电势能和电势学案.doc

1.4 电势能和电势（学案）第1课时 静电力做功的特点 电势能姓名_ 班级_ 学号_课前预学静电力做功的特点：静电力做的功与电荷的_和_有关，但是与_无关。（重力做功也有同样的特点）物理学的研究表明：某个力做功如果与_无关，那么就可以引出与这个力相对应的势能。与静电力相对应的势能叫做_。势能都属于系统，电势能属于电场和试探电荷组成的系统。势能的变化是由与之对应的力做的功决定的。我们已经知道：移动重物时，重力做多少正功，重力势能就_多少；重力做多少负功，重力势能就_多少。我们可以发现：在电场中移动电荷时，电场力做多少正功，则电荷的电势能就 ；电场力做多少负功，则电荷的电势能 。所以W电=EP1-EP2=-EP。（电场力做功跟电势能变化的关系与重力做功跟重力势能变化的关系完全相同）电荷在电场中所具有的电势能由电荷在电场中所处的位置和零势能点的位置决定。如果把电荷q从电场中A点移到零势能点B，电场力做的功为W，则此电荷A点时的电势能EPA= 。（重物在重力场中的重力势能也是由重物的位置和零势能点的位置决定的，如果把重物m从A点移到零势能点B，重力做功为W，则此重物在A点重力势能EPA=W） 5关于零势能的选取：常常取_的点为零势能点，或者_为零势能点。6如图所示，在匀强电场中有A、B两点，将一电量为q的正电荷从A点移到B点，第一次沿直线AB移动该电荷，电场力做功为W1；第二次沿路径ACB移动该电荷，电场力做功W2；第三次沿曲线AB移动该电荷，电场力做功为W3，则 ( )BACEAW1W2W3BW1W3W2CW1= W2 = W3DW1= W2W3【预学疑难】 课内互动一、静电力做功的特点教师提出问题：1、什么力做功使试探电荷的动能增大呢?学生： 教师：试探正电荷q在电场强度为E的匀强电场中沿几条不同路径从A点移动到B点,静电力对电荷做功分别为多少?问题：通过以上推导过程，可以得出什么结论？学生： 小 结：一、静电力做功的特点：静电力做功只与电荷的初、末位置有关, 与电荷经过的路径无关。静电力做功与重力做功有共同特点：所做的功与路径无关。DC+QAB例1.如图所示，B、C、D三点都在以点电荷+Q为圆心，半径为r的圆弧上将一检验电荷从A点分别移到B、C、D各点时，电场力做的功是 ( ) AWABWAC BWADWAB CWACWAD DWAB=WAC二、电势能教师提出问题：1、重力场中的物体有重力势能，电场中的电荷具有什么能呢？2、重力做功使重力势能变化，静电力做功呢？那么电场力做功的过程是什么能转化为动能呢？思考：如果电荷沿不同路径移动时静电力做的功不一样，还能建立电势能的概念吗？为什么？提出问题：上式能不能确定电荷在电场中某点具有的电势能？为什么？要确定电荷在某点的电势能，应该怎么办？（学生分组讨论，思考后回答。）学生：教师：如果规定B点的电势能为零，电荷在A点的电势能为多少？学生：小结：二、电势能1.因为在电场中移动电荷时静电力做功与移动路径无关，所以电荷在电场中有电势能 (EP)2.静电力对电荷做正功(负功), 电荷的电势能减少(增加)WF = EP1 - EP2 = -EP静电力做的功等于电势能的减少量.3.电势能具有相对性,电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功(通常把离场源无限远处或大地表面的电势能规定为零)例2.下列关于点电荷在电场中移动时，电势能变化的说法正确的是 ( )A正电荷沿电场线方向移动，其电势能增加B正电荷逆着电场线方向移动，其电势能增加C负电荷沿电场线方向移动，其电势能减少 D负电荷逆着电场线方向移动，其电势能减少例3.将带电量为610-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了310-5J的功，再从B移到C，电场力做了1.210-5J的功，则（1）电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能共改变了多少？（2）如果规定A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少？（3）如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？当堂检测1下列叙述正确的是 ( ) A在电场中移动电荷，电荷的电势能一定变化 B电场力对电荷做正功，电荷的电势能增加 C电场力对正电荷做正功，电荷的电势能减少 D电场力对负电荷做负功，电荷的电势能增加2以下关于电场力做功的说法正确的是（ ）A在匀强电场中移动电荷时，电场力做功与位移成正比B在非匀强电场中移动电荷时，电场力做功与路径有关C在电场中移动电荷时，电场力做功大小取决于始末位置电势能的变化D在电场中移动电荷时，电场力对其一定做功3.下列说法中正确的是（ ）A.当两正点电荷相互靠近时，它们的电势能增大B.当两负点电荷相互靠近时，它们的电势能增大C.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能减小D.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能增大。4.关于电场中电荷的电势能的大小，下列说法正确的是 ( ) A.在电场强度越大的地方，电荷的电势能也越大B.正电荷沿电场线移动，电势能总增大C.负电荷沿电场线移动，电势能一定增大D.电荷沿电场线移动，电势能一定减小5.一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场力做了5106J的功，那么 ( )A电荷在B处时将具有5106J 的电势能B电荷在B处将具有5106J 的动能C电荷的电势能减少了5106J D电荷的动能增加了5106J 1.4 电势能和电势（学案）第1课时 静电力做功的特点 电势能姓名_ 班级_ 学号_课后提升1下列说法正确的是 （ ）A在确定的电场中移动电荷时，电势能的改变量同零电势点的选择无关B在确定的电场中，电荷所具有的电势能同零电势点的选择无关C电势能是电场和场中电荷共有的能D电势能只是电场中的电荷所具有的能2下列关于电荷在电场中移动时，其电势能变化的说法中，正确的是（ ）A正电荷沿电场线方向移动，其电势能增加B正电荷逆电场线方向移动，其电势能增加C负电荷沿电场线方向移动，其电势能减少D负电荷逆电场线方向移动，其电势能减少3如图所示，在点电荷电场中的一条电场线上依次有A、B、C三点，分别把+q和-q的试验电荷依次放在三点上，关于它所具有的电势能的正确说法是( )A放上+q时，它们的电势能EPAEPBEPCB放上+q时，它们的电势能EPAEPBEPCC放上q时，它们的电势能EPAEPBEPCD放上q时，它们的电势能EPAEPBEPC4.关于电场中电荷的电势能的大小，下列说法正确的是（ ）A.在电场强度越大的地方，电荷的电势能也就越大B.正电荷沿电场线移动，电势能一定增大C.负电荷沿电场线移动，电势能一定增大D.电荷逆电场线移动，电势能可能不变5下列说法中，正确的是( )A当两个正点电荷互相靠近时，它们之间的库仑力增大，它们的电势能也增大B当两个负点电荷互相靠近时，它们之间的库仑力增大，它们的电势能也增大C一个正电荷与一个负点电荷互相靠近时，它们之间的库仑力增大，它们的电势能也增大D一个正点电荷与一个负点电荷互相靠近时，它们之间的库仑力减小，它们的电势能也减小6如图所示,将带正电的粒子从电场中的A点无初速地释放,不计重力的作用,则下列说法中正确的是（）A带电粒子一定做加速直线运动 B带电粒子的电势能一定逐渐增大C带电粒子的加速度一定越来越小 D带电粒子的加速度一定越来越大vAABvB7一带电粒子在如图所示的点电荷的电场中，在电场力作用下沿虚线所示轨迹从A点运动到B点，电荷的加速度、动能、电势能的变化情况是 （ ）A加速度的大小增大，动能、电势能都增加B加速度的大小减小，动能、电势能都减少C加速度增大，动能增加，电势能减少D加速度增大，动能减少，电势能增加8在静电场中，一个负电荷q在外力作用下，沿电场线方向移动一段距离，以下说法正确的是（ ）A外力做的功等于电荷动能的增量B外力和电场力做的功等于电荷电势能的增量和动能的增量C电荷克服电场力做功等于电荷电势能的增量 D外力和电场力做的功等于电荷动能的增量9.一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场力做了5106J的功，那么 ( ) A电荷在B处时将具有5106J 的电势能 B电荷在B处将具有5106J 的动能C电荷的电势能减少了5106J 30ABD电荷的动能增加了5106J 10在场强为4105N/C的匀强电场中，一质子从A点移动到B点，如图所示，已知AB间距离为20cm，AB连线与电场线成30夹角，求电场力做的功及质子电势能的变化11将带电量为610-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了310-5J的功，再从B移到C，电场力做了1.210-5J的功，则（1）电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能共改变了多少？（2）如果规定A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少？（3）如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？12.如图所示，将一质量为m，电荷量为+Q的小球固定在绝缘体的一端，杆的另一端可绕通过O点的固定轴移动.杆长为L,杆的质量忽略不计，杆和小球置于场强为E的匀强电场中，电场的方向如图所示，将杆拉至水平位置OA，在此处将小球自由释放，求杆运动到竖直位置OB时小球的动能及小球电势能的变化量.1.4 电势能和电势（学案）第2课时 电势 等势面姓名_ 班级_ 学号_课前预学1通过上节的学习我们知道：不同试探电荷在电场中同一点的电势能与电荷的带电量成_。即EPAq，即比值“”是一个与试探电荷无关的物理量，这个物理量仅与点在电场中的位置有关，所以这个比值能够反映电场的能的方面的性质，物理学把这个比值定义为_，用符号“”表示，=。电势是_，因为电势能有正负之分，电荷也有正负之分，求电势时把正负号带入进行运算，电势的正负也自然明确了。2在国际单位制中，电势的单位是_。3因为电势能具有相对性，电势也具有_。理论研究时一般取_的电势为零，实验中常常取_的电势为零。4如果把正电荷沿着电场线方向从A移动到B，它的电势能减少，即EPAEPB，所以AB，由此可见电场线指向 的方向。5电场中由 构成的面叫做等势面。沿着等势面移动电荷，电场力一定不做功，所以电场线与等势面一定 。6电场线跟等势面 ，并且由 的等势面指向 的等势面。7.有关电场中某点的电势，下列说法中正确的是（ ）A由放在该点的电荷所具有的电势能的多少决定B由放在该点的电荷的电量多少来决定C与放在该点的电荷的正负有关D是电场本身的属性，与放入该点的电荷情况无关8.关于等势面正确的说法是（ ）A 电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功 B 等势面上各点的场强一样大C等势面一定跟电场线垂直 D两等势面不能相交9.电子在静电场中由电势高处运动到电势低处的过程中，下列说法正确的是 ( ) A电子动能一定越来越小 B电子的电势能一定越来越大 C电子速度一定越来越大 D电子的电势能可能越来越小【预学疑难】 课内互动一、电势教师：我们是通过对什么的研究来认识电场强度的？电场强度是用什么方法来定义的？讨论：为什么可以把这个比值定义为A点的电势？对于任何电场是否具有普遍性？电势：电场中某一点，电荷的电势能与其电荷量的比值，叫做这一点的电势。即（1）单位：伏特（V），1V=1J/C（2）标量，只有大小，没有方向。（3）电场线指向电势降低的方向。（4）电势的数值和零电势点的选取有关。（这一特点可以让学生结合电势能的特点自己证明）（5）规定了电势零点后，电场中各点的电势可以是正值，也可以是负值，电势的正负值能比较大小。思考与讨论：如果试探电荷是负电荷，以上结果还成立吗？自己推导一下。例1.如图所示，点电荷Q形成电场，现把一个q2.010-8C试探电荷由无穷远处分别移到电场中的A、B、C三点，电场力做正功还是负功？若移动电荷分别做功为6.010-7J、4.010-7J、1.010-7J，以无穷远处为零电势点，这三点的电势分别为多少？若选择B点为零电势点，这三点的电势又分别为多少？例2.如图所示，a、b为某电场线上的两点，那么以下的结论正确的是 （ ） A把正电荷从a移到b，电场力做正功，电荷的电势能减少，电势升高B把正电荷从a移到b，电场力做负功，电荷的电势能增加，电势降低C把负电荷从a移到b，电场力做正功，电荷的电势能减少，电势升高D把负电荷从a移到b，电场力做负功，电荷的电势能增加，电势降低例3.关于场强与电势的关系，下列说法中正确的是 （ ）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，电势逐渐升高二、等势面教师：引导学生阅读教材关于等势面的内容，思考并回答以下问题：（1）什么是等势面？等势面与电场线的关系如何？为什么？（2）熟悉几种典型电场的等势面分布情况。（3）引入等势面，对研究电场的性质有何意义？教师问1：电势降低的方向就是电场的方向，对吗？教师问2：两个不同的等势面为什么不相交？例4.在静电场中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等势面的性质1. 沿同一等势面移动电荷时，电场力不做功2. 电场线跟等势面垂直，并且由高电势的等势面指向低电势的等势面当堂检测A a b c B 1如图所示，a、b、c是某电场中一条电场线AB上的三点，且Aa=ab=bc=cB，用a、b、c和Ea、Eb、Ec分别表示三点的电势和电场强度大小，（1）若该电场是匀强电场，则a、b、c的大小关系为 ，Ea、Eb、Ec的大小关系为 ；（2）若该电场是A处的点电荷产生的，则a、b、c的大小关系为 ，Ea、Eb、Ec的大小关系为 ；（3）若该电场是B处的点电荷产生的，则a、b、c的大小关系为 ，Ea、Eb、Ec的大小关系为 ；（4）若A、B处分别为两个等量异种电荷，则a、b、c的大小关系为 ，Ea、Eb、Ec的大小关系为 。2.若带正电荷的小球只受到电场力的作用，则它在任意一段时间内A一定沿电场线由高电势向低电势运动B一定沿电场线由低电势向高电势运动C不一定沿电场线运动，但一定由高电势向低电势运动D不一定沿电场线运动，也不一定由高电势向低电势运动3. 关于电势、电势能、等势面的概念，下列说法正确的是 ( ) A电场中某点的电势等于单位正电荷所具有的电势能 B电场中某点的电势等于零，则任一电荷在该点具有的电势能均为零。 C在等势面上移动电荷，电场力不做功。原因是不受电场力的作用。 D电场中某点的电势等于放在该点的检验电荷的电势能与其电量之比4.将一个电荷量为1.010-8C的负电荷，从无穷远处移到电场中的A点，克服电场力做功2.010-8J，现将该电荷从A点移到B点，电场力做功7.010-8J.试求A、B两点电势(取无穷远处电势为零)1.4 电势能和电势（学案）第2课时 电势 等势面姓名_ 班级_ 学号_课后提升1将一带电量为 -q的检验电荷从无限远处移到电场中的A点，该过程中电场力做功为W，则检验电荷在A点的电势能及电场中A点的电势分别为 ( )AEP = -W，A = BEP = W，A = - CEP = W，A = DEP = -W，A = -2以下有关场强和电势的说法正确的是 （ ） A在正的点电荷的电场中，场强大的地方电势一定比场强小的地方电势高 B在正的点电荷的电场中，场强大的地方电势一定比场强小的地方电势低 C在负的点电荷的电场中，场强大的地方电势一定比场强小的地方电势高 D在负的点电荷的电场中，场强大的地方电势一定比场强小的地方电势低3a、b为电场中的两点，且a点电势高于b点，则可知 ( ) 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无论是否有电荷移动，a点电势能总是大于b点的电势能 4下列关于等势面的说法正确的是 ( ) A沿电场线方向，电势降低；电势降低的方向就是电场的方向B在同一等势面上移动电荷时，电场力不做功C在电场中将电荷由a点移到b点，电场力做功为零，则该电荷一定是在等势面上运动D某等势面上各点的场强方向与该等势面垂直5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A。B。D某点的电势为零，检验电荷在该点的电势能一定为零6.如图所示，电场中有A、B两点，则下