1、高考资源网() 您身边的高考专家教学设计:高中课程标准.物理(人教版)选修3-1 主 备人:陈卫东 学科长审查签名:1.4电势能和电势(2课时)(一)、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1电势能的变化与电场做功有什么关系? 思考题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。
2、(四)、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)、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、教学情景问题1静电力做功的特点?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: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3
3、什么是电势?零电势点是怎么规定的? 设计意图:知道电势的概念。问题4沿电场线的方向电势如何变化?设计意图:沿电场线的方向电势逐渐降低。问题5什么是等势面?电场线与等势面间有何关系?设计意图:电场线与等势面垂直。 例题1.图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两端电势相等图2D.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),否定选项D; (2)导体是等势体,从而否定选项A,选项C是正确的.静电平衡后电场线的分布示
4、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】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 ( )AE=100V/m,竖直向下 BE=100V/m,竖直向上CE=100V/m,水平向左 DE=100V/m,水平向右图3例题2. 某带电粒子
5、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,所以粒子的加速度.由定性画出的等势面并根据沿电场线方向电势降低,可知电势AB,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: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、
6、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)、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.设计意图:检测目标完成情况配餐作业从下列三组题中任意选择两组
7、题完成,建议选择AB或BCA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DA、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
8、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:对学生进行基础知识练习B组题1.如图,A、B、C三点在匀强电场中,ACBC ,ABC=60,=20cm,把一个电量q= 110-5C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10-3J,则该匀强电场的场强大小和方向是 ( )A866V/m,垂直AC向上B866V/m,垂直AC向下C1000V/m,垂直AB斜向上D1000V/m,垂直AB斜向下2.在方向水平向左,大小E100V/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=310-10C的检验电荷由a点移至b点,该电荷
9、的电势能变化量可能是( )A0 B610-11J C610-10J D610-8J3.一个点电荷,从静电场中的a点移至b点,其电势能的变化为零,则( )Aa、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Da、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D粒子在经过a、b两等势面上时的电势能一定有设计意图:提高学生对基础知识的学习,加强对库仑
10、定律的巩固C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gC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,虚线为平行的等势面,1、2、3表示三个等势面的值,已知1,一带电粒子以速度v0飞入电场,轨迹为实线所示,如不计重力,试判断:(1)电荷带什么电?(2)电荷在A、B两点哪点电势能大?(3)电荷在两点哪点动能较大? 设计意图:提高部分学生的的能力教学反思:学生对这一节内容感到难,概念较多,对电场力做功与电势能的变化关系很难理解和掌握。 - 4 - 版权所有高考资源网