【2018年秋季课程人教版选修3-1高二物理】1.4电势能和电势教案

适用学科 高中物理 适用年级 高二 适用区域 人教版区域 课时时长（分钟） 2课时 知识点 电势能和电势 教学目标 1.、理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系。 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。明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。 3、了解电势与电场线的关系，了解等势面的意义及与电场线的关系。 4、理解电势与场强无直接的关系。 教学重点 1、理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义 2、应用电势能的概念求解静电力对电荷所做的功。 教学难点 1、应用电势能的变化求解静电力对电荷所做的功。 2、电势与场强无直接的关系； 3、掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。 本讲是第一章静电场中的重要组成重要组成部分，也是难点部分。我们在第二讲学习过了电场和电场强度之后，知道了电场对电荷有力的作用，也知道了描述电场的一个全新物理量等知识。这些知识都为本节课的内容打好了基础，那么电荷在电场中运动时电场力会不会对电荷做功，做功的话就会对应一种能量的改变，这种能量又是什么能，又该如何来表述这种能量，本节课我们来学习电势能和电势。 基础知识回顾 （1）重力做功与重力势能的变化及二者之间的关系。重力做功与路径无关，仅与物体始末位置有关。重力做正功，物体的重力势能减少，重力做负功（或物体克服重力做功），物体的重力势能增加。 （2）复习功和能量的关系。功是能量转化的量度。 一、静电力做功的特点 静电力做功的特点 (1)静电力做功的特点：静电力对某电荷所做的功，与该电荷的电荷量有关(填“有关”或“无关”)，与电荷经过的路径无关(填“有关”或“无关”)，该结论在任何电场中均成立. (2)静电力做功与重力做功相似，只要初、末位置确定了，移动电荷q做的功就是确定值. 二、电势能 1.电势能：电荷在电场中具有的势能，用Ep表示. 2.静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于电势能的减少量.表达式：WAB＝EpA－EpB. 3.电势能的大小：电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功. 4.电势能具有相对性 电势能零点的规定：通常把电荷在离场源电荷无限远处或把电荷在大地表面上的电势能规定为零. 三、电势 对电势的理解 (1)定义及公式：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，即φ＝，单位为伏特，符号为V. (2)电势高低的判断：沿着电场线的方向电势逐渐降低. (3)电势的标量性：电势是标量，只有大小，没有方向，但有正、负之分，电势为正表示比零电势高，电势为负表示比零电势低. (4)电势的相对性：零电势点的规定原则，一般选大地或无限远处的电势为0，只有规定了电势零点才能确定某点的电势大小. (5)电势描述电场能的性质，决定于电场本身，与试探电荷无关(填“有关”或“无关”). 四、等势面 1.等势面的特点 (1)在等势面上移动电荷时静电力不做功. (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)等势面密的地方，电场强度较强；等势面疏的地方，电场强度较弱. (4)任意两个等势面都不相交. 2.几种常见电场的等势面 (1)点电荷的等势面是以点电荷为球心的一簇球面. (2)等量异号点电荷的等势面：点电荷的连线上，从正电荷到负电荷电势越来越低，中垂线是一条等势线. (3)等量同号点电荷的等势面：等量正点电荷连线的中点电势最低，中垂线上该点的电势最高，从中点沿中垂线向两侧，电势越来越低.等量负点电荷连线的中点电势最高，中垂线上该点的电势最低.从中点沿中垂线向两侧，电势越来越高. (4)匀强电场的等势面是垂直于电场线的一簇平行等间距的平面.. 分析试探电荷q在场强为E的均强电场中沿不同路径从A运动到B电场力做功的情况。 （1）q沿直线从A到B （2）q沿折线从A到M、再从M到B （3）q沿任意曲线线A到B 结果都一样即：W=qELAM =qELABcos 结论：在任何电场中，静电力移动电荷所做的功，只与始末两点的位置有关，而与电荷的运动路径无关。 （1）电势能：由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场 中也具有势能，这种势能叫做电势能。 静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于电势能的变化量。写 成式子为： 注意： ①.电场力做正功，电荷的电势能减小；电场力做负功，电荷的电势能增加 ②.电场力做多少功，电势能就变化多少，在只受电场力作用下，电势能与动能相互转化，而它们的总量保持不变。 ③.在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为正，负电荷 在任一点具有的电势能都为负。 在负电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为负，负电荷在任意一点具有的电势能都为正。 ④．求电荷在电场中某点具有