高二物理沪教版选修3-1第二章第三节研究电场的能的性质 教案

3研究电场的能的性质（二）

（一）        知识与技能

1、   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。

2、   了解电势与电场线的关系，等势面的意义及与电场线的关系。

3、   理解电势差与电场强度的关系

（二）过程与方法：通过与前面知识的结合，从而更好的了解电势差和电势的概念。

（三）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。

重点：理解掌握电势、等势面的概念及意义。

难点：解决相关问题。

教 学 活 动

教学过程：

（一）复习前面相关知识

 1．静电力、电场强度概念，指出前面我们从力的性质研究电场，从本节起将从能量的角度研究电场。

2．复习功和能量的关系。从静电力做功使试探电荷获得动能入手，提出问题：是什么能转化为试探电荷的动能？引入新课。

 

（二）进行新课

一．电势 （相当于高度）

（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，叫做这一点的电势。用表示。标量，只有大小，没有方向，但有正负。

（2）公式：（与试探电荷无关）       伏特（V）

（3）零电势位置的规定：大地或无穷远默认为零，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．

（4）电势与电场线的关系：电势顺线降低。（电场线指向电势降低的方向）数据列举

（5）正电荷的电场中电势为正，负电荷的电场中电势为负

二．等势面

⑴．   定义：电场中电势相等的点构成的面

⑵．   几种电场的电场线及等势面

 

 

（3）等势面的特点

1、   在等势面上移动电荷，电场力不做功

2、   电场线（或E）⊥等势面

3、   电场线由高的等势面指向低的等势面

4、   等势面不相交 ，可以闭合

5、   静电平衡的导体是等势体，表面是等势面

6、   等差等势面――相邻的等势面的电势差相等

（1）          差等势面越密的地方，电场越强，场强越大

（2）          相邻的等差等势面移动同一个电荷电场力做功相等

7、沿电场方向电势降低最快（场强方向是电势降落最快的地方）

    8、匀强电场中，平行等长的线段两个端点间的电势差相等，即电势均匀变化。

注意：①等量同种电荷（正）连线和中线上

连线上：中点电势最小

中线上：由中点到无穷远电势逐渐减小，无穷远电势为零。

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。

三 、电势差与电场强度的关系.

根据电势差的定义式，得

U=

用d表示A、B在场强方向上的距离AB′，则上式可写为：  U   =  E d

1、   上式是在匀强电场中推出的，它不适用于非匀强电场。

2、   在匀强电场中，电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上的电势差。

3、   U是两点间的电势差，d是沿电场方向的距离

4、   计算时代入绝对值

5、   由，可得E的单位   

 

【训练巩固】

1．在静电场中下列说法正确的是    (　　)

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

D．沿着电场强度的方向，电势总是不断降低的

2．(2009·德州高二检测)如图所示，在点电荷的电场中的一条电场线上依次有A、B、C三点，先把＋q的试探电荷依次放在三点上，然后把－q的试探电荷依次放在三点上，关于电荷的电势能的说法正确的是

(　　)

A．放上＋q时，EpA>EpB>EpC

B．放上＋q时，EpA<EpB<EpC

C．放上－q时，EpA>EpB>EpC

D．无论放＋q，还是－q，EpA<EpB<EpC

3．如图所示，实线是一个电场中的电场线，虚线是一个负试探电荷在这个电场中的轨迹，若电荷是从a处运动到b处，以下判断正确的是  (　　)