高中物理：《电势和电势差》教案 5页

高中物理：《电势和电势差》教案【学习目标】一、知识与技能1、理解电势差和电势的概念，知道电势和电场强度一样，都是描述电场性质的物理量2、理解电势差和电势两个概念及其关系式3、知道电势能的概念，知道电场力做功与电势能变化的关系4、了解等势面的意义、作用和典型电场中等势面的分布二、过程与方法1、通过电势能和重力势能的比较，体会类比方法在物理学中的应用。2、重温比值定义法3、经历电势定义和等势面引入的过场，认识电场的描述方法。三、情感态度与价值观1、通过对原有知识的加工，对新旧知识的类比、概括，培养学生知识自我更新的能力2、学习物理学家探索自然规律的科学态度和科学精神【学习重点】静电力做功的特点，电势能和电势的概念，等势面【知识要点】1．静电力做功的特点：不论q在电场中由什么路径从A点移动到B点，静电力做的功都是的．静电力做的功与电荷的位置和位置有关，与电荷经过的路径．2．电势能：电荷在中具有的势能叫做电势能，用字母表示，单位.电势能是相对的与重力势能相似，与参考位置的选取有关．3．静电力做功与电势能的关系(1)静电力做的功电势能改变量的多少，公式W＝．(2)电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到位置时所做的功．4．电势：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的，叫做这一点的电势，用φ表示，定义式：φ＝，在国际单位制中，电势的单位是伏特(V)，1V＝1J／C；电势是标量，只有大小，没有方向．5．电场线与电势：电场线指向电势的方向．6．等势面：电场中电势的各点构成的面叫做等势面．电场线跟等势面．5学渡365\n答案：1.相等始末无关2.电场E焦耳3.（1）等于E－E（2）无穷远4.比值φ＝E/q5.降低6.相等垂直【问题探究】问题1、电场线、场强、电势、等势面的相互关系如何？解答：电场线与场强的关系：电场线越密的地方表示场强越大，电场线上每点的切线方向表示该点的场强方向。电场线与电势的关系：沿着电场线方向，电势越来越低。电场线与等势面的关系：电场线越密的地方等势面越密，电场线与通过该处的等势面垂直。场强数值与电势数值无直接关系：场强大的地方电势不一定大，零电势人为选取，而场强是否为零由场本身决定。【典型例题】【例1】如图所示，a、b为竖直向上的电场线上的两点，一带电质点在a由静止释放，沿电场线方向向上运动，到b点速度恰好为零，下列说法中正确的是：（）A、带电质点在a、b两点所受的电场力都是竖直向上的B、a点电势比b点的电势高C、带电质点在a点的电势能比在b点的电势能小D、a点的电场强度比b点的电场强度大【解析】带电质点在a点，由静止释放向上运动，说明电场力向上，且应满足Eaq＞mg，而又静止于b点，说明电场力仍向上，用Ebq=mg，选项A、D正确，因不知质点的带电性质，故无法确定a、b两点的电势高低，选项B错误，a到b的运动过程中，电场力和重力做功，由动能定理可知，W电+W重=0，因为W重为负值，故W电必为正值，而电场力做正功，电势能减小，即b点的电势能小于a点电势能，选项C错误。【例2】如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，细杆右侧距杆0.3m处有一固定的点电荷Q，A、B是细杆上的两点，点A与Q、点B与的连线与杆的夹角均为=37°。一中间有小孔的带电小球穿在绝缘细杆上滑下，通过A点时加速度为零，速度为3m/s，取g=10m/s2，求小球下落到B点时的加速度和速度的大小。【解析】求小球至B的加速度，从受力分析出发，探求小球在A、B两点的受力情况，从而确定加速度的关系。在A处，小球受力如图所示，由题意可知：K·……⑴在B处，小球受力如图所示，由题意可知：K·……⑵由⑴、⑵得a=2g=20m/s2小球从A到B受到的合力为变力，故不宜用牛顿定律和运动学公式求解，抓住A、B处在等势面上由A到B电场力做功为零这个特点，用动能定理求解。mghAB=解得vB=5m/s5学渡365\n【规律总结】1．电场中两点间电势差，类同于重力场中的两点间的高度差。电势差U=W/qU与W、q无关，与W、q的比值有关。2．电场中某点的电势，类同于重力场中某点的高度。3．电势能指电荷在电场中具有的能，类同于重力场中的重力势能。电场力做功，电势能减少，做多少功，电势能减少多少；类同于重力做功，重力势能减少，做多少力功，重力势能减少多少。【当堂反馈】1、下列说法中正确的是：（）A、电场强度和电势都是矢量B、电势为零的地方，电场强度也一定为零C、把电荷从电场中一点移至另一点电场力一定做功D、把电荷从电场中一点移至另一点电场力有可能不做功2、关于公式=可知：（）A、电场中某点的电势，与放在该点电荷具有的电势能成正比B、电场中某点的电势，与放在该点电荷的电荷量成反比C、电场中某点的电势，与该点是否有电荷，电荷的正负及电荷量的大小无关D、放入电场中某点的点电荷不同，电势能也不同，但电势能与电荷量的比值保持不变3、如图所示,A、B、C为电场中同一电场线上三点，设电荷在电场中只受电场力，则下列说法中正确的是：（）A、若在C点无初速地释放正电荷，则正电荷向B运动，电势能减小B、若在C点无初速地释放正电荷，则正电荷向B运动，电势能增加C、若在C点无初速地释放负电荷，则负电荷向A运动，电势能增加D、若在C点无初速地释放负电荷，则负电荷向A运动，电势能减小4、下列说法中正确的是：（）A、沿着电场线的方向场强一定越来越弱B、沿着电场线的方向电势一定越来越低C、匀强电场中，各点的场强一定大小相等，方向相同D、匀强电场中，各点的电势一定相等5、下列说法中，正确的是：（）A、同一等势面上的各点电势相等，电场强度也相等B、电场中的两条电场线一定不会相交，但两个电势不等的等势面有可能相交C、在同一等势面上移动电荷，电场力一定不做功D、离孤立带电导体越近的等势面，其形状越与导体表面相似；离孤立带电导体越远的等势面，其形状越接近于球面5学渡365\n6、如图所示，在O点置一点电荷Q，以O为圆心作一圆。现将一电荷从A分别移到圆上的B、C、D三点，则电场力做功最多的过程是：（D）A、移到B的过程B、移到C的过程C、移到D的过程D、三个过程一样多7、把两个同种点电荷的距离增大一些，电场力做正功，电荷的电势能；把两个异种点电荷的距离增加一些，电场力做负功，电荷的电势能。8、把电荷量q=1.0×10-5C的电荷从A点移到B点，电场力做功W=2.0×10-2J，则电荷的电势能，若规定B点为零电势，则电荷在A点的电势能EPA为；A点的电势=。9、电子在A点的电势能EPA为-4ev，在B点的电势能为4ev，则A点的电势为V，B点的电势=V，若电子由A运动到B，A的动能改变量EKB-EKA=。10、有一个电量q=-3×10-6C的点电荷，从某电场中的A点移动到B点，电荷克服电场力何做了6×10-4J的功，从B点移至C点，电场力对电荷做了9×10-4J的功，设B点为零电势，求：A、C两点的电势和各为多少？11、将带电量为1×10-8C的正电荷，从无限远处移到电场中的A点，要克服电场力做功1×10-6J，问：⑴电荷的电势能是增加还是减少？电荷在A点具有多少电势能？⑵A点的电势是多少？⑶若电场力可以把带电量为2×10-8C的电荷从无限远处移到电场中的A点，说明电荷带正电还是带负电？电场力做了多少功？（取无限远处为电势零点）12、如图所示，小球的质量为m，带电量为q，悬挂小球的丝线与竖直方向成角时，小球恰好在匀强电场中静止不动，丝线长度为l，现将小球拉回到悬线竖直的方向上来，则拉力至少做多少功？5学渡365\n【参考答案】1、D2、CD3、AD4、BC5、CD6、D7、正减小负增加8、减小2.0×10-2J2.0×10-2J2000V9、4V-4V-8eV10、-WAB=（）q=200V=-300V11、增加EP=1×10-6J=100V负电W=2×10-6J12、Eq=mg+cosWF+mgl（1-cos）=EqlsinWF=mgl-mgl+mglcosWF=mgL（）【反思】收获疑问本文来源www.xuedu365.com/gaokao/zhiyuan/5学渡365