2018年高中物理 第1章 静电场 第4节 电势能和电势教案 新人教版选修3-1.docVIP

第1章第1节 质点、参考系和坐标系 【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能的性质的物理量； 3明确电势能、电势、静电力做功、电势能的关系； 4了解电势与电场线的关系； 5了解等势面的意义及与电场线的关系。 通过前面知识的结合，理解电势能与静电力做功的关系，从而更好的了解电势能和电势的概念。 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，增强科学价值观。 ★重难点一、对电势能的理解★ 1．电场力做功的特点 （1）匀强电场中电场力做功的计算：如图所示，在场强为E的匀强电场中，将正电荷q从A移到B，若AB＝L，并且AB与电场线的夹角为θ.则电场力对电荷所做的功为W＝FLcosθ＝qELcosθ. （2）电场力做功的特点 静电场中，电场力做功只与移动电荷的电荷量以及起点和终点的位置有关，而与路径无关 2．电势能的特点 (1)电势能是由电场和电荷共同决定的，属于电荷和电场所共有的，我们习惯上说成电荷的电势能。 (2)电势能是标量，有正负但没有方向，其正负表示大小。 (3)电势能是相对的，其大小与选定的参考点有关。确定电荷的电势能，首先应确定参考点，也就是零势能点的位置。 3．电势能增减的判断方法 (1)做功判断法 无论正、负电荷，只要电场力做正功，电荷的电势能一定减小；只要电场力做负功，电荷的电势能一定增大。 (2)电场线判断法 正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大。 负电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小。 4．电势能与重力势能的比较 两种势能 比较内容 电势能 重力势能 定义 电场中的电荷具有的势能——电势能 重力场中的物体具有的势能——重力势能 系统性 电荷和电场 物体和地球 大小的 相对性 电荷在某点的电势能等于把电荷从该点移到零势能位置时静电力做的功 物体在某点的重力势能等于把物体从该点移到零势能位置时重力做的功 变化大小 的量度 电场力做的功是电势能变化大小的量度，静电力做的功等于电势能的减少量 重力做的功是重力势能变化大小的量度，重力做的功等于重力势能的减少量 对应力做功的特点 做功多少只与始末位置有关，与经过的路径无关，且做的功等于势能的减少量 【特别提醒】 电势能大小的判断 (1)场源电荷判断法：离正场源电荷越近，正试探电荷的电势能越大，负试探电荷的电势能越小；离负场源电荷越近，正试探电荷的电势能越小，负试探电荷的电势能越大． (2)电场线法：正电荷顺着电场线的方向移动时电势能逐渐减小，逆着电场线的方向移动时电势能逐渐增大；负电荷顺着电场线的方向移动时电势能逐渐增大，逆着电场线的方向移动时电势能逐渐减小． (3)做功判断法：无论正、负电荷，电场力做正功，电荷的电势能减小；电场力做负功，电荷的电势能增大. 【典型例题】在图示的非匀强电场中，实线表示电场线；在只受电场力的作用下，电子从A点运动到B点；电子在A点的速度方向如图所示．比较电子在A、B两点的速度、加速度、电势能，其中正确的是（　　） A．vA＞vB、aA＜aB、EpA＞EpBB．vA＞vB、aA＞aB、EpA＜EpB C．vA＜vB、aA＜aB、EpA＜EpBD．vA＜vB、aA＞aB、EpA＞EpB ★重难点二、电势★ 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φ表示． 2．定义式：φ＝. 3．对电势的理解 (1)在国际单位制中，电势的单位是伏特(V)，1 V＝1 J/C． (2)电势是标量，只有大小，没有方向，但有正值和负值之分，是表示电场能量性质的一个物理量． (3)在利用φ＝计算电势时，Ep、q可代入正、负号运算，计算结果的正、负号恰好反映了电势的高低． ①电势是相对的，只有先确定了电势零点以后，才能确定电场中其他位置的电势．电场中某点的电势跟电势零点的选择有关． ②对不是无限大的带电体产生的电场，通常取无限远处的电势为零；在实际处理问题中，又常取大地电势为零． 4．电势与电场线的关系：无论什么电场，沿电场线方向电势是逐渐降低的，且是电势降落最快的方向． 5．电势能与电势的区别与联系 电势φ 电势能Ep 物理 意义 反映电场的能的性质的物理量 反映电荷在电场中某点所具有的能量 相关 因素 电场中某一点的电势φ的大小，只跟电场本身有关，跟试探电荷q无关 电势能的大小是由点电荷q和该点电势φ共同决定的 大小 电势沿电场线逐渐降低，规定零电势点后，某点的电势高于零，则为正值；某点的电势低于零，则为负值 正点电荷(＋q)：电势能的正负跟电势的正负相同 负点电荷(－q)：电势能的正负跟电势的正负相反 单位 伏特V 焦耳