选修3-1 电势 电势差1.doc

龙文教育教师1对1个性化教案学生姓名教师姓名周兴平授课日期授课时段 课题 电势和电势差教学目标1理解静电力做功的特点2理解电势能的概念，理解静电力做功与电势能改变的关系3理解电势的概念，理解电势的值与零电势的选择有关教学步骤及教学内容教学过程：一、教学衔接（课前环节） 1、回收上次课的教案，了解家长的反馈意见； 2、检查学生的作业，及时指点 3、捕捉学生的思想动态和了解学生的本周学校的学习内容2、 教学内容1静电力做功的特点分析试探电荷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。3、 教学辅助练习（或探究训练）例2.关于场强与电势的关系，下列说法正确的是（ ）A.场强相等的各点，电势也一定相等B.电势为零的位置，场强也一定为零C.电势高的位置，场强一定大D.沿场强的反方向，电势逐渐升高 教导处签字： 日期： 年 月 日作业布置学习过程评价学生对于本次课的评价特别满意 满意 一般 差教师评定1、 学生上次作业评价 好 较好 一般 差2、 学生本次上课情况评价 好 较好 一般 差家长意见 家长签名： 心灵鸡汤我们每个人手里都有一把自学成才的钥匙，这就是：理想、勤奋、 毅力、虚心和 科学方法。求学的三个条件是：多观察、多吃苦、多研究。从观察中不仅可以汲取知识，而且知识在观察中可以活跃起来，知识借助观察而“进入周转”，像工具在劳动中得到运用一样。如果说复习是学习之母，那么观察就是思考和识记知识之母。一个有观察力的学生，绝不会是学业成绩落后或者文理不通的学生 。 电势 电势差1静电力做功的特点分析试探电荷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。（4） q沿直线从A到B（5） q沿折线从A到M、再从M到B（6） 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。与重力做功类比，引出：重力做功与路径无关,重力做正功,重力势能减少；重力做负功,重力势能增加,而重力势能的减少量等于重力所做的功。2电势能（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。（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变化量。写成式子为：注意：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。若规定无穷远处的电势能为零则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。求电荷在电场中某点具有的电势能电荷在电场中某一点A具有的电势能EP等于将该点电荷由A点移到电势零点电场力所做的功W的。即EP=W求电荷在电场中A、B两点具有的电势能高低将电荷由A点移到B点根据电场力做功情况判断，电场力做正功，电势能减小，电荷在A点电势能大于在B点的电势能，反之电场力做负功，电势能增加，电荷在A点的电势能小于在B点的电势能。电势能零点的规定若要确定电荷在电场中的电势能，应先规定电场中电势能的零位置。关于电势能零点的规定：P19（大地或无穷远默认为零） 所以：电荷在电场中某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零电势能位置时电场力所有做的功。如上式若取B为电势能零点，则A点的电势能为： 3电势-表征电场性质的重要物理量度 1、电势（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）（3）单位：伏特（V）（4）标失性：电势是标量只有大小没有方向，但有正负之分，正负表示电势的高低注意：（1）电势具有相对性。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（大地或无穷远默认为零），选择零电势后若该点电势高于零电势则为正，反之为负（2）为定义式，与试探电荷无关，只与在电场中的位置有关（3）使用公式进行计算时要带符号计算2、电势差（1）定义：电场中两点间电势的差值，也叫电压。用表示。（2）公式： 或 所以有：=- （注意下标的对应）注意：（1）电势差也是标量，可正，可负。（2）电势差与零电势的选择无关，没有相对性（3）电势差与电势一样与试探电荷无关，只与在电场中的位置有关3、静电力做功与电势差的关系 电荷Q在电场中从A移动到B时，静电力做的功WAB等于电荷在A、B两点的电势能之差。推导： 所以有： 或 即：电场中A、B两点间的电势差等于电场力做的功与试探电荷Q的比值。注意：电场中A、B两点间的电势差跟移动电荷的路径无关，只与AB位置有关对公式使用的说明：（1）带符号计算（2）取绝对值计算，正负根据电场力做功判断4、电势高低的判断方法（1）电场线法 沿着电场线的方向电势逐渐降低（2）场源电荷判断法 离场源正电荷越近的点，电势越高；离场源负电荷越近的点，电势越低（3）电场力做功判断法电场力对正电荷做正功，电荷从高电势向低电势移动电场力对负电荷做正功，电荷从低电势向高电势移动5、等势面定义：电场中电势相等的点构成的面等势面的特点： 在同一等势面上各点电势相等，所以在同一等势面上移动电荷，电场力不做功电场线跟等势面一定垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。等势面越密，电场强度越大等势面不相交，不相切等势面的用途：由等势面描绘电场线。几种电场的电场线及等势面注意：等量同种电荷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。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。课堂练习：1.在电场中 （ ）A.某点的电场强度大，该点的电势一定高B.某点的电势高，检验电荷在该点的电势能一定大C.某点的场强为零，检验电荷在该点的电势能一定为零D.某点的电势为零，检验电荷在该点的电势能一定为零2.下列几种说法中正确的是 （ ）A.从电场外移动一个单位正电荷到电场中某一点，电场对此电荷所做的功在数值上等于该点的电势B.一个单位正电荷在电场力的作用下从电场中的一点移动到另一点，其电势能的变化等于这两点间的电势之差C.将一电荷匀速地从电场中的一点移到另一点，外力所做的功等于该电荷电势能的变化量D.在电场中电势能越高处，电场强度一定越大3.关于场强与电势的关系，下列说法正确的是（ ）A.场强相等的各点，电势也一定相等B.电势为零的位置，场强也一定为零C.电势高的位置，场强一定大D.沿场强的反方向，电势逐渐升高4.关于电场中的电场强度和电势，下列说法正确的是（ ）A.电场强度大的地方，电势一定高B.等势面上各点的电场强度大小一定相等C.等势面一定跟电场线垂直，即跟电场的方向垂直D.沿着电场线的方向，电势越来越低5.a、b为电场中两点，且a点电势高于b点，则（ ）A.把负电荷从a点移到b点电场力做负功，电势能增加B.把正电荷从a点移到b点电场力做正功，电势能减少C.无论移动的是正电荷还是负电荷，电荷的电势能都要减少D.以上说法都不对6.如图所示，在场强为E的匀强电场中有相距为L的两点A、B两点，Q连线AB与电场线的夹角为，将一电荷量为q的正电荷从A点移到B点。若沿直线AB移动该电荷，电场力做功W1=_；若沿路径ACB移动该电荷，电场力做功W2=_；若沿曲线ADB移动该电荷，电场力做功W3=_。由此可知，电荷在电场中移动时，电场力做功的特点是_。7.如图所示,实线为一匀强电场的电场线，一个带电粒子射入电场后，留下一条从a到b虚线所示的径迹，重力不计，下列判断正确的是（ ） A.b点电势高于a点电势 B.粒子在a点的动能大于在b点的动能C.粒子在a点的电势能小于在b点的电势能D.场强方向向左8.有一带电粒子沿图中的AB曲线穿过一匀强电场，a、b、c、d均为匀强电场中的等势面，且电势UaUbUcED，CD BECDCECED，CD DECED，CD3、将一正电荷从无限远处移入电场中M点，静电力做功W16109 J，若将一个等量的负电荷从电场中N点移向无限远处，静电力做功W27109 J，则M、N两点的电势M、N关系为( ) AMNM0 CNMN04、如图所示，匀强电场中A、B、C是一个三角形的三个顶点，ABCCAB30，BC2m，已知电场线平行于ABC所在的平面，一个带电荷量q2106C的点电荷由A移到B的过程中，电势能增加1.2105J，由B移到C的过程中电场力做功6106J，下列说法正确的是( )A.B、C两点的电势差UBC3V B.A点的电势低于B点的电势C.负电荷由C移到A的过程中，电势能增加D.该电场的场强为1V/m5、如图所示的电场中，各条等势线的电势大小分别为10v、8v、6v。A、B、C为这些等势线上的三个点.下列说法正确的是 （ ）A. C、A两点间电势差UCA= 4VB. A点的电场强度与B点的电场强度相同C. 一正电荷从A点移到C点所受的电场力对其做正功D. A、B、C三点中，同一负电荷在A点的电势能最小6、如图所示，一带电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹M和N是轨迹上的两点，其中M点在轨迹的最右点不计重力，下列表述正确的是 () A粒子在M点的速率最大 B粒子一定带负电C粒子在电场中的加速度不变 D粒子在电场中的电势能始终在增加7、如图所示，一簇电场线的分布关于y轴对称，O是坐标原点，M、N、P、Q是以O为圆心的一个圆周上的四个点，其中M、N在y轴上，Q点在x轴上，则（ ）AOM间的电势差小于NO间的电势差BM点的电势比P点的电势高C一正电荷在O点时的电势能小于在Q点时的电势能D将一负电荷由M点移到P点，电场力做正功8、在一个点电荷形成的电场中,关于电场强度和电势的说法中正确的是 （ ）A.没有任何两点电场强度相同 B.可以找到很多电场强度相同的点C.没有任何两点电势相等 D.可以找到很多电势相等的点9、两个带电量相等的正点电荷分别固定于绝缘水平面上的A、B两点，A、B连线的垂直平分线上有P、C、O、H四点，如图所示，已知PCCOOH，取无穷远处电势为零，下列结论中正确的是（ ）AC点和H点的电场强度相同BO点的电场强度为零，O点的电势不为零CC点和P点的电势皆高于零，且C点电势高于P点电势D负电荷q自C点由静止释放后，将以O点为平衡位置在C点和H点之间往复运动10、在场强大小为E的匀强电场中，一质量为m、带电荷量为q的物体以某一初速沿电场反方向做匀减速直线运动，其加速度大小为0.8qE/m，物体运动s距离时速度变为零，则( ) A物体克服电场力做功qEs B物体的电势能减少了0.8qEsC物体的电势能增加了qEs D物体的动能减少了0.8qEs 电场强度与电势差的关系课前预习：1描述电场性质的两个基本物理量：_是描述电场力的性质，是矢量; _和_是描述电场能的性质，是标量2关于电势差与电场强度这两个物理量，请你回忆这两个物理概念，并思考它们有哪些不同之处？E=_ 方向是_ U=_3.探究电势与电场强度的关系 问题1：电场强度大的地方电势是否一定高？反之又如何呢？结论： 。问题2：电场强度为零的点电势一定为零吗？反之又如何呢？结论： 。4.电势差与电场强度：在匀强电场中两点间的电势差等于_与这两点沿_方向上距离的乘积。5.电场强度与电势差：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的_与两点沿_方向距离的比值，公式E_，单位_。也就是说，电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的 。说明：此式的适用范围： ，d的含义： 课内探究：探究一、静电力做功与电势差的关系电荷q从电场中A点移到B点 即探究二探究电势差与电场强度的关系1若沿场强方向移动电荷， 假设在如图所示的匀强电场E中，有一带电量为q的粒子在电场力的作用下由A点移到B点，AB两点间的电势差为UAB，距离为L，AB与电场强度的夹角为。求电场力所做的功。2若不沿场强方向移动电荷呢？ 结论：（1）电势差与电场强度：在匀强电场中两点间的电势差等于_与这两点沿_方向上距离的乘积。（2）电场强度与电势差：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的_与两_方向距离的比值，公式E_，单位_。也就是说，电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的 。说明：此式的适用范围： ，d的含义： 公式U = Ed适用于匀强电场，在非匀强电场中可以定性地判定两点间电势差的大小。（3）场强的几个公式间的区别与联系探究三：学会灵活运用关系式U=Ed进行有关计算例1：如图，在匀强电场中的M、N两点距离为2cm，两点间的电势差为5V，M、N连线与场强方向成60角，则此电场的电场强度多大？例2：如图所示，在场强为E40103 N/C的匀强电场中有相距5cm的A、B两点，两点连线与电场强度成30角。求A、B两点间的电势差。课内检测：1对公式E的理解，下列说法正确的是（ ） A此公式适用于计算任何电场中a、b两点间的电势差Ba点和b点距离越大，则这两点的电势差越大C公式中d是指a点和b点之间的距离D公式中的d是a、b两个等势面间的垂直距离2试