1、教学案：高中课程标准物理（人教版）选修31 主备人：鲁江1.4电势能和电势班级： 姓名： 组号： 一、教学目标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.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。 二、预习导学电势差定义公式物理意义电势定义物理意义与电势差的关系电势能定义三、问题引领，知识探究问题1静电力做功的特点？问题2什么是电势能？电场力做功与电势能的
2、变化量之间有什么关系？零电势能点是怎么规定的？问题3什么是电势？零电势点是怎么规定的？ 问题4沿电场线的方向电势如何变化？问题5什么是等势面？电场线与等势面间有何关系？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？图1例题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D.导体内的场强方向是由A指向B图2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
3、项C是正确的.静电平衡后电场线的分布示意图如图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.变式练习1. 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=1
4、00V/m，水平向右图3例题2. 某带电粒子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.变式练习2如图，AB和
5、CD为等势面，电势分别为U和U，则U_U(填、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.四、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.五、分层配餐一、A
6、组题（基础题）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点时所受电场力方向
7、为（ ）A沿Pa方向B垂直 指向右侧C垂直 指向左侧D不能作出结论二、B组题（巩固题）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，该电荷的电势能变化量可能是( )A0 B6
8、10-11J 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三、C组题（提高题）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？
