电势能和电势导学案
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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a
C.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 A.EA一定大于EB,φA一定高于φB B.EA不一定大于EB,φA一定高于φB C.EA一定大于EB,φA不一定高于φB D.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( ) A B C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?