甘肃煤炭工业学校物理教案：第七章 静电场03.docVIP

第七章 静电场 第三节：电势能 电势 电势差 教 学 课 题 §7-3电势能 电势 电势差 第 110页 课 的 类 型 新授课（45分钟） 教 学 对 象 一年级职业中专生 教学目的和要求 理解电势能和电势差的概念，了解电势的概念，能分析和计算电场中移动电荷做功时电势能的变化。理解等势面的概念，掌握匀强电场中电势差和场强的关系 教 学 重 点 电势能、电势和电势差的概念 教 学 难 点 电势能、电势和电势差的理解 教 具 和 仪 器 序 号 教 学 过 程 （教 学 内 容） 说明（提醒） 一 （组织教学）引入新课【3分钟】 上一节从电荷在电场中受到力作用出发，研究了电场的性质，引入了电场强度的概念。下面再从能量的角度来研究电场的另一性质，电势的概念。 二 电势能【12分钟】 设想的下图，说明q具有了做功能力。物体受到重力具有重力势能。电荷在电场中受到电场力，因而具有电势能 （设想q拉动物体做功） 物体下落时，重力对物体做正功，物体重力势能减少；物体上升时，重力做负功，重力势能增加。(WG=Ep1-Ep2) 与此类似，在电场中移动电荷时，电场力对电荷做正功时，电荷的势能减少；电场力对电荷做负功时，电荷的势能增加；电势能减少量总等于电场力对电荷做的功。 Wab=EPa-EPb （8-6） 图8-10 图8-11 对电势能的理解是关键。 同重力势能一样，电势能也是一相对的量，只有先定零势能的位置后，才能确定电荷在其他位置的电势能。 零势能的位置的选取是任意的，在点电荷的电场中，理论上常取无穷远处为零势能，即电荷在该处的电势能为零。 在式（8-6）中，若选点b处电势能为零，即EPb=0，那么 Wab=EPa 可见，电荷在电场中某点的电势能，在数值上等于把它从该点移到零势能处或无穷远处时电场力所做的功。 分析+q、-q在图8-10和图8-11的势能情况。（过程略） 三 电势【10分钟】 我们把一个正的试验电荷+q先后放在图8-10的电场中的a,b两点。电势能不同。 在同一点上， 与q无关。 在不同的点上 a,b各点这个恒量的值不同。近处受到的力大，这个恒量也大，这里的电势也大。用这一恒量来表示电场中某一点的电势。 试验电荷在电场中某点所具有的电势能EP和它电量q的比值，叫做该点的电势。 （8-8） 在国际单位制中，电势的单位是伏特（V，伏）。如果电量为1库的电荷，在电场中某点的电势能为1焦耳，这一点的电势为1伏。 1伏=1焦/库 电势是标量。它跟电势能一样，也是一相对量。零电势点的选取同零电势能的选取是一致的。 在正电荷Q的电场中，各点的电势都是正值，而且越靠近正电荷的地方，电势越高。 在负电荷Q的电场中，各点的电势都是负值，而且越靠近负电荷的地方，电势越低。 电势和场强是电磁学中两个最重要的两个概念。 四 电势差【6分钟】 电场中任意两点间电势之差叫做电势差。 Uab=Va-Vb （8-9） 电势差的单位也是伏特。电势差与零电势点选择无关。 根据 （式8-8）有 EP=qV 例如中图8-10中， EPa=qVa EPb=qVb Wab=EPa-EPb= qVa- qVb=q（Va-Vb）=q Uab 所以， Wab=q Uab （8-10） 讨论（8-9）（8-10）两式 五 等势面【8分钟】 在电场中电势相等的点所组成的面，叫做等势面。 在等势面移动电荷，电势能不变，即电场力不做功。这说明电场力的方向与等势面垂直。 电力线与等势面处处相互垂直。 等势面疏密也可以表示电场的强弱。 通过测电势来描绘电力线。 六 电势差和场强的关系【10分钟】 在图所示的电场中，将q由a移到b点。电场力做功为 W=FS=qEd 此功也可以用电势差计算： W=qU 显然， qU =qEd ，即 U =Ed 或 （8-11） 上式只适用于匀强电场 匀强电场大的电场，在场强方向上单位距离两点间的电势差也大。 电场强度的方向总是指向电势降低的方向。 电场强度另外一个单位——伏/米（同牛/库） 七 例题1 【6分钟】 在图8-10的电场中分别放入一正、负电荷q，试问在电场的作用下，正、负电荷如何动？它们的电势能如何变化？ （展开讨论） 八 例题2 【6分钟】 在图8-11的电场中，在a点的电势是-40V，b点的电势是-20V，今