云南省德宏州潞西市芒市中学高中物理 1.4 电势能和电势教案 新人教版选修31.doc

1 1 4 1 4 电势能和电势电势能和电势 2 2 课时课时 一一 学习目标 学习目标 1 知道电势能是带电粒子在电场中所具有的能量 2 知道电势的物理意义 会比较电场中各点电势高低 3 理解在等势面上移动电荷电场力不做功 因此电场线与等势面垂直 并且有电势高的等 势面指向电势低的等势面 任何两等势面不相交 思考题思考题 1 1 电势能的变化与电场做功有什么关系 思考题思考题 2 2 零电势点和零电势能点是怎么规定的 三 教学问题诊断分析 三 教学问题诊断分析 1 当电场力做正功时 电势能降低 当电场力做负功时 电势能增加 这是学习的难点 2 电势的高低判断要反复练习 四 四 教学支持条件分析 教学支持条件分析 为了加强学生对这部分知识的学习 帮助学生克服在学习过程中可能遇到的障碍 本节课 要对静电力做功与运动路径无关 只与初末位置有关 以及 w电 ep 当电场力做正功时 电势能降低 当电场力做负功时 电势能增加进行反复讲解练习 五 五 教学过程设计 教学过程设计 1 教学基本流程 复习电场强度 本节学习要点 电势能 电势 练习 小结 2 2 教学情景 教学情景 问题问题 1 1 静电力做功的特点 设计意图设计意图 知道静电力做功与运动路径无关 只与初末位置有关 问题问题 2 2 什么是电势能 电场力做功与电势能的变化量之间有什么关系 零电势能点是怎么规 定的 设计意图设计意图 知道 w电 ep 当电场力做正功时 电势能降低 当电场力做负功时 电势 能增加 问题问题 3 3 什么是电势 零电势点是怎么规定的 设计意图设计意图 知道电势的概念 问题问题 4 4 沿电场线的方向电势如何变化 设计意图 设计意图 沿电场线的方向电势逐渐降低 问题问题 5 5 什么是等势面 电场线与等势面间有何关系 设计意图设计意图 电场线与等势面垂直 例题例题 1 1 如图 1 所示 q 为带负电的绝缘小球 ab 为一不带 电的中性导体且放在 q 附近 达到静电平衡状态时 下面判 断正确的是 a a 端的电势高于 b 端的电势 b 以无限远或大地为零电势点 导体 ab 的电势高于零 c a b 两端电势相等 d 导体内的场强方向是由 a 指向 b 解析 导体处于静电平衡状态时 1 否定选 0 内 e 项 d 2 导体是等势体 从而否定选项 a 选项 c 是正 确的 图 2 图 1 2 静电平衡后电场线的分布示意图如图 2 所示 导体 a 端的正感应电荷发出电场线终止于 q 来自大地或无限远的电场线终止于 b 端负感应电荷 由沿电场线电势降低可知导体 ab 的电势 0 正确选项为 c 说明 至此 我们可以对导体处于静电平衡时的特点有一个全面的认识了 1 场强 导体 内部场强处处为零 2 电势 导体是一个等势体 其表面是一个等势面 3 电荷分布 电荷 只分布在导体的外表面上 变式变式 如图为某匀强电场的等势面分布图 每两个相邻等势面相距 2cm 则该匀强电场 的场强大小和方向分别为 a e 100v m 竖直向下 b e 100v m 竖直向上 c e 100v m 水平向左 d e 100v m 水平向右 例题例题 2 2 某带电粒子仅在电场力作用下由a点运动到b点 电场线 粒子在a点的初速度 及运动轨迹如图 3 所示 可以判定 粒子在a点的加速度大于它在b点的加速度 粒子在a点的动能小于它在b点的动能 粒子在a点的电势能小于它在b点的电势能 电场中a点的电势低于b点的电势 解析 由电场线的疏密可知场强 所以粒子的加速 ab ee 度 由定性画出的等势面并根据沿电场线方向电势降低 ab aa 可知电势 a b 由粒子运动轨迹的弯曲趋向可知电场力做正功 所以动能 电势能的变 化情况为 答案 abkakb ee 说明 要注意掌握运用电场线和等势面判断电场的性质 在电场中移动电荷做功以及电荷电 势能变化情况的分析方法 变式 如图 ab 和 cd 为等势面 电势分别为 u 和 u 则 u u 填 或 负电荷 q 在 m 点和 n 点的电势能大小 em en 若把 q 从 m 移到 n 是 力做功 做了 功 六六 目标检测 目标检测 1 如图所示 在点电荷q形成的电场中有a b c三点 若q为正电荷 则 点电势最高 将正电荷放在 点时电势能最大 将 负电荷放在 点时电势能最小 若q为负电荷 则 点 电势最低 将正电荷放在 点时电势能最小 将负电荷放在 点时电势能最大 2 等势面 电场中 的各点构成的面叫等势面 3 等势面的特点 1 等势面一定与电场线 即跟场强的方向 2 电场线总是由电势 的等势面指向电势 的等势面 3 在同一等势面上移动电荷时电场力 功 图 3 3 设计意图 设计意图 检测目标完成情况 配餐作业配餐作业 从下列三组题中任意选择两组题完成 建议选择 ab 或 bc a a 组题组题 1 如图所示 带箭头的线表示某一电场的电场线 在电场力作用下 一带电粒子 不计重 力 经 a 点飞向 b 点 径迹如图中虚线所示 下列说法正确的是 a 粒子带正电 b 粒子在 a 点加速度小 c 粒子在 b 点动能大 d a b 两点相比 b 点电势较低 2 关于等势面说法正确的是 a 电荷在等势面上移动时不受电场力作用 所以不做功 b 等势面上各点场强相等 c 点电荷在真空中形成的电场的等势面是以点电荷为球心的一簇球面 d 匀强电场中的等势面是相互平行的垂直电场线的一簇平面 3 如图中虚线表示某个电场中的等势线 与它们对应的电势值标明在图中 直线是电势 为ov 的等势线上 p 点的切线 一个负电荷在 p 点时所受电场力方向为 a 沿pa方向 b 垂直 指向右侧 c 垂直 指向左侧 d 不能作出结论 设计意图设计意图 对学生进行基础知识练习 b b 组题组题 1 如图 a b c 三点在匀强电场中 ac bc abc 60 bc 20cm 把一个电量q 1 10 5c 的正电荷从 a 移到 b 电场力不做功 从 b 移到 c 电场力做功为 3 10 3j 则 该匀强电场的场强大小和方向是 a 866v m 垂直 ac 向上 b 866v m 垂直 ac 向下 c 1000v m 垂直 ab 斜向上 d 1000v m 垂直 ab 斜向下 2 在方向水平向左 大小e 100v m 的匀强电场中 有相距d 2cm 的 a b 两点 现将一带 电荷量q 3 10 10c 的检验电荷由 a 点移至 b 点 该电荷的电势能变化量可能是 a 0 b 6 10 11j c 6 10 10j d 6 10 8j 3 一个点电荷 从静电场中的a点移至b点 其电势能的变化为零 则 a a b 两点的场强一定相等 b 该电荷一定沿等势面移动 c 作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是垂直的 d a b两点的电势相等 4 在一点电荷q产生的电场中 一个 粒子 带正电荷 通过时的轨迹如图所示 图中虚 线则表示电场的两个等势面a b 以下说法中正确的是 a 点电荷q可能为正电行 也可能为负电荷 b 运动中 粒子总是克服电场力做功 c 粒子在a b两等势面时的动能一定有 kbka ee 4 d 粒子在经过a b两等势面上时的电势能一定有 pbpa ee 设计意图 设计意图 提高学生对基础知识的学习 加强对库仑定律的巩固 c c 组题组题 1 如图 一带电液滴在重力和匀强电场对它的作用力作用下 从静止开始由 b 沿直线动到 d 且 bd 与竖直方向所夹的锐角为 45 则下列结论正确的是 a 此液滴带负电 b 液滴的加速度等于2g c 合外力对液滴做的总功等于零 d 液滴的电势能减少 2 如图所示 虚线为平行的等势