高中物理人教版 (2019)必修 第三册1 电势能和电势教案
展开通过与重力势能的引入对比,了解电荷在电场中的电势能,知道电场力做功与电势能变化的关系。
通过用电场力做功与电势能的变化的关系来计算电荷在电场中的电势能,了解电势能的系统性和相对性。
通过对检验电荷在具体电场中电势能的分析,知道用比值法定义表示电场另一方面的性质——能的性质——电势,体会类比方法也是科学研究的一种重要方法。
通过具体电场中电势的分析,了解电势的客观性、标量性和相对性。
【教学目标】
【教学过程】
一.静电力做功的特点
在电场强度为 E 的匀强电场中任取 A 、B 两点,把试探电荷 q 沿两条不同路径从 A 点移动到 B 点, 计算这两种情况下静电力对电荷所做的功。
把 q 沿直线AB 从 A 点移动到 B 点。在这个过程中, q 受到的静电力 F 与位移 AB 的夹角始终为 θ,静电力对 q 所 做的功为
再把 q 沿折线AMB 从A点移动到 B 点。在位移AM 方 向上,静电力对 q 所做的
在移动过程中,静电力对q所做的功 WAMB = WAM + WMB =
所以,以上两种不同路径中静电力对q所做的功是一样的。
还可以使 q 沿任意曲线ANB 从 A 点移动到 B 点 (图 10.1-3 )。这时,我们把曲线分成无数小段,每一小段 中, 设想 q 都从起点先沿电场方向、再沿垂直电场方向到 达终点。各小段沿垂直电场方向运动时,静电力是不做功的, 各小段沿电场方向移动的位移之和等于 AM 。因此, q 沿 任意曲线从A 点移动到 B 点静电力所做的功也是 W = qEAM
可见,不论 q 经由什么路径从 A 点移动到 B 点,静电 力所做的功都是一样的。因此,在匀强电场中移动电荷时, 静电力所做的功与电荷的起始位置和终止位置有关,与电
荷经过的路径无关。
电势能
电荷在电场中具有势能,我们称这种形式的能量为电势能,用表示。
如果用表示电荷由A点运动到B点静电力所做的功,和分别表示电荷在A点和B点的电势能,它们之间的关系为
当为正值时,,表明静电力做正功,电势能减少。当 为负值时,,表明静电力做负功,电势能增加。
电势
电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比,叫做电场在这一点的电势。如果用表示电势,用表示电荷q的电势能,则。
国际单位制中,电势的单位是伏特,符号是V。在电场中某一点,如果电荷量为1C的电荷在这点的电势能是1J,这一点的电势就是1V,即
沿着电场线方向电势逐渐降低。
与电势能情况相似,应该先规定电场中某处电势为0,然后确定各点电势。
电势只有大小,没有方向,是个标量。
【课堂探究】
1.对于静电场中动能定理、能量转化,何种形式能量在变化?
2.能否找到一个描述电场某点性质的物理量?
特别提醒:
注意区别开电势能和电势的区别,并与重力势能和高度进行类比。
练习巩固:
P30 2、3
解题锦囊:
能正确利用 进行电势的求解。
练习巩固:
【课后作业】
课本P30 1、5、6
【板书设计】
一.静电力做功的特点
A--B:
A--M--B:
结论:静电力所做的功与电荷的起始位置和终止位置有关,与电荷经过的路径无关。
二、电势能
1.定义:电荷在电场中具有的势能,用Ep表示。
2.电势能的特点:
(1)相对性:零势能面
(2)标量性:正负号
(3)系统性:共有
3.静电力做功与电势能变化的关系:WAB= EpA -EpB
【教学反思】
主题探究
素养提升
知道静电场中的电荷具有电势能
体验类比法在科学研究中的作用
从功能关系的角度深刻理解电场力做功和电势能的变化这两个物理观念。
了解电势的含义
体会比值定义法是科学研究的一种重要方法
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