. 如图所示,电场中有A 、B 两点,则下列说法中正确的是( )A. 电势ϕϕA B >,场强E E A B >B. 电势ϕϕA B >,场强E E A B <C. 将电荷+q 从A 点移到B 点电场力做了正功D. 将电荷-q 分别放在A 、B 两点时具有的电势能E E A B >5.如图所示,把电量为-5×10-9C 的电荷,从电场中的A 点移到B 点,其电势能___(选填“增大”、“减小”或“不变”);若A 点的电势U A =15V ,B 点的电势U B =10V ,则此过程中电场力做的功为____J.6.把的电荷从电场中点移到电势为的点,电场力做q C A V B =-⨯-15101008.31061066⨯=⨯--J A V A C J A 的正功,那么点电势。
若从点移到点电场力做ϕ 的负功,那么点电势,间电势差。
C ϕC BC V BC U V ==7.将一个电量为-2×10-8C 的点电荷,从零电势点S 移到M 点要克服电场力做功4×10-8J ,则M 点电势φM =________,若将该电荷从M 点移到N 点,电场力做功14×10-8J ,则N 点电势φN =________,MN 两点间的电势差U MN =_______.8. 如图所示,在某点电荷的电场中,若取无穷远处电势为零,则A 点电势为30V ,如果将q =-109C 的电荷放在A 点,它具有电势能为3108⨯-J ,如果把q 从A 移到B ,电场力做功的绝对值是5109⨯-J ,则q 在B 点的电势能为____________J ,电势ϕB =____________V 。
9.有一带电量q =-3×10-6C 的点电荷,从电场中的A 点移到B 点时,克服电场力做功6×10-4J ,从B 点移到C 点时电场力做功9×10-4J.问:(1)以B 为零势能点,电荷在A 点时的电势能E PA1是多少?(2)如选取C 点的电势能为零,则电荷在A 点时的电势能E PA2又是多少?THANKS !!!致力为企业和个人提供合同协议,策划案计划书,学习课件等等打造全网一站式需求欢迎您的下载,资料仅供参考。