1、4 电势和电势能(1)电势能科目:物理 课题4 电势能和电势之一电势能课型新授课教 学 目 标1 掌握静电力做功的特点2 掌握电势能的概念3 掌握静电力做功与电势能变化的关系4 能计算某些情况下电势能的具体数值教学过程教案内容备注(第二次备课)一 自 主 学 习指导学生阅读教材第1517页,然后让学生完成下列填空(也可以用提问的方式,也可以直接板书)1 静电力做功的特点是:在匀强电场中移动电荷时,静电力做的功与电荷的起始位置与终止位置有关,但与电荷经过的路径无关2 上述结论是从匀强电场推导出来的,但是可以证明,对于非匀强电场也是适用的3 因此我们可以得出结论,静电力做功的特点是:电荷在电场中移
2、动时,静电力做的功只与电荷的始末位置有关,与路径无关思考:我们以前学过的哪个力做功具有这个特点? (重力)4 电势能的概念是:由于移动电荷时静电力做的功与移动的路径无关,电荷在电场中也具有势能,这种势能叫做电势能(解释:放入电场中的电荷具有电势能,因为静电力具有对电荷做功的本领,电场中一个静止的电荷在静电力作用下将做加速运动,动能越来越大,从能量守恒的角度来看一定是其他形式的能转化而来,这个能就是电势能,从能量转化的角度来看,一种形式的能转化为另一种形式的能要通过做功才能实现,这个功就是静电力做功)5 电势能的变化与静电力做功的关系是:静电力做正功,电荷的电势能减少,静电力做负功,电荷的电势能
3、增加,静电力做了多少功,电势能就变化多少,即:静电力做的功等于电势能的减少量 (请回顾重力做功与重力势能变化的关系,与上面是一样的吗?)6 静电力做功与电势能的变化关系的数学表达式是 WAB=EPA-EPB 上式中的三个物理量各表示什么?7 在电场中,一个电荷具有多少电势能的计算方法是:电荷在某点的电势能,等于把它从这点移到零电势能位置时静电力做的功 (若规定B点的电势能为零,即EPB=0,则WAB=EPA-0,于是 EPA=WAB)8 物理学中通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为0,把电荷在大地表面上的电势能规定为零教学过程教案内容备注(第二次备课)二 质 疑 提 问1 电势能是属于
4、谁的? (电势能是属于电场和电场中的电荷所共有的,即放入电场中的电荷有电势能)AB2 在如图所示的电场中有AB两点,现把一正电荷从A点移到B点,静电力做什么功,电荷的电势能怎样变化?若把一负电荷从A点移到B点,静电力做什么功,电荷的电势能怎样变化? ( 正功、减少;负功、增加)3 把两个同种电荷间的距离增大一些,电荷间的电势能怎样变化?把两个异种电荷间的距离增大一些,电荷间的电势能怎样变化? (减少、增大)三 问 题 探 究1 如图,实线表示电场线,虚线表示一带正电的粒子在电场中的运动轨迹,不计粒子重力,试比较(1) 粒子在M、N两点哪点的加速度大?(2) 粒子在M、N两点哪点的速度大?(3)
5、 粒子在M、N两点哪点的电势能大? (分析方法:比较加速度看电场线稀密即电场力大小;比较速度看静电力做功;比较电势能大小仍看静电力做功;所以,粒子在N点时的加速度大,速度也大,电势能小)2 如图,空间有一匀强电场ABO电场强度为E=5104N/C,在电场线上有两点AB,离O点的距离分别是0.2m和0.15m,此电电场中有一正电荷,其电荷量为q=410-8C,现规定O点的电势能为0,求此正电荷分别在AB两点时的电势能 (根据电势能的计算方法,有:EPA=WAO=Flcos=qEd1=410-4J;EPB=WBO= =-qEd2=-310-4J)ABQ1 如图是正电荷Q的电场中的一根电场线,AB是电场线上的两点,(1)一个负电荷在AB两点哪一点具有的电势能大?(2)哪一点受到的静电力大?(3)若此负电荷在运动中经过AB两点,且只受静电力,则它在哪点时的速度大?四 课 堂 检 测2 一个电荷从电场中的A点移动B点时,静电力做功0.3J, (1)此电荷的电势能怎样变化?变化了多少?AB (2)若取A点的电势能为0,则此电荷在B点时具有的电势能是多少3 空间有一匀强电场,场强的大小是E,电场中有AB两点,相距L,AB连线与电场线的夹角是,现规定B点的电势能为零有一电荷量是q的正电荷,它在A点时的电势能是多少?