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  • 2021-05-26 发布

【物理】2018届一轮复习人教版电势能和电势学案

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1·4 电势能和电势 【学习目标】 1、理解静电力做功的特点、电势能的概念。 2、掌握静电力做功与电势能变化的关系,会定量计算电荷的电势能大小。 【课前自主预习】 1、功的计算公式: 2、重力做功的特点:只与 有关,与 无关。 3.电势能跟电量的比值,对于电场中的某一点来说,是一个 .这个常量的大 小跟电荷 ,反映了 的一种性质,叫做电场的 . 4.在地图上常用 表示地形的高低,与此相似,在电场中常用 表示电势的高低.电场中 的各点构成的面,叫做 . 5.如果取无穷远处为零电势点,在正的点电荷形成的电场中各点的电势均为 值,在负的点电荷形成的电场中各点的电势均为 值. 【重点难点点拨】 一: 静电力做功的特点 问题 1.结合课本图 1.4-1(右图),求出试探电荷+q 在场强为 E 的匀强电场中沿不 同路径从 A 运动到 B 静电力所做功。 ① 探 电 荷 q 在 匀 强 电 场 E 中 沿 直 线 从 A 到 B , 求 解 静 电 力 做 功 。 ② 试探电荷 q 在匀强电场 E 中沿直线从 A 到 B,求解静电力做功。 ③q 沿折线 AMB 从 A 到 B。其中 AM 与电场线平行,BM 与电场线垂直。求解静 电力做功。 结论:静电力做功与电荷的 和 有关,但与 无关. 说明:该结论是在匀强电场中推出的。对非匀强电场也适用。 二、电势能 问题 1 .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 中具有势能,叫做电势能。电势能用 表示。如 A 点的电势能一般 表示为 , B 点的电势能一般表示为 . 思考与讨论:如果电荷沿不同路径移动时静电力做的功不 一样,还能建立电势能的概念吗?为什么? 问题 2. 如图,一点电荷+q 在匀强电场 E 中静止释放,仅 在静电力的作用下它做什么运动?什么能量 增加?是什么 形式的能量转化而来? 问题 3. 静电力做功与电势能变化的关系 ①如右图,质量为 m 的小球从 A 到 B 下降 H 高的过程, 重力做了多少功?重力势能变化了多少?重力做功与重 力势能变化的关系是什么?写出表达式。 ②在电场中(如右图),当正电荷在电场中从 A 点移动到 B 点时,静电力做什么功? 类比重力做功与重力势能变化的关系,分析电势能的变化,并写出静电力做功与 电势能变化的关系式。 ③在重力场中,从 A 到 B,重力势能的变化量Δ EP= ,重力势能的减少量 ΔEP 减= 类比重力场,在电场中,从 A 到 B,电势能的变化量ΔEP= , 电势能的减少量ΔEP 减= ④通过①②③中的分析,若电荷 q 在电场中从 A 运动到 B,静电力做功与电势能 变化的关系: 若静电力做功为正功,电势能 ,电荷在 A 点电势能 (填>、<或=)在 B 点的电势能。静电力做 ,电势能增加,电荷在 A 点电势能 (填>、<或=)在 B 点的电势能。 结论 2:静电力做功与电势能变化的关系: _____________________ 表达式为: _____________________ 问题 4.电势能的计算 1. 如图, 在场强 E= 103N/C 的匀强电场中, 点电荷 q=+1c 从 A 移动到 B,AB 相距 L=1m, (1)静电力做功为多少?电势能如何变化? (2)电荷在 A 点,B 点的电势能为多少呢? 通过以上分析可以看到,静电力做的功只能决定电势能的变化量,而不能决定 电荷在电场中某点的电势能的数值。只有先把电场中某点的电势能规定为 0,才 能确定电荷在电场中其它点的电势能。 2.若规定 EPB=0,则 EPA=? 3.若规定 EPA=0,则 EPB=? 结论:电荷在某点电势能在数值上等于把它从_____移到___________位置时 ______________ 4.由上一问题可知, 要确定电荷在电场中某点的电势能,必须先选定电场中某点 的电势能为零。 通常把 ____ 的电势能规定为 0,或把 ___________的电势能 规定为 0 。这说明电势能和重力势能一样具有____性,也是___量,电势能为负 时,表示电荷在该处的电势能比零还要小. 问题 5.电势能的变化与电荷电性的关系 如图,①将正电荷从 A 移到 B,静电力做什么功?电势能怎么变? ②如果将负电荷从 A 移到 B, 静电力做什么功?电势能怎么变? ③通过①②中 的分析,在同一电场中,从 A 点到 B 点,移动正电荷与移动负电 荷,电荷的电势能的变化是 的。由此知,电场中某点的电势能是电场和 电荷共有的。 思考:以无穷远处为 0 势能点,则 1、在正点电荷产生的电场中,一正试探电荷 在电场中任一位置的电势能是正还是负?一负试探电荷在电场任一位置的电势 能是正还是负? 2、在负点电荷产生的电场中,一正试探电荷在电场中任一位置的电势能是正还 是负?一负试探电荷在电场任一位置的电势能是正还是负 三、电势 1.概念:电荷在电场中某点的电势能与它的电荷量的 2.公式和单位 :电势的定义公式为 ,单位是 、 3.相对性:电势也是相对的,在应用中常取离场源电荷无限远处电势为零,或 大地的电势为零.电势可以是正值,也可以是负值,没有方向,因此是 4.与电场线关系:沿电场线的方向电势 5.该公式中涉及三个物理量 、Ep、q,在计算时应代入 问题 6、有关电势的计算 1、将一电量为 q=2×10-6C 的点电荷从电场外一点 P 移至电场中某点 A,电场力 做功 4×10-5J,求 A 点的电势。 2、在静电场中,把一个电荷量 q=2.0× 10- 5 C 的负电荷由 M 点移到 N 点, 电场力做功 6.0 ×10-4 J,由 N 点移到 P 点,电场力做负功 1.0×10- 3 J,则 M、N、P 三点电势是________.(设 N 点电势为零) 四、等势面 1.等势面:电场中______相同的各点构成的面叫做等势面.在同一个等势面上 移动电荷时静电力________. 2.等势面的特点:电场线跟_________垂直,并且由电势高的等势面______电势 低的等势面. 3.等势面实例:孤立的点电荷电场的等势面是一簇以点电荷位置 , 匀强电场的等势面是一簇 . 4.等差等势面越密的地方电场强度越大 5.几种典型的电场的等势面与电场线 重 力 场 与 电场比较