20172018学年高中物理静电场4电势能和电势学案新人教版选修

4电势能和电势学习目标明确静电力做功的特点理解电势能的概念弄清静电力做功与电势能变化之间的关系理解电势的概念、等势面的特点自主探究一、 静电力做功的特点是.二、 电势能电势能的定义：•用表示•静电力做功与电势能变化的关系 ：•如何求电荷在某点处具有的电势能 ？.零势能面的选择：.三、 电势定义：.电势是，它只有，没有方向，但有正负.电场线指向电势的方向.顺着电场线方向，电势越来越零电势位置的规定:.四、 等势面等势面：.等势面与电场线的关系:.合作探究」、静电力做功的特点【思考讨论1】如图所示,质量为m的物体在重力场中，分别:沿折线从A运动到B沿直线从A运动到B;⑶沿曲线从A运动到B.重力分别做多少功？重力做功的特点是什么？重力做功与重力势能的关系是什么【自主尝试】结合教材图 1.4-1,分析如图所示的试探电荷 q在电场强度为E的匀强电场中沿不同路径从A运动到B电场力做功的情况.q沿直线从A到B⑵q沿折线从A到M再从M到B;⑶q沿任意曲线从A到B.二、静电力做功与电势能的关系【思考讨论2】在重力场中由静止释放质点，质点一定加速运动，动能增加，势能减少；如图所示,在静电场中，静电力做功使试探电荷获得动能 ，是什么转化为试探电荷的动能的【思考讨论3】重力做的正功等于减少的重力势能，克服重力做的功等于增加的重力势能用公式表示为W/e=E)a-Epb=-△6.那么，静电力做功与电势能的关系呢【案例分析】分析对不同的电荷从A运动到B的过程中电势能的变化情况 ►【思考讨论4】如何确定电荷在某点处具有的电势能 ?(类比分析：如何求出A点的重力势能呢？进而总结出电势能的求法.),或把电荷拓展】零势能面的选择:通常把电荷离场源电荷无限远处的电势能规定为零在大地表面上的电势能规定为零,或把电荷【思考讨论5】重力势能是物体和地球组成的系统所共有的 ,那么电势能是否也是电荷和电场所共有的呢?(1)若被移动电荷的极性、电荷量不同,对其电势能有何影响?若电荷所处电场发生变化,对位于其中的电荷的电势能有何影响?若电场中没有电荷或者空间不存在电场,还有电势能吗?【巩固训练】关于在电场中移动电荷与电势能的关系 ,下列说法中正确的是()电荷沿电场线方向移动，电势能一定增加电荷沿电场力方向移动，电势能一定增加电荷逆电场力方向移动，电势能一定增加电荷沿垂直于电场线方向移动 ，电势能一定不变有一电荷量q=-3X10-6C的电荷,从电场中的A点移到B点时,克服静电力做功6X10-4J.求:电荷的电势能怎样变化?变化了多少?以B为零势能点,电荷在A点的电势能Epa是多少？如果把这一电荷从 B点移到C点时静电力做功9X10-4J,电荷的电势能怎样变化？变化了多少?如果选取C点为零势能点,则电荷在A点的电势能E/又是多少？通过这一例题你有什么收获?三、 电势【思考讨论6】如何判断电势的高低呢 ?四、 等势面【思考讨论7】在地理课上常用等高线来表示地势的高低.今天学习了电势的知识后,那我们可以用什么来表示电势的高低呢？【体验性实践】寻找等势面：找正点电荷和带电平行金属板中的等势面【思考讨论8】什么情况下会出现力做功为零的情况 ？电场线跟等势面有什么关系？课堂检测关于等势面的说法，正确的是（）不同等势面上各点的电势也可能相等各等势面永不相交等势面总是和电场线垂直等势面都是封闭的曲面如图展示了等量异号点电荷的电场线和等势面 .关于场中的AB、CD四点,下列说法正确的是（）A、B两点的电势和电场强度都相同A、B两点的电场强度相同,电势不同CD两点的电势和电场强度都不同CD两点的电势相同，电场强度不同关于等势面、电场力做功和电场的关系 ，下列说法正确的是（）在等势面上移动电荷，电场力总是不做功电荷从A点移到B点,电场力做功为零，则电荷一定是沿等势面移动的在同一个等势面上的各点，电场强度的大小必然是相等的电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面如图所示，展示了不规则形状的带电导体周围的电场线和等势面.从图中可以看出，越靠近导体，等势面的形状就越趋近导体表面的形状，这是因为，导体的表面本身就是一个，而且导体内部的电势也处处相等，所以导体是一个；而越是远离导体，等势面的形状就越趋近球面，这是因为，从足够远的地方看导体，它就是一个点电荷，而点电荷的就是球面•电场线和等势面都可以形象、直观地描述电场 •由于电场线和等势面有着固定的空间位置关系，我们只要知道了其中之一，就可以根据相互关系描绘出另一个 .而且，从测量