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2019-2020年高中物理 1.4《電勢(shì)能和電勢(shì)》教案 新人教版選修3-1 （一） 知識(shí)與技能 1、理解靜電力做功的特點(diǎn)、電勢(shì)能的概念、電勢(shì)能與電場(chǎng)力做功的關(guān)系。 2、理解電勢(shì)的概念，知道電勢(shì)是描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量。明確電勢(shì)能、電勢(shì)、靜電力的功、電勢(shì)能的關(guān)系。了解電勢(shì)與電場(chǎng)線的關(guān)系，等勢(shì)面的意義及與電場(chǎng)線的關(guān)系。 （二）過(guò)程與方法：通過(guò)與前面知識(shí)的結(jié)合，理解電勢(shì)能與靜電力做的功的關(guān)系，從而更好的了解電勢(shì)能和電勢(shì)的概念。 （三）情感態(tài)度與價(jià)值觀：嘗試運(yùn)用物理原理和研究方法解決一些與生產(chǎn)和生活相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題，增強(qiáng)科學(xué)探究的價(jià)值觀。 重點(diǎn)：理解掌握電勢(shì)能、電勢(shì)、等勢(shì)面的概念及意義。 難點(diǎn)：掌握電勢(shì)能與做功的關(guān)系，并能用此解決相關(guān)問(wèn)題。 教 學(xué) 活 動(dòng) 教學(xué)過(guò)程： （一）復(fù)習(xí)前面相關(guān)知識(shí) 1．靜電力、電場(chǎng)強(qiáng)度概念，指出前面我們從力的性質(zhì)研究電場(chǎng)，從本節(jié)起將從能量的角度研究電場(chǎng)。 2．復(fù)習(xí)功和能量的關(guān)系。從靜電力做功使試探電荷獲得動(dòng)能入手，提出問(wèn)題：是什么能轉(zhuǎn)化為試探電荷的動(dòng)能？引入新課。 （二）進(jìn)行新課 一．靜電力做功的特點(diǎn) 結(jié)合課本圖1。4-1（右圖）分析試探電荷q在場(chǎng)強(qiáng)為E的均強(qiáng)電場(chǎng)中沿不同路徑從A運(yùn)動(dòng)到B電場(chǎng)力做功的情況。 （1） q沿直線從A到B （2） q沿折線從A到M、再?gòu)腗到B （3） q沿任意曲線線A到B 結(jié)果都一樣即：W=qELAM =qELABcos 結(jié)論：在任何電場(chǎng)中，靜電力移動(dòng)電荷所做的功，只與始末兩點(diǎn)的位置有關(guān)，而與電荷的運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)。 與重力做功類(lèi)比，引出： 二．電勢(shì)能 （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(wú)關(guān)，電荷在電場(chǎng)中也具有勢(shì)能，這種勢(shì)能叫做電勢(shì)能。 （2） 靜電力做功等于電勢(shì)能的變化量（靜電力做功改變電勢(shì)能）。 電場(chǎng)力做正功，電荷的電勢(shì)能減??；電場(chǎng)力做負(fù)功，電荷的電勢(shì)能增加。電場(chǎng)力做多少功，電勢(shì)能就變化多少，在只受電場(chǎng)力作用下，電勢(shì)能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化，而它們的總量保持不變。 無(wú)論電荷的正負(fù)： 正電荷順著電場(chǎng)線移動(dòng)，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少 正電荷逆著電場(chǎng)線移動(dòng)，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加 負(fù)電荷順著電場(chǎng)線移動(dòng)，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加 負(fù)電荷逆著電場(chǎng)線移動(dòng)，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少 ( 3 )注意： ①．電勢(shì)能零點(diǎn)的規(guī)定：大地或無(wú)窮遠(yuǎn)默認(rèn)為零 ②在正電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為正，負(fù)電荷在任 一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為負(fù)。 在負(fù)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為負(fù)，負(fù)電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為正。 ③電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)A具有的電勢(shì)能EP等于將該點(diǎn)電荷由A點(diǎn)移到電勢(shì)零點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功W的。即EP=W ④．將電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)根據(jù)電場(chǎng)力做功情況判斷，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，電荷在A點(diǎn)電勢(shì)能大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能，反之電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，電荷在B點(diǎn)的電勢(shì)能小于在B點(diǎn)的電勢(shì)能。 通過(guò)研究電荷在電場(chǎng)中電勢(shì)能與它的電荷量的比值得出。（數(shù)據(jù)列舉） 三．電勢(shì) （相當(dāng)于高度） （1）定義：電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量的比值，叫做這一點(diǎn)的電勢(shì)。用表示。標(biāo)量，只有大小，沒(méi)有方向，但有正負(fù)。 （2）公式：（與試探電荷無(wú)關(guān)） 伏特（V） （3）零電勢(shì)位置的規(guī)定：大地或無(wú)窮遠(yuǎn)默認(rèn)為零，電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)的數(shù)值與零電勢(shì)的選擇有關(guān)，即電勢(shì)的數(shù)值決定于零電勢(shì)的選擇． （4）電勢(shì)與電場(chǎng)線的關(guān)系：電勢(shì)順線降低。（電場(chǎng)線指向電勢(shì)降低的方向）數(shù)據(jù)列舉 （5）正電荷的電場(chǎng)中電勢(shì)為正，負(fù)電荷的電場(chǎng)中電勢(shì)為負(fù) E 20V 10 0 －10 四．等勢(shì)面 1． 定義：電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面 2． 幾種電場(chǎng)的電場(chǎng)線及等勢(shì)面 （3）等勢(shì)面的特點(diǎn) 9 8 7 6 6 6 6 5 4 3 2 1 0 1、 在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力不做功 2、 電場(chǎng)線（或E）⊥等勢(shì)面 3、 電場(chǎng)線由高的等勢(shì)面指向低的等勢(shì)面 4、 等勢(shì)面不相交 ，可以閉合 5、 靜電平衡的導(dǎo)體是等勢(shì)體，表面是等勢(shì)面 6、 等差等勢(shì)面――相鄰的等勢(shì)面的電勢(shì)差相等 （1） 差等勢(shì)面越密的地方，電場(chǎng)越強(qiáng)，場(chǎng)強(qiáng)越大 20 10 0 （2） 相鄰的等差等勢(shì)面移動(dòng)同一個(gè)電荷電場(chǎng)力做功相等 7、沿電場(chǎng)方向電勢(shì)降低最快（場(chǎng)強(qiáng)方向是電勢(shì)降落最快的地方） 8、勻強(qiáng)電場(chǎng)中，平行等長(zhǎng)的線段兩個(gè)端點(diǎn)間的電勢(shì)差相等，即電勢(shì)均勻變化。 注意：①等量同種電荷（正）連線和中線上 連線上：中點(diǎn)電勢(shì)最小 中線上：由中點(diǎn)到無(wú)窮遠(yuǎn)電勢(shì)逐漸減小，無(wú)窮遠(yuǎn)電勢(shì)為零。 ②等量異種電荷連線上和中線上 連線上：由正電荷到負(fù)電荷電勢(shì)逐漸減小。 中線上：各點(diǎn)電勢(shì)相等且都等于零。 鞏固練習(xí)： 1、將帶電量為610-6C的負(fù)電荷從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)，克服電場(chǎng)力做了310-5J的功，再?gòu)腂移到C，電場(chǎng)力做了1.210-5J的功，則 （1）電荷從A移到B，再?gòu)腂移到C的過(guò)程中電勢(shì)能共改變了多少？ （2）如果規(guī)定A點(diǎn)的電勢(shì)能為零，則該電荷在B點(diǎn)和C點(diǎn)的電勢(shì)能分別為多少？ （3）如果規(guī)定B點(diǎn)的電勢(shì)能為零，則該電荷在A點(diǎn)和C點(diǎn)的電勢(shì)能分別為多少？ 2、有關(guān)電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)，下列說(shuō)法中正確的是（ ） A、由放在該點(diǎn)的電荷所具有的電勢(shì)能的多少?zèng)Q定 B、由放在該點(diǎn)的電荷的電量多少來(lái)決定 C、與放在該點(diǎn)的電荷的正負(fù)有關(guān) D、是電場(chǎng)本身的屬性，與放入該點(diǎn)的電荷情況無(wú)關(guān) 3、關(guān)于等勢(shì)面正確的說(shuō)法是（ 　 ） A．電荷在等勢(shì)面上移動(dòng)時(shí)不受電場(chǎng)力作用，所以不做功 B．等勢(shì)面上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等 C．等勢(shì)面一定跟電場(chǎng)線垂直 D．兩等勢(shì)面不能相交 4、一個(gè)點(diǎn)電荷，從靜電場(chǎng)中的a點(diǎn)移至b點(diǎn)，其電勢(shì)能的變化為零，則（　?。? A．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定相等 B．該電荷一定沿等勢(shì)面移動(dòng) C．作用于該點(diǎn)電荷的電場(chǎng)力與其移動(dòng)方向總是垂直的 D．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電勢(shì)相等 5、在勻強(qiáng)電場(chǎng)中有a、b、c三點(diǎn)，位置關(guān)系如圖52-6所示，其中ab=√3 cm，bc=1cm已知電場(chǎng)線與abc三點(diǎn)所在的平面平行,若將電量為-210－８C的點(diǎn)電荷從a 移到b，電場(chǎng)力不做功，而把該電荷從a移到c，電場(chǎng)力做功為1.810－７J (1)畫(huà)出通過(guò) a、b、c 三點(diǎn)的電場(chǎng)線 (2)求該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度