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文本内容:
2019-2020年高中物理第一章静电场
1.4电势能和电势学案新人教版选修3-1【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【知识导学】
1.静电力做功的特点:静电力做的功只与电荷的
①起始位置和
②终点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电势能为零电势为零处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
④Ep=q·φ2电势能有正负电势能是
⑤标量填“矢量”或“标量”电势能为负表示该点电势能比零电势能点
⑥低填“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=
⑦EpA-EpB
3.电势1定义:电荷在电场中某点的
⑧电势能Ep与它的
⑨电荷量q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伏特符号为V2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无关3沿着电场线方向电势逐渐降低4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在物理学研究中常取离场源电荷无限远处的电势为零在实际应用中取大地的电势为零5电势只有大小没有方向是标量
4.等势面1定义:电场中电势相同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不做功填“做功”或“不做功”2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3通常在同一幅图中两个相邻的等势面间的电势之差是相等的【三“点”探究】主题1:探究静电力做功的特点1如图所示如果正电荷q在匀强电场E中沿着路径1从位置A移动到位置B如何计算静电力所做的功WAB12如果正电荷q在匀强电场E中沿着路径2移动如何计算静电力所做的功WAB23如果正电荷q在匀强电场E中沿着路径3移动如何计算静电力所做的功WAB34通过以上分析你发现在匀强电场中静电力做功跟重力做功有什么类似的特点吗你是否可以同样用“微分法”将这个结论推广到任意的电场呢主题2:电势能阅读教材“电势能”部分的内容回答下列问题:1重力做功与重力势能的变化量有什么关系静电力做功与电势能的变化量有什么关系2重力做正功和负功意味着重力势能如何变化静电力做正功和负功意味着电势能如何变化3重力势能具有相对性电势能是否也具有相对性如何确定电荷在电场中某点的电势能主题3:电势如图所示有一个电场强度为E的匀强电场规定在O点的电势能为零A为电场中的任意一点1一电荷量为+q的试探电荷从A移到O静电力做的功是多少正电荷q在A点的电势能是多少电势能与电荷量的比值为多少如果试探电荷是负电荷以上结果是否一样呢这个比值有什么特点2仔细阅读教材相关内容通过研究电荷在电场中的电势能与其电荷量的比值写出电势的定义式、单位并说出如何确定电场中某点的电势3电势与电场线之间有怎样的关系主题4:等势面1如图所示在点电荷形成的电场中有A、B、C三点若将单位正电荷由A点移动到C点做功为WAC把单位正电荷由B点移动到C点做功为WBC而WAC=WBC则A、B两点有什么关系单位正电荷从A点移动到B点时静电力做功情况如何2阅读教材相关内容说说什么是等势面3参看教材图
1.4-5几种带电体周围的等势面和电场线从中寻找不同电场中等势面的不同点和相同点总结等势面的特点【知识运用】
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B.同一个电荷在电势越高的地方电势能越大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A.电场强度为零的点电势一定为零B.电场强度处处相同的区域内电势也一定处处相同C.电势降低的方向一定是电场强度的方向D.匀强电场中的等势面是一簇彼此平行的平面
4.下列说法正确的是A.沿电场线的方向场强一定越来越小B.沿电场线的方向电势一定越来越低C.沿电场线方向移动电荷电势能逐渐减小D.在静电力作用下正电荷一定从电势高处向电势低处移动【拓展提升】拓展
一、电势高低和电势能大小的判断方法
1.如图所示某区域电场线左右对称分布M、N为对称线上的两点下列说法正确的是A.M点电势一定高于N点电势B.M点场强一定大于N点场强C.正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能D.将电子从M点移动到N点静电力做正功拓展
二、等势面的特点及应用
2.下列电场中a、b两点场强和电势都相同的是A.距正点电荷等距离的a、b两点B.等量异种点电荷的连线的中垂线上距连线中点O等距离的a、b两点C.等量同种点电荷的连线上距连线中点O等距离的a、b两点D.两块带有等量异种电荷的平行金属板间距同一板不等距离的a、b两点拓展
三、借助电场线和等势面的关系求解电场问题
3.如图所示a、b、c代表电场中三个等势面相邻等势面之间的电势差相等即Uab=Ubc实线为一带负电的质点仅在静电力作用下通过该区域时的运动轨迹P、Q是这条轨迹上的两点据此可知A.P点的电势高于Q点的电势B.带电质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大C.带电质点通过P点时的动能比通过Q点时大D.带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时大【补充学习材料】【反思总结】。