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152010高效课堂 高一物理导学案 选修3-1、第一章、静电场编号:31 第4节、电势能和电势 主备人:施庆星 审核人:于颖一、学习目标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。3、明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。4、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。5、培养对知识的类比能力，以及对问题的分析、推理能力。教学重点：理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。教学难点：掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。2、 自主学习（一）、静电力做功的特点：求试探电荷q沿直线AB移动到B时电场力做的功：W 求试探电荷+q沿AMB移动时电场力做的功 W= 求试探电荷+q沿曲线AB移动时电场力做的功 W= 结论：静电力做的功只与电荷的起始位置和终点位置有关，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叫电势能 结论：静电力做正功，电势能减少；静电力做负功，电势能增加 静电力做的功等于电势能的减少量。2.公式：WAB= 3：零势能参考平面：把电荷离场源电荷无限远处的电势能规定为零4：电荷在某点电势能定义：等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功公式：A EPA=WA结论：电势能是相对的，与零电势能面有关电势能具有系统性是电荷和电场所共有的电势能是标量，只有大小没有方向，但有正负，负号代表大小。5：重力势能和电势能类比： (三)、电势1定义：电荷在电场中某一点的电势能与他的电荷量的比值，叫做这一点的电势。用表示。2. 表达式：Ep/q （与试探电荷无关）3单位：伏特（V） 1V1J/C2 4.物理意义：电荷量为1C的电荷在该点的电势能是1J，则该点的电势就是1V。总结 1：电势的相对性：某点电势的大小是相对于零点电势而言的。零电势的选择是任意的，一般选地面和无穷远为零势能面。2：电势的固有性：某点的电势与试探电荷的电性、电量无关。也与有无试探电荷无关。3：电势是标量，它只有大小没有方向，但有正负。（四）、等势面1定义：电场中电势相同的各点构成的面。2.特点：、等势面一定跟电场线垂直，即跟电场方向相垂直、在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功；、电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面，任意两个等势面都不会相交；、等差等势面越密的地方，电场线越密集，电场强度越大、等势面不相交、不相切。3几种常见的等势面点电荷： 以点电荷为球心的一簇球面等量异种电荷及等量同种电荷匀强电场一头大一头小的导体： 等量异号电荷的平行板 三、合作探究例1、下列说法中，正确的是：( )A、把两个同种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加B、把两个同种点电荷间的距离减小一些，电荷的电势能一定增加C、把两个异种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加D、把两个异种点电荷间的距离减小一些，电荷的电势能一定增加例2、把电量q1=510-5C的电荷从电场中的A点移到B点，电场力做功W1=10-3J，则电荷q1在A点的电势能EA1=_J；（取B点为零电势能面）EA1/q1= 若把q2=-110-4C的电荷从A点移到B点，电场力做功W2= J，则电荷q1在A点的电势能EA2= J；（取B点为零电势能面）EA2/q2= 例3：如果把q=1.010-8C的电荷从无穷远移到电场中的A点，需要克服电场力做功W=1.210-4J,那么，（1）q在A点的电势能和A点的电势各是多少？（2）q未移入电场前A的电势是多少例4：如图所示，某区域电场线左右对称分布，M、N为对称线上的两点下列说法正确的是 ( )A.M点电势一定高于N点电势BM点场强一定大于N点场强C正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能D将电子从M点移动到N点，电场力做正功例5：如图1-4 -10所示，实线是一簇未标明方向的点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动中只受电场力的作用，据此图可作出正确判断的是 ( ) A.带电粒子所带电荷的符号 B带电粒子在a、b两点的受力方向C带电粒子在a、6两点的速度何处较大 D带电粒子在a、6两点的电势能何处较大例6：如图1- 4-11所示中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定 ( )A.M点的电势大于N点的电势 BM点的电势小于N点的电势C粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力D粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力例7：如图1-4 -12所示，虚线圆是某静电场中的等势面，其电势分别为a、b、c一带正电粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示，由图可知( )A.粒子从K到L的过程中，电场力做负功；电势能增加B粒子从L到M的过程中，电场力做负功；电势能增加C粒子从K到L的过程中，电势能增加；动能减少D粒子从L到M的过程中，动能减少；电势能增加例8：如图1-4 -14所示，在粗糙的斜面上固定一点电荷Q，在M点无初速度地释放带有恒定电荷的小物块，小物块在Q的电场中沿斜面运动到N点静止，则从M到N的过程中 ( )A. 小物块所受的电场力减小 B小物块的电势能可能增加C小物块电势能变化量的大小一定小于克服摩擦力做的功 DM点的电势一定高于N点的电势 编号:32 第4节、电势能和电势作业1下列说法哪些是正确的 ( )A.沿电场线的方向，场强一定越来越小 B沿电场线的方向，电势一定越来越低C沿电场线方向移动电荷，电势能逐渐减小D在电场力作用下，正电荷一定从电势高处向电势低处移动2关于电势的高低，下列说法正确的是 ( )A.沿电场线方向电势逐渐降低 B电势降低的方向一定是电场线的方向C正电荷在只受电场力作用下，一定向电势低的地方运动D负电荷在只受电场力的作用下，由静止释放 ，一定向电势高的地方运动3关于电势与电势能的说法，正确的是 ( )A.电荷在电势越高的地方，电势能也越大B电荷在电势越高的地方，它的电荷量越大，所具有的电势能也越大C在正点电荷电场中的任一处，正电荷所具有的电势能一定大于负电荷所具有的电势能D在负点电荷电场中的任一点，正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能4下列关于电势高低的判断，正确的是 ( )A. 负电荷从A移到B时，外力做正功，A点的电势一定较高B负电荷从A移到B时，电势能增加，A点的电势一定较低C正电荷从A移到B时，其电势能增加，A点的电势一定较低D正电荷只在电场力作用下，从静止开始由A移到B，A点的电势一定较高5质量为m的带电小球射人匀强电场后，以方向竖直向上、大小为2g的加速度向下运动，在小球下落h的过程中( )A.小球的重力势能减少了2mgh B小球的动能减少了2mghC电场力做负功2mgh D小球的电势能增加了3mgh6一带电粒子射人固定在O点的点电荷的电场中，粒子轨迹如图abc虚线所示，图中实线是同心圆弧，表示电场的等势面，不计重力，可以判断 ( )A.粒子受到静电斥力的作用 B粒子速度Vb VaC粒子动能Eka Ekb D粒子电势能EpbEpc7如下电场中，a、b两点场强和电势都相同的是 ( )A. 距正的点电荷等距离的a、b两点B等量异种点电荷的连线的中垂线上，距连线中点0等距离的a、b两点C等量同种点电荷的连线上，距连线中点0等距离的a、b两点D两块带有等量异种电荷的平行金属板间，距同一板不等距离的a、b两点8.如图1-4 -18所示，在点电荷+Q形成的电场中，已知a、b两点在同一等势面上，C、d两点在同一等势面上，甲、乙两个带电粒子的运动轨迹分别为acb和adb曲线，两个粒子经过a点时具有相同的动能，可由此判断( )A甲经过c点时与乙经过d点时具有相同的动能B甲、乙所带电荷的电性相反C若取无限远处电势为零，甲经过C点和乙经过d点时电势能相等D.两粒子经过b点时具有相同的动能9.如图所示，在y轴上关于O点对称的A、B两点有等量同种点电荷+Q，在x轴上C点有点电荷-Q，且CO= OD，ADO= 60.下列判断正确的是 ( )A.0点电场强度为零 BD点电场强度为零C若将点电荷+q从0移向C，电势能增大D若将点电荷-q从0移向C，电势能增大DA点的场强比B点的场强小10某电场的电场线分布如图所示以下说法正确的是 ( )Ac点场强大于b点场强 Ba点电势高于b点电势C若将一试探电荷+q由a点释放，它将沿电场线运动到b点D若在d点再固定一点电荷-Q，将一试探电荷+q由a移至b的过程中，电势能减小BAabcd11如图所示，一带电粒子在电场中沿曲线AB运动，从B点穿出电场，a、b、c、d为该电场中的等势面，这些等势面都是互相平行的竖直平面，不计粒子所受重力，则（ ）A该粒子一定带负电B此电场不一定是匀强电场C该电场的电场线方向一定水平向左D粒子在电场中运动过程动能不断减少12、有一负电荷自电场中的A点自由释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，它运动的速度图象如图4所示，则A、B所在电场区域的电场线分布可能是下图中的()13一根长为l的丝线吊着一质量为m的带电量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中，如图所示,丝线与竖直方向成37o角，现突然将该电场方向变为向下且大小不变，不考虑因电场的改变而带来的其他影响，（重力加速度为g，sin370=0.6,cos370=0.8），37mlE求: (1)匀强电场的电场强度的大小；(2)求小球经过最低点时丝线的拉力.14如图所示，一带电荷量为q5103 C，质量为m0.1 kg的小物块处于一倾角为37的光滑绝缘斜面上，当整个装置处于一水平向左的匀强电场中时，小物块恰处于静止状态(g取10 m/s2)求：(1)电场强度多大？(2)若从某时刻开始，电场强度减小为原来的，物块下滑距离L1.5 m时的速度大小？编号:31 第4节、电势能和电势 主备人:施庆星 审核人:于颖一、学习目标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。3、明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。4、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。5、培养对知识的类比能力，以及对问题的分析、推理能力。教学重点：理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。教学难点：掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。3、 自主学习（一）、静电力做功的特点：求试探电荷q沿直线AB移动到B时电场力做的功：W 求试探电荷+q沿AMB移动时电场力做的功 W= 求试探电荷+q沿曲线AB移动时电场力做的功 W= 结论：静电力做的功只与电荷的起始位置和终点位置有关，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叫电势能 结论：静电力做正功，电势能减少；静电力做负功，电势能增加 静电力做的功等于电势能的减少量。2.公式：WAB= 3：零势能参考平面：把电荷离场源电荷无限远处的电势能规定为零4：电荷在某点电势能定义：等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功公式：A EPA=WA结论：电势能是相对的，与零电势能面有关电势能具有系统性是电荷和电场所共有的电势能是标量，只有大小没有方向，但有正负，负号代表大小。5：重力势能和电势能类比： (三)、电势1定义：电荷在电场中某一点的电势能与他的电荷量的比值，叫做这一点的电势。用表示。2. 表达式：Ep/q （与试探电荷无关）3单位：伏特（V） 1V1J/C2 4.物理意义：电荷量为1C的电荷在该点的电势能是1J，则该点的电势就是1V。总结： 1：电势的相对性：某点电势的大小是相对于零点电势而言的。零电势的选择是任意的，一般选地面和无穷远为零势能面。2：电势的固有性：某点的电势与试探电荷的电性、电量无关。也与有无试探电荷无关。3：电势是标量，它只有大小没有方向，但有正负。（四）、等势面1定义：电场中电势相同的各点构成的面。2.特点：、等势面一定跟电场线垂直，即跟电场方向相垂直、在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功；、电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面，任意两个等势面都不会相交；、等差等势面越密的地方，电场线越密集，电场强度越大、等势面不相交、不相切。3几种常见的等势面点电荷： 以点电荷为球心的一簇球面等量异种电荷及等量同种电荷匀强电场一头大一头小的导体： 等量异号电荷的平行板 三、合作探究例1、下列说法中，正确的是：(BC)A、把两个同种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加B、把两个同种点电荷间的距离减小一些，电荷的电势能一定增加C、把两个异种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加D、把两个异种点电荷间的距离减小一些，电荷的电势能一定增加例2、把电量q1=510-5C的电荷从电场中的A点移到B点，电场力做功W1=10-3J，则电荷q1在A点的电势能EA1=_10-3_J；（取B点为零电势能面）EA1/q1= 20J/C 若把q2=-110-4C的电荷从A点移到B点，电场力做功W2=-210-3J，则电荷q1在A点的电势能EA2=-210-3J；（取B点为零电势能面）EA2/q2= 20J/C 例3：如果把q=1.010-8C的电荷从无穷远移到电场中的A点，需要克服电场力做功W=1.210-4J,那么，（1）q在A点的电势能和A点的电势各是多少？（2）q未移入电场前A的电势是多少例4：如图所示，某区域电场线左右对称分布，M、N为对称线上的两点下列说法正确的是 ( AC )A.M点电势一定高于N点电势BM点场强一定大于N点场强C正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能D将电子从M点移动到N点，电场力做正功例5：如图1-4 -10所示，实线是一簇未标明方向的点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动中只受电场力的作用，据此图可作出正确判断的是 ( BCD ) A.带电粒子所带电荷的符号 B带电粒子在a、b两点的受力方向C带电粒子在a、6两点的速度何处较大 D带电粒子在a、6两点的电势能何处较大例6：如图1- 4-11所示中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定 ( AD )A.M点的电势大于N点的电势 BM点的电势小于N点的电势C粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力D粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力例7：如图1-4 -12所示，虚线圆是某静电场中的等势面，其电势分别为a、b、c一带正电粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示，由图可知( AC )A.粒子从K到L的过程中，电场力做负功；电势能增加B粒子从L到M的过程中，电场力做负功；电势能增加C粒子从K到L的过程中，电势能增加；动能减少D粒子从L到M的过程中，动能减少；电势能增加例8：如图1-4 -14所示，在粗糙的斜面上固定一点电荷Q，在M点无初速度地释放带有恒定电荷的小物块，小物块在Q的电场中沿斜面运动到N点静止，则从M到N的过程中 ( AC )B. 小物块所受的电场力减小 B小物块的电势能可能增加C小物块电势能变化量的大小一定小于克服摩擦力做的功 DM点的电势一定高于N点的电势 编号:32 第4节、电势能和电势作业1下列说法哪些是正确的 ( B )A.沿电场线的方向，场强一定越来越小 B沿电场线的方向，电势一定越来越低C沿电场线方向移动电荷，电势能逐渐减小D在电场力作用下，正电荷一定从电势高处向电势低处移动2关于电势的高低，下列说法正确的是 ( AD )A.沿电场线方向电势逐渐降低 B电势降低的方向一定是电场线的方向C正电荷在只受电场力作用下，一定向电势低的地方运动D负电荷在只受电场力的作用下，由静止释放 ，一定向电势高的地方运动3关于电势与电势能的说法，正确的是 ( CD )A.电荷在电势越高的地方，电势能也越大B电荷在电势越高的地方，它的电荷量越大，所具有的电势能也越大C在正点电荷电场中的任一处，正电荷所具有的电势能一定大于负电荷所具有的电势能D在负点电荷电场中的任一点，正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能4下列关于电势高低的判断，正确的是 ( CD )A. 负电荷从A移到B时，外力做正功，A点的电势一定较高B负电荷从A移到B时，电势能增加，A点的电势一定较低C正电荷从A移到B时，其电势能增加，A点的电势一定较低D正电荷只在电场力作用下，从静止开始由A移到B，A点的电势一定较高5质量为m的带电小球射人匀强电场后，以方向竖直向上、大小为2g的加速度向下运动，在小球下落h的过程中( BD )A.小球的重力势能减少了2mgh B小球的动能减少了2mghC电场力做负功2mgh D小球的电势能增加了3mgh6一带电粒子射人固定在O点的点电荷的电场中，粒子轨迹如图abc虚线所示，图中实线是同心圆弧，表示电场的等势面，不计重力，可以判断 ( ACD )A.粒子受到静电斥力的作用 B粒子速度Vb VaC粒子动能Eka Ekb D粒子电势能EpbEpc7如下电场中，a、b两点场强和电势都相同的是 ( B )A. 距正的点电荷等距离的a、b两点B等量异种点电荷的连线的中垂线上，距连线中点0等距离的a、b两点C等量同种点电荷的连线上，距连线中点0等距离的a、b两点D两块带有等量异种电荷的平行金属板间，距同一板不等距离的a、b两点8.如图1-4 -18所示，在点电荷+Q形成的电场中，已知a、b两点在同一等势面上，C、d两点在同一等势面上，甲、乙两个带电粒子的运动轨迹分别为acb和adb曲线，两个粒子经过a点时具有相同的动能，可由此判断( BD )A甲经过c点时与乙经过d点时具有相同的动能B甲、乙所带电荷的电性相反C若取无限远处电势为零，甲经过C点和乙经过d点时电势能相