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人教版高中物理选修课讲义电势能和电势


4 电势能 电势 教学三维目标 (一)知识与技能 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。明确电势能、电势、 静电力的功、电势能的关系。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。 (二)过程与方法 通过与前面知识的结合, 理解电势能与静电力做的功的关系, 从而更好的了解电势能和 电势的概念。 (三)情感态度与价值观 尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题, 增强科学探究的 价值观。 重点:理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。 难点:掌握电势能与做功的关系,并能用此解决相关问题。 教学过程: (一)复习前面相关知识 1.静电力、电场强度概念,指出前面我们从力的性质研究电场,从本节起将从能量的 角度研究电场。 2.复习功和能量的关系。 从静电力做功使试探电荷获得动能入手, 提出问题: 是什么能转化为试探电荷的动能? 引入新课。 (二)进行新课 1.静电力做功的特点 结合课本图 1。4-1(右图)分析试探电荷 q 在场强为 E 的均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 B q 沿折线从 A 到 M、再从 M 到 B q 沿任意曲线线 A 到 B 结果都一样即:W=qELAM =qELABcos ? 【结论】 :在任何电场中,静电力移动电荷所做的功,只与始末两点的位置有关,而与 电荷的运动路径无关。 与重力做功类比,引出: 2.电势能 电势能:由于移动电荷时静电力做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。 静电力做功与电势能变化的关系: 静电力做的功等于电势能的变化量。写成式子为: W AB ? EPA ? EPB 注意: ①.电场力做正功,电荷的电势能减小;电场力做负功,电荷的电势能增加 ②.电场力力做多少功,电势能就变化多少,在只受电场力作用下,电势能与动能相互 转化,而它们的总量保持不变。 第 1 页 - ③.在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为正,负电荷在任 一点具有的电势能都为负。 在负电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为负, 负电荷在任意一点具有 的电势能都为正。 ④.求电荷在电场中某点具有的电势能 电荷在电场中某一点 A 具有的电势能 EP 等于将该点电荷由 A 点移到电势零点电场力所 做的功 W 的。即 EP=W ⑤.求电荷在电场中 A、B 两点具有的电势能高低 将电荷由 A 点移到 B 点根据电场力做功情况判断,电场力做正功,电势能减小,电荷 在 A 点电势能大于在 B 点的电势能,反之电场力做负功,电势能增加,电荷在 B 点的电势 能小于在 B 点的电势能。 ⑥电势能零点的规定 若要确定电荷在电场中的电势能,应先规定电场中电势能的零位置。 关于电势能零点的规定:P19(大地或无穷远默认为零) 所以: 电荷在电场中某点的电势能, 等于静电力把它从该点移动到零电势能位置时电场 力所有做的功。如上式若取 B 为电势能零点,则 A 点的电势能为: EPA ? WAB ? qELAB 举例分析:对图 1。4-1 中的各量附与一定的数值,后让学生计算。 (1 课时) 3.电势---表征电场性质的重要物理量度 通过研究电荷在电场中电势能与它的电荷量的比值得出。参阅 P20 图 1。4--3 (1)定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值,叫做这一点的电势。 用 ? 表示。标量,只有大小,没有方向,但有正负

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