第4節(jié)電勢(shì)與電勢(shì)能導(dǎo)學(xué)案

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1、第1.4電勢(shì)能與電勢(shì)）導(dǎo)學(xué)案（1）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1 1、理解靜電力做功的特點(diǎn)、電勢(shì)能的概念。2 2、掌握靜電力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系，會(huì)定量計(jì)算電荷的電勢(shì)能大小。1 1、功的計(jì)算公式：【學(xué)習(xí)過程】：靜電力做功的特點(diǎn) 問題 1.1.結(jié)合課本圖 1.4-11.4-1（右圖），求出試探電荷+q+q 在場(chǎng)強(qiáng)為 E E 的勻強(qiáng)電場(chǎng)中沿不同路徑 從 A A 運(yùn)動(dòng)到 B B 靜電力所做功。1試探電荷 q q 在勻強(qiáng)電場(chǎng) E E 中沿直線從 A A 到 B,B,求解靜電力做功。2試探電荷 q q 在勻強(qiáng)電場(chǎng) E E 中沿直線從 A A 到 B,B,求解靜電力做功。3q q 沿折線 AMBAMB 從 A A 到

2、B B。其中 AMAM 與電場(chǎng)線平行，BMBM 與電場(chǎng)線垂直。解靜電力做功。q q 沿任意曲線 ANBANB 從 A A 到 B B,求解靜電力做功。通過O中的計(jì)算你能總結(jié)出的結(jié)論是：靜電力做功與電荷經(jīng)過的路徑 _關(guān),（填有、無），與前面學(xué)習(xí)的 _ 力做功相似。結(jié)論1：靜電力做功的特點(diǎn)：這個(gè)結(jié)論雖然是從勻強(qiáng)電場(chǎng)推導(dǎo)出來的，但它也可適用于二:電勢(shì)能問題 1 1.電勢(shì)能：由于移動(dòng)電荷時(shí)靜電力做功與移動(dòng)的路徑無關(guān)，電荷在_ 中具有勢(shì)能，叫做電勢(shì)能。電勢(shì)能用 _ 表示。如 A A 點(diǎn)的電勢(shì)能一般表示為,B B 點(diǎn)的電勢(shì)能一般表示為思考與討論：如果電荷沿不同路徑移動(dòng)時(shí)靜電力做的功不一樣，還能建立電勢(shì)能的

3、概念嗎？2 2、重力做功的特點(diǎn)：只與有關(guān)，與無關(guān)。為什么?問題 2.2.如圖，一點(diǎn)電荷+q+q 在勻強(qiáng)電場(chǎng) E E 中靜止釋放,僅在靜電力的作用下3_E-它做什么運(yùn)動(dòng)？什么能量增加？是什么形式的能量轉(zhuǎn)化而來？-問題 3.3.靜電力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系1如右圖，質(zhì)量為 m m 的小球從 A A 到 B B 下降 H H 高的過程，重力做了多少功？重力勢(shì)能變化了多少？重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系是什么？寫出表達(dá)式。2在電場(chǎng)中(如右圖)，當(dāng)正電荷在電場(chǎng)中從A A 點(diǎn)移動(dòng)到 B B 點(diǎn)時(shí)，靜電力做什么功？類比重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系，分析電勢(shì)能的變化，并寫出靜電力做 功與電勢(shì)能變化的關(guān)系式。3_

4、在重力場(chǎng)中，從 A A 到 B B,重力勢(shì)能的變化量EP=_重力勢(shì)能的減少量EP減=類比重力場(chǎng)，在電場(chǎng)中，從A A 到 B B,電勢(shì)能的變化量厶EP=_電勢(shì)能的減少量AEP減=通過Q中的分析，若電荷 q q 在電場(chǎng)中從 A A 運(yùn)動(dòng)到 B B,靜電力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系：若靜電力做功為正功，電勢(shì)能 _，電荷在 A A 點(diǎn)電勢(shì)能 _(填、或=)在B B 點(diǎn)的電勢(shì)能。靜電力做 _，電勢(shì)能增加，電荷在A A 點(diǎn)電勢(shì)能 _(填、或=)在 B B 點(diǎn)的電勢(shì)能。結(jié)論2:靜電力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系：_表達(dá)式為:問題 4.電勢(shì)能的計(jì)算(1 1)如圖，在場(chǎng)強(qiáng) E=E=10103 3N/CN/C 的勻強(qiáng)電場(chǎng)中

5、，點(diǎn)電荷 q=+1cq=+1c 從 A A 移動(dòng)到 B,ABB,AB 相距 L=1m,L=1m,-E E(1)(1)靜電力做功為多少？電勢(shì)能如何變化？上_B B.(2)(2)電荷在 A A 點(diǎn)，B B 點(diǎn)的電勢(shì)能為多少呢?通過以上分析可以看到，靜電力做的功只能決定電勢(shì)能的變化量，而不能決定電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能的數(shù)值。只有先把電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能規(guī)定為0 0,才能確定電荷在電場(chǎng)中其它點(diǎn)的電勢(shì)能。（2 2）若規(guī)定&B=0,&B=0,則EPA=?（3 3）若規(guī)定曰A=0,則EPEF?結(jié)論：電荷在某點(diǎn)電勢(shì)能在數(shù)值上等于把它從_ 移到_位置時(shí)（4 4）由上一問題可知，要確定電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能，必

6、須先選定電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能為零。通常把 _的電勢(shì)能規(guī)定為 0 0，或把 _的電勢(shì)能規(guī)定為 0 0。這說明電勢(shì)能和重力勢(shì)能一樣具有_性，也是量，電勢(shì)能為負(fù)時(shí),表示電荷在該處的電勢(shì)能比零還要小問題 5 5 電勢(shì)能的變化與電荷電性的關(guān)系如圖，將正電荷從 A A 移到 B,B,靜電力做什么功？電勢(shì)能怎么變？2如果將負(fù)電荷從 A A 移到 B,B,靜電力做什么功？電勢(shì)能怎么變？3通過 O O中的分析，在同一電場(chǎng)中，從 A A 點(diǎn)到 B B 點(diǎn)，移動(dòng)正電荷與移動(dòng)負(fù)電荷，電荷的電勢(shì)能的變化是 _ 的。由此知，電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能是電場(chǎng)和電荷共有的。思考：以無窮遠(yuǎn)處為 0 0 勢(shì)能點(diǎn)，則 1 1、在正點(diǎn)電荷產(chǎn)生

7、的電場(chǎng)中，一正試探電荷在電場(chǎng)中任一位置的電勢(shì)能是正還是負(fù)？一負(fù) 試探電荷在電場(chǎng)任一位置的電勢(shì)能是正還是負(fù)？2 2、在負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中，一正試探電荷在電場(chǎng)中任一位置的電勢(shì)能是正還是負(fù)？一負(fù) 試探電荷在電場(chǎng)任一位置的電勢(shì)能是正還是負(fù)電場(chǎng)與重力場(chǎng)的比較總結(jié)特 征重力場(chǎng)電 場(chǎng)性 質(zhì)對(duì)放入的物體有力的作用對(duì)電場(chǎng)中的電荷有力的作用強(qiáng)弱 描述用比值F表示場(chǎng)的強(qiáng)弱m能量物體在重力場(chǎng)內(nèi)有重力勢(shì) 能做功 特點(diǎn)重力做功與路徑無關(guān)，僅 由初末位置決定功能 關(guān)系WABEPAEPB質(zhì)點(diǎn)在某點(diǎn)的重力勢(shì)能等 于八大從該點(diǎn)移到零勢(shì)能 初的過程中重力做的功相對(duì) 性重力勢(shì)能具有相對(duì)性系統(tǒng) 性重力勢(shì)能屬于物體與重力 場(chǎng)組成的系統(tǒng)

8、三、電勢(shì)1 1 概念：電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量的2.2._公式和單位：電勢(shì)的定義公式為，單位是、3.3.相對(duì)性：電勢(shì)也是相對(duì)的，在應(yīng)用中常取離場(chǎng)源電荷無限遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，或大地的電勢(shì)為零.電勢(shì)可以是正值，也可以是負(fù)值，沒有方向，因此是 _.4.4.與電場(chǎng)線關(guān)系：沿電場(chǎng)線的方向電勢(shì)-5.5.該公式中涉及三個(gè)物理量$、EpEp、q q，在計(jì)算時(shí)應(yīng)代入問題 6 6、有關(guān)電勢(shì)的計(jì)算1 1 將一電量為 q=2q=2X1010-6C C 的點(diǎn)電荷從電場(chǎng)外一點(diǎn) P P 移至電場(chǎng)中某點(diǎn) A A，電場(chǎng)力做功 4 4X1010-5J J,求 A A 點(diǎn)的電勢(shì)。2 2、在靜電場(chǎng)中，把一個(gè)電荷量 q q=2

9、.02.0X10105C C 的負(fù)電荷由 M M 點(diǎn)移到 N N 點(diǎn)，電場(chǎng)力做功 6.06.0X1010一4J J，由 N N 點(diǎn)移到 P P 點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功1.01.0X1010一3J J,貝 U U M M、N N、P P 三點(diǎn)電勢(shì)是_.（設(shè) N N 點(diǎn)電勢(shì)為零）四、等勢(shì)面1 1等勢(shì)面：電場(chǎng)中 _ 相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢(shì)面在同一個(gè)等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)靜電力_.2 2 等勢(shì)面的特點(diǎn)：電場(chǎng)線跟 _垂直，并且由電勢(shì)高的等勢(shì)面 _ 電勢(shì)低的等勢(shì)面.3.3.等勢(shì)面實(shí)例：孤立的點(diǎn)電荷電場(chǎng)的等勢(shì)面是一簇以點(diǎn)電荷位置勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面是一族 _4.4.等差等勢(shì)面越密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越大5 5.幾種典型的電場(chǎng)的等勢(shì)面與電場(chǎng)線SF點(diǎn)電荷零抵界種點(diǎn)電荷