第一篇：人教版3-1教案：1.4電勢(shì)能和電勢(shì)（精選）

第四節(jié)

電勢(shì)能和電勢(shì)

【教學(xué)目標(biāo)】

1．知識(shí)與技能

（1）理解靜電力做功的特點(diǎn)、電勢(shì)能的概念、電勢(shì)能與電場(chǎng)力做功的關(guān)系。（2）理解電勢(shì)的概念，知道電勢(shì)是描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量。（3）明確電勢(shì)能、電勢(shì)、靜電力的功、電勢(shì)能的關(guān)系。

（4）了解電勢(shì)與電場(chǎng)線的關(guān)系，了解等勢(shì)面的意義及與電場(chǎng)線的關(guān)系。2．過(guò)程與方法

（1）通過(guò)與前面知識(shí)的結(jié)合，理解電勢(shì)能與靜電力做的功的關(guān)系，從而更好的了解電勢(shì)能和電勢(shì)的概念。

（2）培養(yǎng)對(duì)知識(shí)的類比能力，以及對(duì)問(wèn)題的分析、推理能力。

（3）通過(guò)學(xué)生的理論探究，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。培養(yǎng)學(xué)生利用物理語(yǔ)言分析、思考、描述概念和規(guī)律的能力。

3．情感、態(tài)度與價(jià)值觀

（1）嘗試運(yùn)用物理原理和研究方法解決一些與生產(chǎn)、生活相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題，增強(qiáng)科學(xué)探究的價(jià)值觀。利用知識(shí)類比和遷移激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用知識(shí)和對(duì)科學(xué)的求知欲。

（2）利用等勢(shì)面圖像的對(duì)稱美，形態(tài)美以獲得美的享受、美的愉悅，自己畫圖，在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)提高對(duì)美的感受力和鑒別力。

（3）在研究問(wèn)題時(shí)，要培養(yǎng)突出主要矛盾，忽略次要因素的思維方法?！窘虒W(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)】

1．重點(diǎn)

理解掌握電勢(shì)能、電勢(shì)、等勢(shì)面的概念及意義。2．難點(diǎn)

掌握電勢(shì)能與做功的關(guān)系，并能用此解決相關(guān)問(wèn)題?！窘虒W(xué)方法】 類比探究、分析歸納、討論分析、應(yīng)用舉例、多媒體課件

【教學(xué)過(guò)程】

復(fù)習(xí)前面相關(guān)知識(shí)。

1．靜電力，電場(chǎng)強(qiáng)度概念，指出前面我們從力的性質(zhì)研究電場(chǎng)，從本節(jié)起將從能量的角度研究電場(chǎng)。

2．復(fù)習(xí)功和能量的關(guān)系：如圖所示從靜電場(chǎng)中靜電力做功使試探電荷獲得動(dòng)能入手，提出問(wèn)題：是什么轉(zhuǎn)化為試探電荷的動(dòng)能？

一、靜電力做功的特點(diǎn)

結(jié)合課本圖1。4-1（右圖）分析試探電荷q在場(chǎng)強(qiáng)為E的均強(qiáng)電場(chǎng)中沿不同路徑從A運(yùn)動(dòng)到B電場(chǎng)力做功的情況。

（1）q沿直線從A到B（2）q沿折線從A到M、再?gòu)腗到B（3）q沿任意曲線線A到B 結(jié)果都一樣即：W=qELAM =qELABcos?

與重力做功類比，引出結(jié)論：靜電力做的功只與電荷的起始位置和終點(diǎn)位置有關(guān)，與電荷經(jīng)過(guò)的路徑無(wú)關(guān)。

拓展：該特點(diǎn)對(duì)于非勻強(qiáng)電場(chǎng)中也是成立的。

二、電勢(shì)能

尋找類比點(diǎn)：力做功只與物體位置有關(guān)，而與運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)的事例在物理中有哪些呢？屬于什么能？

（移動(dòng)物體時(shí)重力做的功與路徑無(wú)關(guān)同一物體在地面附近的同一位置才具有確定的重力勢(shì)能。）

思考：靜電力做功也與路徑無(wú)關(guān)，是否隸屬勢(shì)能？我們可以給它一個(gè)物理名稱嗎？ 1．電勢(shì)能：由于移動(dòng)電荷時(shí)靜電力做功與移動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)，電荷在電場(chǎng)中也具有勢(shì)能，這種勢(shì)能我們叫做電勢(shì)能。電勢(shì)能用Ep表示。

【思考與討論】 如果做功與路徑有關(guān)，那能否建立電勢(shì)能的概念呢？ 2．討論：靜電力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系

通過(guò)知識(shí)的類比，讓學(xué)生能從中感受到新知識(shí)的得出也可以通過(guò)已有獲取。靜電力做的功等于電勢(shì)能的變化。功是能量變化的量度。

電場(chǎng)力做多少功，電勢(shì)能就變化多少，在只受電場(chǎng)力作用下，電勢(shì)能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化，而他們總量保持不變。

WAB＝－（EpB－EpA）＝EpA－EP

【思考討論】對(duì)不同的電荷從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中，電勢(shì)能的變化情況：

正電荷從A運(yùn)動(dòng)到B做正功，即有WAB>0，則EpA>EpB，電勢(shì)能減少。（1）正電荷順著電場(chǎng)線的方向其電勢(shì)能逐漸減少。

負(fù)電荷從A運(yùn)動(dòng)到B做正功，即有WAB<0，則EpA>EpB，電勢(shì)能增加。（2）負(fù)電荷順著電場(chǎng)線的方向其電勢(shì)能逐漸降低。對(duì)此分析得出：電勢(shì)能為系統(tǒng)所有，與重力勢(shì)能相類似。3．求電荷在某點(diǎn)處具有的電勢(shì)能

問(wèn)題討論：在上面討論的問(wèn)題中，請(qǐng)分析求出A點(diǎn)的電勢(shì)能為多少？ 學(xué)生思考后無(wú)法直接求出，不妨就此激勵(lì)學(xué)生，并提出類比方法。類比分析：如何求出A點(diǎn)的重力勢(shì)能呢？進(jìn)而聯(lián)系到電勢(shì)能的求法。

則 EpA＝WAB（以B為電勢(shì)能零點(diǎn)）

電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能，等于靜電力把它從該點(diǎn)移動(dòng)到零勢(shì)能位置撕所做的功。4．零勢(shì)能面的選擇

通常把電荷離場(chǎng)源電荷無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)能規(guī)定為零，或把電荷在大地表面上的電勢(shì)能規(guī)定為零。

拓展：求電荷在電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)具有的電勢(shì)能高低。將電荷由A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，根據(jù)靜電力做功情況判斷。

若靜電力做功為正功，電勢(shì)能減少，電荷在A點(diǎn)電勢(shì)能大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能。反之靜電力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，電荷在A點(diǎn)電勢(shì)能小于在B點(diǎn)的電勢(shì)能

弄清正、負(fù)電荷在電場(chǎng)中電勢(shì)能的不同特點(diǎn)，判斷其做功特點(diǎn)再進(jìn)行判斷。通過(guò)對(duì)不同內(nèi)容的拓展，引導(dǎo)學(xué)生能通過(guò)自己對(duì)不同事例的分析，知道對(duì)問(wèn)題考慮的全面性有所了解，同時(shí)能正確認(rèn)識(shí)到在分析問(wèn)題時(shí)還應(yīng)該思考問(wèn)題的不同側(cè)面，達(dá)到對(duì)問(wèn)題的全面解決。提高思維的深度和發(fā)散能力，達(dá)到對(duì)物理學(xué)習(xí)全面化的探究要求。

當(dāng)堂練習(xí)：

1、將帶電量為6×10-6C的負(fù)電荷從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)，克服電場(chǎng)力做了3×10-5J的功，再?gòu)腂移到C，電場(chǎng)力做了1.2×10-5J的功，則

（1）電荷從A移到B，再?gòu)腂移到C的過(guò)程中電勢(shì)能共改變了多少？

（2）如果規(guī)定A點(diǎn)的電勢(shì)能為零，則該電荷在B點(diǎn)和C點(diǎn)的電勢(shì)能分別為多少？（3）如果規(guī)定B點(diǎn)的電勢(shì)能為零，則該電荷在A點(diǎn)和C點(diǎn)的電勢(shì)能分別為多少？

2、一個(gè)電荷只在電場(chǎng)力作用下從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力做了5×10－6J的功，那么（）A．電荷在B處時(shí)將具有5×10－6J 的電勢(shì)能 B．電荷在B處將具有5×10－6J 的動(dòng)能 C．電荷的電勢(shì)能減少了5×10－6J D．電荷的動(dòng)能增加了5×10－6J

3、如圖1所示，a、b為某電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)，那么以下的結(jié)論正確的是（）

A．把正電荷從a移到b，電場(chǎng)力做正功，電荷的電勢(shì)能減少 B．把正電荷從a移到b，電場(chǎng)力做負(fù)功，電荷的電勢(shì)能增加

C．把負(fù)電荷從a移到b，電場(chǎng)力做正功，電荷的電勢(shì)能增加 D． 從a到b電勢(shì)逐漸降低

三、電勢(shì)：

通過(guò)研究電荷在電場(chǎng)中電勢(shì)能與它的電荷量的比值得出。參閱P20圖1。4--3（1）定義：電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量的比值，叫做這一點(diǎn)的電勢(shì)。用?表示。標(biāo)量，只有大小，沒(méi)有方向，但有正負(fù)。

??（2）公式：Epq（與試探電荷無(wú)關(guān)）

（3）單位：伏特（V）（4）電勢(shì)與電場(chǎng)線的關(guān)系：

電場(chǎng)線指向電勢(shì)降低的方向。

電勢(shì)順線降低；順著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)越來(lái)越低。

與電勢(shì)能相似，我們知道Ep有零勢(shì)能面，因此電勢(shì)也具有相對(duì)性。

引導(dǎo)學(xué)生得出：應(yīng)該先規(guī)定電場(chǎng)中某處的電勢(shì)為零，然后才能確定電場(chǎng)中其他各點(diǎn)的電勢(shì)。

（5）零電勢(shì)位置的規(guī)定：

電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)的數(shù)值與零電勢(shì)的選擇有關(guān)，即電勢(shì)的數(shù)值決定于零電勢(shì)的選擇。因此電勢(shì)有正負(fù)之分，是由于其零電勢(shì)的選擇決定。通常以大地或無(wú)窮遠(yuǎn)默認(rèn)為零。

與零電勢(shì)能的位置規(guī)定是否有相似之處呢？ 思考與討論：

參看書(shū)上的問(wèn)題進(jìn)行思考與討論，然后思考若是q當(dāng)做負(fù)電荷來(lái)進(jìn)行研究，其結(jié)果是否一樣呢？

四、等勢(shì)面

在地理課上常用等高線來(lái)表示地勢(shì)的高低。今天我們學(xué)習(xí)了電勢(shì)的知識(shí)后，那我們可以用什么來(lái)表示電勢(shì)的高低呢？

學(xué)生：在電場(chǎng)中常用等勢(shì)面來(lái)表示電勢(shì)的高低。1．等勢(shì)面：電場(chǎng)中電勢(shì)相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面。

尋找等勢(shì)面：找正點(diǎn)電荷和帶電平行金屬板中的等勢(shì)面。

觀看掛圖，從中尋找不同電場(chǎng)中等勢(shì)面的不同和相同點(diǎn)，進(jìn)行合理猜想。2．等勢(shì)面與電場(chǎng)線的關(guān)系

⑴在同一等勢(shì)面上各點(diǎn)電勢(shì)相等，所以在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷，靜電力不做功。WAB＝EpA－EPb＝qφA－qφB＝0

討論：什么情況下會(huì)出現(xiàn)力做功為零的情況？ 引導(dǎo)分析得出：F⊥v ⑵電場(chǎng)線跟等勢(shì)面一定垂直，即跟電場(chǎng)強(qiáng)度的方向垂直。引導(dǎo)學(xué)生用反證法達(dá)到證明的目的，加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用。而沿著電場(chǎng)線的方向，電勢(shì)越來(lái)越低。

歸納總結(jié)可得出：電場(chǎng)線跟等勢(shì)面垂直，并且由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面。若兩個(gè)相鄰的等勢(shì)面間的電勢(shì)之差是相等的，則能得到書(shū)上圖1．4－5的圖形。觀看圖形或掛圖，結(jié)合電場(chǎng)線的特點(diǎn)，可得出結(jié)論。

⑶等勢(shì)面越密，電場(chǎng)強(qiáng)度越大。⑷等勢(shì)面不相交、不相切。

3．應(yīng)用等勢(shì)面：由等勢(shì)面描繪電場(chǎng)線

方法：先測(cè)繪出等勢(shì)面的形狀和分布，再根據(jù)電場(chǎng)線與等勢(shì)面的關(guān)系，繪出電場(chǎng)線的分布，于是我們就知道電場(chǎng)的情況了。當(dāng)堂練習(xí)：

4、有關(guān)電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)，下列說(shuō)法中正確的是（）A、由放在該點(diǎn)的電荷所具有的電勢(shì)能的多少?zèng)Q定 B、由放在該點(diǎn)的電荷的電量多少來(lái)決定 C、與放在該點(diǎn)的電荷的正負(fù)有關(guān)

D、是電場(chǎng)本身的屬性，與放入該點(diǎn)的電荷情況無(wú)關(guān)

5、關(guān)于等勢(shì)面正確的說(shuō)法是（）

A．電荷在等勢(shì)面上移動(dòng)時(shí)不受電場(chǎng)力作用，所以不做功 B．等勢(shì)面上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等 C．等勢(shì)面一定跟電場(chǎng)線垂直 D．兩等勢(shì)面不能相交

6、一個(gè)點(diǎn)電荷，從靜電場(chǎng)中的a點(diǎn)移至b點(diǎn)，其電勢(shì)能的變化為零，則（）A．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定相等 B．該電荷一定沿等勢(shì)面移動(dòng)

C．作用于該點(diǎn)電荷的電場(chǎng)力與其移動(dòng)方向總是垂直的 D．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電勢(shì)相等

7、在勻強(qiáng)電場(chǎng)中有a、b、c三點(diǎn)，位置關(guān)系如圖所示，其中ab=√3 cm，bc=1cm已知電場(chǎng)線與abc三點(diǎn)所在的平面平行,若將電量為-2×10－８C的點(diǎn)電荷從a 移到b，電場(chǎng)力不做功，而把該電荷從a移到c，電場(chǎng)力做功為1.8×10－７J(1)畫出通過(guò) a、b、c 三點(diǎn)的電場(chǎng)線(2)求該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度

 布置作業(yè)：P22 1、2、3、7

第二篇：1.4 電勢(shì)能和電勢(shì)教案

馬洪旭新課標(biāo)精品教案系列-選修3-1 1．4 電勢(shì)能

電勢(shì)

教學(xué)三維目標(biāo)

（一）知識(shí)與技能

1、理解靜電力做功的特點(diǎn)、電勢(shì)能的概念、電勢(shì)能與電場(chǎng)力做功的關(guān)系。

2、理解電勢(shì)的概念，知道電勢(shì)是描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量。明確電勢(shì)能、電勢(shì)、靜電力的功、電勢(shì)能的關(guān)系。了解電勢(shì)與電場(chǎng)線的關(guān)系，了解等勢(shì)面的意義及與電場(chǎng)線的關(guān)系。

（二）過(guò)程與方法

通過(guò)與前面知識(shí)的結(jié)合，理解電勢(shì)能與靜電力做的功的關(guān)系，從而更好的了解電勢(shì)能和電勢(shì)的概念。

（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀

嘗試運(yùn)用物理原理和研究方法解決一些與生產(chǎn)和生活相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題，增強(qiáng)科學(xué)探究的價(jià)值觀。

重點(diǎn)：理解掌握電勢(shì)能、電勢(shì)、等勢(shì)面的概念及意義。難點(diǎn)：掌握電勢(shì)能與做功的關(guān)系，并能用此解決相關(guān)問(wèn)題。教學(xué)過(guò)程：

（一）復(fù)習(xí)前面相關(guān)知識(shí)

1．靜電力、電場(chǎng)強(qiáng)度概念，指出前面我們從力的性質(zhì)研究電場(chǎng)，從本節(jié)起將從能量的角度研究電場(chǎng)。

2．復(fù)習(xí)功和能量的關(guān)系。

從靜電力做功使試探電荷獲得動(dòng)能入手，提出問(wèn)題：是什么能轉(zhuǎn)化為試探電荷的動(dòng)能？引入新課。

（二）進(jìn)行新課

1．靜電力做功的特點(diǎn)

結(jié)合課本圖1。4-1（右圖）分析試探電荷q在場(chǎng)強(qiáng)為E的均強(qiáng)電場(chǎng)中沿不同路徑從A運(yùn)動(dòng)到B電場(chǎng)力做功的情況。

q沿直線從A到B q沿折線從A到M、再?gòu)腗到B q沿任意曲線線A到B 結(jié)果都一樣即：W=qELAM =qELABcos? 【結(jié)論】：在任何電場(chǎng)中，靜電力移動(dòng)電荷所做的功，只與始末兩點(diǎn)的位置有關(guān)，而與電荷的運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)。

與重力做功類比，引出： 2．電勢(shì)能

電勢(shì)能：由于移動(dòng)電荷時(shí)靜電力做功與移動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)，電荷在電場(chǎng)中也具有勢(shì)能，這種勢(shì)能叫做電勢(shì)能。

靜電力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系：

第1頁(yè)（共3頁(yè)）馬洪旭新課標(biāo)精品教案系列-選修3-1 靜電力做的功等于電勢(shì)能的變化量。寫成式子為：WAB?EPA?EPB

注意：

①．電場(chǎng)力做正功，電荷的電勢(shì)能減??；電場(chǎng)力做負(fù)功，電荷的電勢(shì)能增加

②．電場(chǎng)力力做多少功，電勢(shì)能就變化多少，在只受電場(chǎng)力作用下，電勢(shì)能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化，而它們的總量保持不變。

③．在正電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為正，負(fù)電荷在任 一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為負(fù)。

在負(fù)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為負(fù)，負(fù)電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為正。

④．求電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)具有的電勢(shì)能

電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)A具有的電勢(shì)能EP等于將該點(diǎn)電荷由A點(diǎn)移到電勢(shì)零點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功W的。即EP=W ⑤．求電荷在電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)具有的電勢(shì)能高低

將電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)根據(jù)電場(chǎng)力做功情況判斷，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，電荷在A點(diǎn)電勢(shì)能大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能，反之電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，電荷在B點(diǎn)的電勢(shì)能小于在B點(diǎn)的電勢(shì)能。

⑥電勢(shì)能零點(diǎn)的規(guī)定

若要確定電荷在電場(chǎng)中的電勢(shì)能，應(yīng)先規(guī)定電場(chǎng)中電勢(shì)能的零位置。關(guān)于電勢(shì)能零點(diǎn)的規(guī)定：P19（大地或無(wú)窮遠(yuǎn)默認(rèn)為零）

所以：電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能，等于靜電力把它從該點(diǎn)移動(dòng)到零電勢(shì)能位置時(shí)電場(chǎng)力所有做的功。如上式若取B為電勢(shì)能零點(diǎn)，則A點(diǎn)的電勢(shì)能為：

EPA?WAB?qELAB

舉例分析：對(duì)圖1。4-1中的各量附與一定的數(shù)值，后讓學(xué)生計(jì)算。（1課時(shí)）3．電勢(shì)---表征電場(chǎng)性質(zhì)的重要物理量度

通過(guò)研究電荷在電場(chǎng)中電勢(shì)能與它的電荷量的比值得出。參閱P20圖1。4--3（1）定義：電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量的比值，叫做這一點(diǎn)的電勢(shì)。用?表示。標(biāo)量，只有大小，沒(méi)有方向，但有正負(fù)。

（2）公式：??Epq（與試探電荷無(wú)關(guān)）

（3）單位：伏特（V）

（4）電勢(shì)與電場(chǎng)線的關(guān)系：電勢(shì)順線降低。（電場(chǎng)線指向電勢(shì)降低的方向）

（5）零電勢(shì)位置的規(guī)定：電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)的數(shù)值與零電勢(shì)的選擇有關(guān)，即電勢(shì)的數(shù)值決定于零電勢(shì)的選擇．（大地或無(wú)窮遠(yuǎn)默認(rèn)為零）

◎讓學(xué)生思考和討論P(yáng)21問(wèn)題?！蛞龑?dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題與練習(xí)3、4 4．等勢(shì)面

⑴．定義：電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面

第2頁(yè)（共3頁(yè)）馬洪旭新課標(biāo)精品教案系列-選修3-1 ⑵．等勢(shì)面的性質(zhì)：

①．在同一等勢(shì)面上各點(diǎn)電勢(shì)相等，所以在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力不做功 ②．電場(chǎng)線跟等勢(shì)面一定垂直，并且由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面。③．等勢(shì)面越密，電場(chǎng)強(qiáng)度越大 ④．等勢(shì)面不相交，不相切

⑶．等勢(shì)面的用途：由等勢(shì)面描繪電場(chǎng)線。⑷．幾種電場(chǎng)的電場(chǎng)線及等勢(shì)面 注意：①等量同種電荷連線和中線上 連線上：中點(diǎn)電勢(shì)最小

中線上：由中點(diǎn)到無(wú)窮遠(yuǎn)電勢(shì)逐漸減小，無(wú)窮遠(yuǎn)電勢(shì)為零。②等量異種電荷連線上和中線上

連線上：由正電荷到負(fù)電荷電勢(shì)逐漸減小。中線上：各點(diǎn)電勢(shì)相等且都等于零。◎引導(dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題與練習(xí)7。

（三）小結(jié)：對(duì)本節(jié)內(nèi)容要點(diǎn)進(jìn)行概括。

（四）鞏固新課

1．引導(dǎo)學(xué)生完成問(wèn)題與練習(xí)其他題目。2．閱讀教材內(nèi)容 教后記：

1、電勢(shì)能、電勢(shì)、等勢(shì)面都是非常抽象的概念，上課前就準(zhǔn)備用類比法（重力勢(shì)能、高度、等高線）幫助學(xué)生理解，在課上取得了一定效果，但時(shí)間安排上又出了問(wèn)題，以后需要兩節(jié)課來(lái)解決這些問(wèn)題。學(xué)生對(duì)于電勢(shì)和電勢(shì)能的相對(duì)性的理解有障礙。

對(duì)于正電荷、負(fù)電荷在電勢(shì)大于0和小于0的地方具有的電勢(shì)能關(guān)系判斷不夠嫻熟。

2、3、第3頁(yè)（共3頁(yè)）

第三篇：電勢(shì)能,電勢(shì),電容教案

1、電勢(shì)差：

電荷在電場(chǎng)中由一點(diǎn)A移動(dòng)到另一點(diǎn)B時(shí)，電場(chǎng)力所做的功WAB與電荷電量q的比值的電勢(shì)差。表達(dá)式為：，叫做AB兩點(diǎn)

場(chǎng)力做的功，說(shuō)明：（1）定義式中，為q從初位置A移動(dòng)到末位置B電可為正值，也可為負(fù)值，q為電荷所帶的電量，正電荷取正值，負(fù)電荷取負(fù)值。

（2）電場(chǎng)中兩點(diǎn)的電勢(shì)差，由這兩點(diǎn)本身的初、末位置決定。與在這兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷的電量、電場(chǎng)力做功的大小無(wú)關(guān)。在確定的電場(chǎng)中，即使不放入電荷，任何兩點(diǎn)間的電勢(shì)差都有確定的值，不能認(rèn)為正比，與q成反比。只是可以利用、q來(lái)計(jì)算A、B兩點(diǎn)電勢(shì)差。

與

成（3）公式

2、電勢(shì)： 適用于任何電場(chǎng)。

在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)等于該點(diǎn)相對(duì)零電勢(shì)點(diǎn)的電勢(shì)差；也等于單位正電荷由該點(diǎn)移動(dòng)到參考點(diǎn)（零電勢(shì)點(diǎn)）時(shí)電場(chǎng)力所做的功，電勢(shì)記作，電勢(shì)是相對(duì)的，某點(diǎn)的電勢(shì)與零電勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān)，沿電場(chǎng)線的方向，電勢(shì)逐點(diǎn)降低。

說(shuō)明：（1）電勢(shì)的相對(duì)性。

（2）電勢(shì)是標(biāo)量。電勢(shì)是只有大小、沒(méi)有方向的物理量，電勢(shì)的正負(fù)表示該點(diǎn)的電勢(shì)高于和低于零電勢(shì)。

（3）電勢(shì)與電勢(shì)差的比較

電勢(shì)與電勢(shì)差都是反映電場(chǎng)本身的性質(zhì)（能的性質(zhì)）的物理量，與檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān)；電勢(shì)與電勢(shì)差都是標(biāo)量，數(shù)值都有正負(fù)，單位相同，UAB=A－B。某點(diǎn)的電勢(shì)與零電勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān)，兩點(diǎn)間的電勢(shì)差與零電勢(shì)點(diǎn)的選取無(wú)關(guān)。

3、電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系。

（1）電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)

在電場(chǎng)中移動(dòng)電荷時(shí)，電場(chǎng)力所做的功只與電荷的起止位置有關(guān)，與電荷經(jīng)過(guò)的路徑無(wú)關(guān)，這一點(diǎn)與重力做功相同。

（2）電勢(shì)能ε

電荷在電場(chǎng)中具有的勢(shì)能叫做電勢(shì)能，電勢(shì)能屬于電荷和電場(chǎng)系統(tǒng)所有。

（3）電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系

電場(chǎng)力的功與電勢(shì)能的數(shù)量關(guān)系 WAB=εA－εB=△ε。

電場(chǎng)力做正功時(shí)，電荷的電勢(shì)能減??；電場(chǎng)力做負(fù)功時(shí)，電荷的電勢(shì)能增加，電場(chǎng)力做了多少功，電荷的電勢(shì)能就變化多少，即△ε=WAB=qUAB。

4、等勢(shì)面的概念及特點(diǎn)

（1）等勢(shì)面

電場(chǎng)中電勢(shì)相同的各點(diǎn)構(gòu)成的曲面叫做等勢(shì)面。

（2）等勢(shì)面的特點(diǎn)

①電場(chǎng)線與等勢(shì)面處處垂直，且總是由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面；

②在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力不做功；

③處于靜電平衡的導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體，導(dǎo)體表面是一個(gè)等勢(shì)面；

④導(dǎo)體表面的電場(chǎng)線與導(dǎo)體表面處處垂直。

（3）熟悉勻強(qiáng)電場(chǎng)、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)、等量異種電荷的電場(chǎng)、等量同種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)的等勢(shì)面的分布情況。

①點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的等勢(shì)面，是以電荷為球心的一簇球面；

②等量同種點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的等勢(shì)面，是兩簇對(duì)稱曲面

③等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的等勢(shì)面，是兩簇對(duì)稱曲面；

④勻強(qiáng)電場(chǎng)中的等勢(shì)面，是垂直于電場(chǎng)線的一簇平面.5、電勢(shì)與等勢(shì)面

（1）電勢(shì)是描述電場(chǎng)中單個(gè)點(diǎn)的電場(chǎng)性質(zhì)，而等勢(shì)面是描述電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)分布。

（2）電場(chǎng)線是為了描述電場(chǎng)而人為引入的一組假想線，但等勢(shì)面卻是實(shí)際存在的一些面，它從另一角度描述了電場(chǎng)。

（3）等勢(shì)面的性質(zhì)

①同一等勢(shì)面上任意兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為零；

②不同的等勢(shì)面一定不會(huì)相交或相切；

③電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直等勢(shì)面且指向電勢(shì)降低的方向。

6、比較電荷在電場(chǎng)中某兩點(diǎn)電勢(shì)能大小的方法

(1)場(chǎng)源電荷判斷法

離場(chǎng)源正電荷越近，試驗(yàn)正電荷的電勢(shì)能越大，試驗(yàn)負(fù)電荷的電勢(shì)能越?。?/p>

離場(chǎng)源負(fù)電荷越近，試驗(yàn)正電荷的電勢(shì)能越小，試驗(yàn)負(fù)電荷的電勢(shì)能越大．

(2)電場(chǎng)線法

正電荷順著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能逐漸減?。荒嬷妶?chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能逐漸增大．

負(fù)電荷順著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能逐漸增大；逆著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能逐漸減?。?/p>

(3)做功判斷法

無(wú)論正、負(fù)電荷，電場(chǎng)力做正功，電荷從電勢(shì)能較大的地方移向電勢(shì)能較小的地方．反之，如果電荷克服電場(chǎng)力做功，那么電荷將從電勢(shì)能較小的地方移向電勢(shì)能較大的地方．

7、電場(chǎng)中電勢(shì)高低的判斷和計(jì)算方法

(1)根據(jù)電場(chǎng)線方向判斷．因沿電場(chǎng)線方向各點(diǎn)電勢(shì)總是越來(lái)越低，而逆著電場(chǎng)線方向電勢(shì)總是逐漸升高．

(2)根據(jù)等勢(shì)面的分布和數(shù)值，都畫在同一圖上，直接從圖上判定電勢(shì)高低．

(3)根據(jù)電場(chǎng)力做功公式判定．當(dāng)已知q和WAB時(shí)，由公式WAB=qUAB，則UAB=WAB/q判定．

8、電勢(shì)能與電勢(shì)的關(guān)系

(1)電勢(shì)是反映電場(chǎng)電勢(shì)能的性質(zhì)的物理量．還可以從能的角度定義電勢(shì)：電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷具有的電勢(shì)能ε跟它的電荷量的比值，叫做該點(diǎn)的電勢(shì)，即或者ε=qφ，某點(diǎn)的電勢(shì)與該點(diǎn)是否有電荷無(wú)關(guān)．

(2)正電荷在電勢(shì)為正值的地方電勢(shì)能為正值，在電勢(shì)為負(fù)值的地方電勢(shì)能為負(fù)值；負(fù)電荷在電勢(shì)為正的地方電勢(shì)能為負(fù)值，在電勢(shì)為負(fù)的地方電勢(shì)能為正值．

(3)電勢(shì)是由電場(chǎng)決定，電勢(shì)能是由電場(chǎng)和電荷共同決定的．它們都是標(biāo)量、相對(duì)量．當(dāng)零勢(shì)點(diǎn)確定以后，各點(diǎn)電勢(shì)有確定的值．由于存在兩種電荷，則在某一點(diǎn)不同種電荷的電勢(shì)能有的為正值，也有的為負(fù)值．

(4)在實(shí)際問(wèn)題中，我們主要關(guān)心的是電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB和在這兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷時(shí)，電荷電勢(shì)能的改變量△εAB。UAB和△εAB都與零電勢(shì)點(diǎn)的選擇無(wú)關(guān)．有關(guān)系式：△εAB=qUAB．

9、電勢(shì)與場(chǎng)強(qiáng)的比較

(1)場(chǎng)強(qiáng)是反映電場(chǎng)力的性質(zhì)，電勢(shì)是反映電場(chǎng)能的性質(zhì)，它們都是由比值定義的物理量，因而它們都是由電場(chǎng)本身確定的，與該點(diǎn)放不放電荷無(wú)關(guān)．

(2)電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，電場(chǎng)確定后，各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向都惟一地確定了．(即各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小有確定的值)

電勢(shì)是標(biāo)量，是相對(duì)量．電場(chǎng)確定后，各點(diǎn)電勢(shì)的數(shù)值還可隨零電勢(shì)點(diǎn)的不同而改變．

(3)電場(chǎng)線都能描述它們，但又有所不同：

電場(chǎng)線的密度表示場(chǎng)強(qiáng)的大小，電場(chǎng)線上各點(diǎn)的切線方向表示場(chǎng)強(qiáng)的方向．

沿電場(chǎng)線的方向，電勢(shì)越來(lái)越低，但不能表示電勢(shì)的數(shù)值．

1、下圖是一勻強(qiáng)電場(chǎng)，已知場(chǎng)強(qiáng)E=2×102N/C．現(xiàn)讓一個(gè)電量q=－4×10－8C的電荷沿電場(chǎng)方向從M點(diǎn)移到N點(diǎn)，MN間的距離s=30cm．試求：

(1)電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn)電勢(shì)能的變化．

(2)M，N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差．

解析：(1)由圖可知，負(fù)電荷在該電場(chǎng)中所受電場(chǎng)力F方向向左．因此從M點(diǎn)移到N點(diǎn)，電荷克服電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能增加，增加的電勢(shì)能△E等于電荷克服電場(chǎng)力做的功W．

電荷克服電場(chǎng)力做功為W=qEs=4×10－8×2×102×0.3J=2.4×10－6J．

即電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn)電勢(shì)能增加了2.4×10－6J．

(2)從M點(diǎn)到N點(diǎn)電場(chǎng)力對(duì)電荷做負(fù)功為WMN=－2.4×10－6J．

則M，N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為

即M，N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為60V．

2、下列一些說(shuō)法，正確的是（D）

A．電場(chǎng)中電勢(shì)越高的地方，電荷在那一點(diǎn)具有的電勢(shì)能越大 B．電場(chǎng)強(qiáng)度越大的地方，電場(chǎng)線一定越密，電勢(shì)也一定越高 C．電場(chǎng)強(qiáng)度為零的地方，電勢(shì)一定為零

．

D．某電荷在電場(chǎng)中沿電場(chǎng)線的方向移動(dòng)一定距離，電場(chǎng)線越密的地方，它的電勢(shì)能改變?cè)酱?/p>

解析：解本題的關(guān)鍵是區(qū)分場(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)、電勢(shì)能概念以及與電場(chǎng)線的關(guān)系．最易錯(cuò)的是，總是用正電荷去考慮問(wèn)題而忽略有兩種電荷的存在．由于存在兩種電荷，故A項(xiàng)錯(cuò)誤．電場(chǎng)線的疏密表示場(chǎng)強(qiáng)大小，而電場(chǎng)線的方向才能反映電勢(shì)的高低，故B項(xiàng)錯(cuò)．電場(chǎng)線越密，電場(chǎng)力越大，同一距離上電場(chǎng)力做的功越多，電荷電勢(shì)能的改變?cè)饺瓺項(xiàng)正確．電勢(shì)是相對(duì)量，其零電勢(shì)位置可隨研究問(wèn)題的需要而任意確定．故“一定為零”是錯(cuò)誤的．

3、將一個(gè)電量為－2×10－8C的點(diǎn)電荷，從零電勢(shì)點(diǎn)S移到M點(diǎn)要反抗電場(chǎng)力做功4×10－8J，則M點(diǎn)電勢(shì)φM=________，若將該電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做功14×10－8J，則N點(diǎn)電勢(shì)φN=________，MN兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UMN=________．

解析：本題可以根據(jù)電勢(shì)差和電勢(shì)的定義式解決，一般有下列三種解法：

解法一：嚴(yán)格按各量的數(shù)值正負(fù)代入公式求解．

由WSM=qUSM得：，而USM=φS－φM，∴φM=φS－USM=(0－2)V=－2V． 由WMN=qUMN得：

．

而UMN=φM－φN，∴φN=φM－UMN=[－2－(－7)]V=5V．

解法二：不考慮各量的正負(fù)，只是把各量數(shù)值代入公式求解，然后再用其他方法判斷出要求量的正負(fù)．

由WSM=qUSM得

．

∵電場(chǎng)力做負(fù)功，∴負(fù)電荷q受的電場(chǎng)力方向與移動(dòng)方向大致相反，則場(chǎng)強(qiáng)方向與移動(dòng)方向大致相同，故φS＞φM，而φS=0，故φM=－2V．

同理可知：UMN=7V，φN=5V．

解法三：整體法：求N點(diǎn)電勢(shì)時(shí)把電荷從S點(diǎn)移到M點(diǎn)再移動(dòng)N點(diǎn)，看成一個(gè)全過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，由S到N電場(chǎng)力做的總功等于各段分過(guò)程中電場(chǎng)力做功的代數(shù)和．即WSN=WSM＋WMN=(－4×10－8＋14×10－8)J=10×10－8J．

由WSN=qUSN得：

而φS=0，∴φN=5V．

4、如圖所示，虛線a、b、c表示電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面與紙平面的交線，且相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等．實(shí)線為一帶正電粒子僅在電場(chǎng)力作用下通過(guò)該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，M、N是這條軌跡上的兩點(diǎn)，則下面說(shuō)法中正確的是（）

A．三個(gè)等勢(shì)面中，a的電勢(shì)最高

B．對(duì)于M、N兩點(diǎn)，帶電粒子通過(guò)M點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能較大 C．對(duì)于M、N兩點(diǎn)，帶電粒子通過(guò)M點(diǎn)時(shí)動(dòng)能較大 D．帶電粒子由M運(yùn)動(dòng)到N時(shí)，加速度增大

解析：由于帶電粒子做曲線運(yùn)動(dòng)，所受電場(chǎng)力的方向必定指向軌道的凹側(cè)，且和等勢(shì)面垂直，所以電場(chǎng)線方向是由c指向b再指向a．根據(jù)電場(chǎng)線的方向是指電勢(shì)降低的方向，故Uc＞Ub＞Ua，選項(xiàng)A錯(cuò)．

帶正電粒子若從N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)，場(chǎng)強(qiáng)方向與運(yùn)動(dòng)方向成銳角，電場(chǎng)力做正功，即電勢(shì)能減少；若從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)，場(chǎng)強(qiáng)方向與運(yùn)動(dòng)方向成鈍角，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加．故選項(xiàng)B錯(cuò)．

根據(jù)能量守恒定律，電荷的動(dòng)能和電勢(shì)能之和不變，故粒子在M點(diǎn)的動(dòng)能較大，選項(xiàng)C正確．

由于相鄰等勢(shì)面之間電勢(shì)差相等，因N點(diǎn)等勢(shì)面較密，則EN＞EM，即qEN＞qEM．由牛頓第二定律知，帶電粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)時(shí)，加速度增大，選項(xiàng)D正確．所以正確答案為C、D項(xiàng)．

5、如圖所示，P、Q兩金屬板間的電勢(shì)差為50V，板間存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向水平向左，板間的距離d=10cm，其中Q板接地，兩板間的A點(diǎn)距P板4cm．求：

(1)P板及A點(diǎn)的電勢(shì)．

(2)保持兩板間的電勢(shì)差不變，而將Q板向左平移5cm，則A點(diǎn)的電勢(shì)將變?yōu)槎嗌?

解析：板間場(chǎng)強(qiáng)方向水平向左，可見(jiàn)Q板是電勢(shì)最高處．Q板接地，則電勢(shì)φQ=0，板間各點(diǎn)電勢(shì)均為負(fù)值．利用公式可求出板間勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)，再由U=Ed可求出各點(diǎn)與Q板間的電勢(shì)差，即各點(diǎn)的電勢(shì)值．

(1)場(chǎng)強(qiáng)

．QA間電勢(shì)差UQA=Ed′=5×102×(10－4)×10－2V=30V．

∴A點(diǎn)電勢(shì)φA=－30V，P點(diǎn)電勢(shì)φP=UPQ=－50V．

(2)當(dāng)Q板向左平移5cm時(shí)，兩板間距離d1=10cm－5cm=5cm．

Q板與A點(diǎn)間距離變?yōu)閐″=(10－4)cm－5cm=lcm．電場(chǎng)強(qiáng)度．

Q、A間電勢(shì)差UQA=Ed″=1.0×10－3×1.0×10－2V=10V．

所以A點(diǎn)電勢(shì)φA=－10V．(1)電容器：兩個(gè)彼此絕緣又互相靠近的導(dǎo)體可構(gòu)成一個(gè)電容器.(2)電容：電容器所帶的電荷量Q(一個(gè)極板所帶電荷量的絕對(duì)值)與兩個(gè)極板間的電勢(shì)差U的比值，即電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量.(3)常用電容器：紙質(zhì)電容器、電解電容器、平行板電容器、可變電容器.其中電解電容器連接時(shí)應(yīng)注意其“＋”、“－”極.(4)平行板電容器：平行板電容器的電容C跟介電常數(shù)ε成比，跟兩板正對(duì)面積S成正比，跟兩板間距離d成反比，即

(5)對(duì)電容器電容的兩個(gè)公式的理解.①公式是電容的定義式，適用于任何電容器.對(duì)于一個(gè)確定的電容器，其電容只由本身的因素決定，而與其電荷量Q和電壓U無(wú)關(guān).②公式是平行板電容器的決定式，只適用于平行板電容器.2、平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析

充電后平行板電容器兩極板間形成的電場(chǎng)，可認(rèn)為是勻強(qiáng)電場(chǎng)，由于某種原因使電容C發(fā)生了改變，就會(huì)導(dǎo)致電容器的電荷量Q，兩板間電壓U，勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E發(fā)生相應(yīng)的變化，這類問(wèn)題常見(jiàn)于兩種情況：

(1)電容器一直與電源相連接.此時(shí)電容器兩極板間電勢(shì)差U保持不變.(2)電容器充電后與電源斷開(kāi).此時(shí)電容器所帶的電荷量Q保持不變.分析的基本思路是：

3、帶電粒子在電場(chǎng)中加速

帶電粒子進(jìn)入電場(chǎng)中加速，若不計(jì)粒子重力，根據(jù)動(dòng)能定理，有

當(dāng)初速度v0=0時(shí)，末速度v的大小只與帶電粒子的荷質(zhì)比移無(wú)關(guān).4、帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)

和加速電壓U有關(guān)，而與粒子在電場(chǎng)中的位帶電粒子沿垂直勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向進(jìn)入電場(chǎng)后，做類平拋運(yùn)動(dòng)，如圖所示，設(shè)粒子的電荷量為q，質(zhì)量為m，初速度為v0，兩平行金屬板間電壓為U，板長(zhǎng)為L(zhǎng)，板間距離為d，則平行于板方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)，L=v0t 垂直于板方向的分運(yùn)動(dòng)是初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)

所以，側(cè)移距離

5、示波管的原理

偏轉(zhuǎn)角θ滿足

(1)結(jié)構(gòu)：示波管是由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成的，管內(nèi)抽成真空.(2)原理：如果在偏轉(zhuǎn)電極XX′上加上掃描電壓，同時(shí)在偏轉(zhuǎn)電極YY′上加上所要研究的信號(hào)電壓，若其周期與掃描電壓的周期相同，在熒光屏上就顯示出信號(hào)電壓隨時(shí)間變化的圖線.6、帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)有兩類問(wèn)題：一是運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系問(wèn)題，常用牛頓第二定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式去分析解決；二是運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題，常用動(dòng)能定理或能量守恒定律去分析解決.(1)在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

①在交變電場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng).粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度方向(或初速為零)跟電場(chǎng)力方向平行，在交變電場(chǎng)力作用下，做加速、減速交替變化的直線運(yùn)動(dòng)，通常運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式分析求解.②在交變電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)，粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度方向跟電場(chǎng)力方向垂直，若粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間遠(yuǎn)小于交變電場(chǎng)的周期，可近似認(rèn)為粒子在通過(guò)電場(chǎng)的過(guò)程中電場(chǎng)力不變，而做類平拋運(yùn)動(dòng).(2)在勻強(qiáng)電場(chǎng)與重力場(chǎng)的復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)

處理復(fù)合場(chǎng)有關(guān)問(wèn)題的方法常有兩種：

①正交分解法：將復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)分解為兩個(gè)相互正交的簡(jiǎn)單直線運(yùn)動(dòng)，分別去研究這兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，然后運(yùn)用運(yùn)動(dòng)合成的知識(shí)去求解復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的有關(guān)物理量.②等效法：由于帶電微粒在勻強(qiáng)電場(chǎng)中所受到的電場(chǎng)力和重力都是恒力，因此，可將電場(chǎng)力F和重力G進(jìn)行合成如圖所示，這樣復(fù)合場(chǎng)就等效為一個(gè)簡(jiǎn)單場(chǎng)，將其合力F合與重力場(chǎng)的重力類比，然后利用力學(xué)規(guī)律和方法進(jìn)行分析和解答.例

1、如圖所示，電子在電勢(shì)差為U1的加速電場(chǎng)中由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，然后射入電勢(shì)差為U2的兩塊平行極板間的電場(chǎng)中.在滿足電子能射出平行板區(qū)的條件下，下述四種情況下，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角θ變大的是（B）

A．U1變大，U2變大

B．U1變小，U2變大 C．U1變大，U2變小

D．U1變小，U2變小 解析：設(shè)電子經(jīng)電場(chǎng)U1加速后獲得的速度為v0，根據(jù)動(dòng)能定理

①

設(shè)極板長(zhǎng)為L(zhǎng)，兩板間距離為d，電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后做類平拋運(yùn)動(dòng)，則

平行于極板方向：L=v0t

②

垂直于極板方向：

③

偏轉(zhuǎn)角θ滿足：

④

由以上各式可解得：

顯然，U1減小，U2增大時(shí)，θ一定增大.例

2、如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為－q的粒子(重力不計(jì))，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的A點(diǎn)時(shí)速度為v，方向與電場(chǎng)線垂直，在B點(diǎn)時(shí)速度大小為2v，已知A、B兩點(diǎn)間距離為d，求(1)A、B兩點(diǎn)間的電壓；(2)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向.解析：(1)帶電粒子從A到B的過(guò)程中，由動(dòng)能定理可得

將vA=v，vB=2v代入可解得

(2)帶電粒子從A到B做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)在垂直電場(chǎng)線和平行電場(chǎng)線方向上的位移分別為x和y.由于A到B，粒子的動(dòng)能增加，則電場(chǎng)力做正功，所以，場(chǎng)強(qiáng)方向應(yīng)水平向左.答案：

例

3、帶有等量異種電荷的兩個(gè)平行金屬板A和B水平放置，兩板間距離為d(d遠(yuǎn)小于板的長(zhǎng)和寬)，一個(gè)帶正電的油滴M懸浮在兩板的正中央，處于平衡，油滴的質(zhì)量為m，電荷量為q，如圖所示.在油滴的正上方距A板d處有一個(gè)質(zhì)量也為m的帶電油滴N，油滴N由靜止釋放后，可以穿過(guò)A板上的小孔，進(jìn)入兩金屬板間與油滴M相碰，并立即結(jié)合成一個(gè)大油滴.整個(gè)裝置處于真空環(huán)境中，若不計(jì)油滴M和N間的庫(kù)侖力和萬(wàn)有引力以及金屬板本身的厚度，要使油滴N能與M相碰，且結(jié)合成的大油滴(油滴可視為質(zhì)點(diǎn))又不與金屬板B相碰.求：

(1)兩個(gè)金屬板A、B間的電壓是多少？哪板電勢(shì)高？

(2)油滴N帶何種電荷，電荷量可能是多少？

解析：(1)油滴M帶正電，在兩金屬板之間處于平衡，有mg=qU/d，則B板電勢(shì)較高，電勢(shì)差

(2)若油滴N帶負(fù)電，則N與M相碰后，結(jié)合成大油滴無(wú)論其電性為正，還是為負(fù)，或者電荷量為零，都將向B板做加速運(yùn)動(dòng)而最終與B板相碰.因此，要不落到B板上，油滴N必帶正電.設(shè)油滴N帶電量為Q，油滴N與M相碰前的速度設(shè)為v0，有：

油滴N能與M相碰：

油滴M和N相碰后，結(jié)合成大油滴，速度為v，有：

此后，大油滴向下運(yùn)動(dòng)，不碰到B板，須有

代入v和U的值，解得

油滴所帶電荷量是

答案：

B板電勢(shì)較高

(2)正電，例

4、在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一質(zhì)量為m，帶正電的小球，用長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，當(dāng)小球靜止A點(diǎn)時(shí)，細(xì)線與豎直方向夾角為θ，如圖所示.現(xiàn)給小球一個(gè)垂直于懸線的初速度，使小球恰能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，求：

(1)小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最小速度.(2)小球在A點(diǎn)的初速度.解析：小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，所受重力和電場(chǎng)力都是恒力，將它們合成等效為一個(gè)力F，如圖所示，則把合力F與重力類比，其等效重力加速度點(diǎn)”和“最高點(diǎn)”分別為圖中的A點(diǎn)和B點(diǎn).因此，小球在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的等效“最低(1)小球在B點(diǎn)處的速度最小，依題意有

(2)小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理

答案：

例

5、如圖所示，A、B為水平放置的平行金屬板，板間距離為d(d遠(yuǎn)小于板的長(zhǎng)和寬)，在兩板之間有一帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)P.已知若在A、B之間加電壓U0，則質(zhì)點(diǎn)P可以靜止平衡.現(xiàn)在A、B間加上如圖所示的隨時(shí)間t變化的電壓U，在t=0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P位于A、B間的中點(diǎn)處且初速度為0，已知質(zhì)點(diǎn)P能在A、B之間以最大的幅度上下運(yùn)動(dòng)而又不與兩板相碰，求圖中U改變的各時(shí)刻t1，t2，t3及tn的表達(dá)式.(質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始從中點(diǎn)上升到最高點(diǎn)，及以后每次從最高點(diǎn)到最低點(diǎn)或從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的過(guò)程中，電壓只改變一次.)

解析：綜合分析帶電質(zhì)點(diǎn)P的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，建立清晰的物理圖景是解答本題的關(guān)鍵.設(shè)質(zhì)點(diǎn)P的質(zhì)量為m，電荷量為q，當(dāng)A、B間加電壓U0時(shí)，根據(jù)題意有

當(dāng)兩板間所加電壓為2U0時(shí)，P的加速度向上，設(shè)其大小為a，則

聯(lián)立解得，a=g.當(dāng)兩板間的電壓為零時(shí)，P只受重力，加速度方向向下，大小為g，要P以最大幅度上下運(yùn)動(dòng)，而又不與兩板相碰，則P達(dá)到A板或B板時(shí)速度必為零.根據(jù)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知，加上電壓2U0后，P質(zhì)點(diǎn)先向上做勻加速度直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)后，撤去電場(chǎng)，繼續(xù)向上做勻減速運(yùn)動(dòng)直到速度為零.到達(dá)A板后，在重力作用下，自由下落直到A、B的中點(diǎn)，然后又加上電壓2U0，使質(zhì)點(diǎn)P向下做勻減速運(yùn)動(dòng)，至B板時(shí)，速度恰好減為零，然后反向加速，達(dá)到A、B中點(diǎn)時(shí)撤去電場(chǎng)，在重力作用下做勻減速運(yùn)動(dòng)到A板時(shí)，速度恰好為零，以后重復(fù)上述運(yùn)動(dòng)過(guò)程.綜合以上分析，質(zhì)點(diǎn)P的運(yùn)動(dòng)過(guò)程可用v—t圖象表示，如圖所示.由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律有

其中a=g，解得

設(shè)質(zhì)點(diǎn)P從A板自由下落到AB兩板中點(diǎn)所歷經(jīng)的時(shí)間為△t，則

答案：

例

6、如圖所示，A、B是一對(duì)平行的金屬板，在兩板間加上一周期為T的交變電壓U.A板的電勢(shì)UA=0，B板的電勢(shì)UB隨時(shí)間的變化規(guī)律為：在0到的時(shí)間內(nèi)，UB=U0(正的常數(shù))；在到T的時(shí)間內(nèi)，UB=－U0；在T到的時(shí)間內(nèi)，UB=U0；在到2T的時(shí)間內(nèi)，UB=－U0……，現(xiàn)有一電子從A板上的小孔進(jìn)入兩板間的電場(chǎng)區(qū)內(nèi)，設(shè)電子初速度和重力的影響均可忽略（）A．若電子是在t=0時(shí)刻進(jìn)入的，它將一直向B板運(yùn)動(dòng)

B．若電子是在時(shí)刻進(jìn)入的，它可能時(shí)而向B板運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng)，最后打在B板上

C．若電子是在時(shí)刻進(jìn)入的，它可能時(shí)而向B板運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng)，最后打在B板上

D．若電子是在時(shí)刻進(jìn)入的，它可能時(shí)而向B板，時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng)

解析：依題意，電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，其加速度大小不變，方向在 時(shí)刻發(fā)生突變.不同時(shí)刻進(jìn)入的電子，其運(yùn)動(dòng)情況有所不同，如圖中的a、b、c所示，分別表示t=0時(shí)刻，時(shí)刻的和時(shí)刻進(jìn)入的電子的v—t圖象(以從A板指向B板方向?yàn)檎较?.從圖象可以看出，t=0時(shí)刻進(jìn)入的電子速度方向不變，一直向B板運(yùn)動(dòng).和時(shí)刻進(jìn)入的電子運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后速度反向，這說(shuō)明它們都是來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)，但在一個(gè)周期內(nèi)，前者的位移為正，即向B板運(yùn)動(dòng)了一段位移，最后一定打在B板上；而后者的位移為負(fù)，若在一個(gè)周期內(nèi)未打到B板，電子將返回到A板而從小孔穿出.時(shí)刻進(jìn)入的電子受到指向A板的電場(chǎng)力，而初速為零，因此，它不可能進(jìn)入兩板間運(yùn)動(dòng).答案：AB

第四篇：【物理】1.4《電勢(shì)能和電勢(shì)》示范教案(新人教版選修3-1)

第四節(jié)

電勢(shì)能和電勢(shì)

【教學(xué)目標(biāo)】

1．知識(shí)與技能

（1）理解靜電力做功的特點(diǎn)、電勢(shì)能的概念、電勢(shì)能與電場(chǎng)力做功的關(guān)系。（2）理解電勢(shì)的概念，知道電勢(shì)是描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量。（3）明確電勢(shì)能、電勢(shì)、靜電力的功、電勢(shì)能的關(guān)系。

（4）了解電勢(shì)與電場(chǎng)線的關(guān)系，了解等勢(shì)面的意義及與電場(chǎng)線的關(guān)系。2．過(guò)程與方法

（1）通過(guò)與前面知識(shí)的結(jié)合，理解電勢(shì)能與靜電力做的功的關(guān)系，從而更好的了解電勢(shì)能和電勢(shì)的概念。

（2）培養(yǎng)對(duì)知識(shí)的類比能力，以及對(duì)問(wèn)題的分析、推理能力。

（3）通過(guò)學(xué)生的理論探究，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。培養(yǎng)學(xué)生利用物理語(yǔ)言分析、思考、描述概念和規(guī)律的能力。

3．情感、態(tài)度與價(jià)值觀

（1）嘗試運(yùn)用物理原理和研究方法解決一些與生產(chǎn)、生活相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題，增強(qiáng)科學(xué)探究的價(jià)值觀。利用知識(shí)類比和遷移激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用知識(shí)和對(duì)科學(xué)的求知欲。

（2）利用等勢(shì)面圖像的對(duì)稱美，形態(tài)美以獲得美的享受、美的愉悅，自己畫圖，在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)提高對(duì)美的感受力和鑒別力。

（3）在研究問(wèn)題時(shí)，要培養(yǎng)突出主要矛盾，忽略次要因素的思維方法?！窘虒W(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)】

1．重點(diǎn)

理解掌握電勢(shì)能、電勢(shì)、等勢(shì)面的概念及意義。2．難點(diǎn)

掌握電勢(shì)能與做功的關(guān)系，并能用此解決相關(guān)問(wèn)題。

【教學(xué)方法】

類比探究、分析歸納、討論分析、應(yīng)用舉例、多媒體課件

【教學(xué)過(guò)程】

復(fù)習(xí)前面相關(guān)知識(shí)。

1．靜電力，電場(chǎng)強(qiáng)度概念，指出前面我們從力的性質(zhì)研究電場(chǎng)，從本節(jié)起將從能量的角度研究電場(chǎng)。

2．復(fù)習(xí)功和能量的關(guān)系：如圖所示從靜電場(chǎng)中靜電力做功使試探電荷獲得動(dòng)能入手，提出問(wèn)題：是什么轉(zhuǎn)化為試探電荷的動(dòng)能？

一、靜電力做功的特點(diǎn)

結(jié)合課本圖1。4-1（右圖）分析試探電荷q在場(chǎng)強(qiáng)為E的均強(qiáng)電場(chǎng)中沿不同路徑從A運(yùn)動(dòng)到B電場(chǎng)力做功的情況。

（1）q沿直線從A到B（2）q沿折線從A到M、再?gòu)腗到B（3）q沿任意曲線線A到B 結(jié)果都一樣即：W=qELAM =qELABcos?

與重力做功類比，引出結(jié)論：靜電力做的功只與電荷的起始位置和終點(diǎn)位置有關(guān)，與電荷經(jīng)過(guò)的路徑無(wú)關(guān)。

拓展：該特點(diǎn)對(duì)于非勻強(qiáng)電場(chǎng)中也是成立的。

二、電勢(shì)能

尋找類比點(diǎn)：力做功只與物體位置有關(guān)，而與運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)的事例在物理中有哪些呢？屬于什么能？

（移動(dòng)物體時(shí)重力做的功與路徑無(wú)關(guān)同一物體在地面附近的同一位置才具有確定的重力勢(shì)能。）

思考：靜電力做功也與路徑無(wú)關(guān)，是否隸屬勢(shì)能？我們可以給它一個(gè)物理名稱嗎？

1．電勢(shì)能：由于移動(dòng)電荷時(shí)靜電力做功與移動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)，電荷在電場(chǎng)中也具有勢(shì)能，這種勢(shì)能我們叫做電勢(shì)能。電勢(shì)能用Ep表示。

【思考與討論】 如果做功與路徑有關(guān)，那能否建立電勢(shì)能的概念呢？ 2．討論：靜電力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系

通過(guò)知識(shí)的類比，讓學(xué)生能從中感受到新知識(shí)的得出也可以通過(guò)已有獲取。靜電力做的功等于電勢(shì)能的變化。功是能量變化的量度。

電場(chǎng)力做多少功，電勢(shì)能就變化多少，在只受電場(chǎng)力作用下，電勢(shì)能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化，而他們總量保持不變。

WAB＝－（EpB－EpA）＝EpA－EP

【思考討論】對(duì)不同的電荷從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中，電勢(shì)能的變化情況：

正電荷從A運(yùn)動(dòng)到B做正功，即有WAB>0，則EpA>EpB，電勢(shì)能減少。（1）正電荷順著電場(chǎng)線的方向其電勢(shì)能逐漸減少。

負(fù)電荷從A運(yùn)動(dòng)到B做正功，即有WAB<0，則EpA>EpB，電勢(shì)能增加。（2）負(fù)電荷順著電場(chǎng)線的方向其電勢(shì)能逐漸降低。對(duì)此分析得出：電勢(shì)能為系統(tǒng)所有，與重力勢(shì)能相類似。3．求電荷在某點(diǎn)處具有的電勢(shì)能

問(wèn)題討論：在上面討論的問(wèn)題中，請(qǐng)分析求出A點(diǎn)的電勢(shì)能為多少？

學(xué)生思考后無(wú)法直接求出，不妨就此激勵(lì)學(xué)生，并提出類比方法。類比分析：如何求出A點(diǎn)的重力勢(shì)能呢？進(jìn)而聯(lián)系到電勢(shì)能的求法。

則 EpA＝WAB（以B為電勢(shì)能零點(diǎn)）

電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能，等于靜電力把它從該點(diǎn)移動(dòng)到零勢(shì)能位置撕所做的功。4．零勢(shì)能面的選擇

通常把電荷離場(chǎng)源電荷無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)能規(guī)定為零，或把電荷在大地表面上的電勢(shì)能規(guī)定為零。

拓展：求電荷在電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)具有的電勢(shì)能高低。將電荷由A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，根據(jù)靜電力做功情況判斷。

若靜電力做功為正功，電勢(shì)能減少，電荷在A點(diǎn)電勢(shì)能大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能。反之靜電力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，電荷在A點(diǎn)電勢(shì)能小于在B點(diǎn)的電勢(shì)能

弄清正、負(fù)電荷在電場(chǎng)中電勢(shì)能的不同特點(diǎn)，判斷其做功特點(diǎn)再進(jìn)行判斷。通過(guò)對(duì)不同內(nèi)容的拓展，引導(dǎo)學(xué)生能通過(guò)自己對(duì)不同事例的分析，知道對(duì)問(wèn)題考慮的全面性有所了解，同時(shí)能正確認(rèn)識(shí)到在分析問(wèn)題時(shí)還應(yīng)該思考問(wèn)題的不同側(cè)面，達(dá)到對(duì)問(wèn)題的全面解決。提高思維的深度和發(fā)散能力，達(dá)到對(duì)物理學(xué)習(xí)全面化的探究要求。

當(dāng)堂練習(xí)：

1、將帶電量為6×10-6C的負(fù)電荷從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)，克服電場(chǎng)力做了3×10-5J的功，再?gòu)腂移到C，電場(chǎng)力做了1.2×10-5J的功，則

（1）電荷從A移到B，再?gòu)腂移到C的過(guò)程中電勢(shì)能共改變了多少？

（2）如果規(guī)定A點(diǎn)的電勢(shì)能為零，則該電荷在B點(diǎn)和C點(diǎn)的電勢(shì)能分別為多少？（3）如果規(guī)定B點(diǎn)的電勢(shì)能為零，則該電荷在A點(diǎn)和C點(diǎn)的電勢(shì)能分別為多少？

2、一個(gè)電荷只在電場(chǎng)力作用下從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力做了5×10－6J的功，那么（）A．電荷在B處時(shí)將具有5×10－6J 的電勢(shì)能 B．電荷在B處將具有5×10－6J 的動(dòng)能 C．電荷的電勢(shì)能減少了5×10－6J D．電荷的動(dòng)能增加了5×10－6J

3、如圖1所示，a、b為某電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)，那么以下的結(jié)論正確的是（）

A．把正電荷從a移到b，電場(chǎng)力做正功，電荷的電勢(shì)能減少 B．把正電荷從a移到b，電場(chǎng)力做負(fù)功，電荷的電勢(shì)能增加

C．把負(fù)電荷從a移到b，電場(chǎng)力做正功，電荷的電勢(shì)能增加 D． 從a到b電勢(shì)逐漸降低

三、電勢(shì)：

通過(guò)研究電荷在電場(chǎng)中電勢(shì)能與它的電荷量的比值得出。參閱P20圖1。4--3（1）定義：電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量的比值，叫做這一點(diǎn)的電勢(shì)。用示。標(biāo)量，只有大小，沒(méi)有方向，但有正負(fù)。

?表??（2）公式：Epq（與試探電荷無(wú)關(guān)）

（3）單位：伏特（V）（4）電勢(shì)與電場(chǎng)線的關(guān)系：

電場(chǎng)線指向電勢(shì)降低的方向。

電勢(shì)順線降低；順著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)越來(lái)越低。

與電勢(shì)能相似，我們知道Ep有零勢(shì)能面，因此電勢(shì)也具有相對(duì)性。

引導(dǎo)學(xué)生得出：應(yīng)該先規(guī)定電場(chǎng)中某處的電勢(shì)為零，然后才能確定電場(chǎng)中其他各點(diǎn)的電勢(shì)。

（5）零電勢(shì)位置的規(guī)定：

電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)的數(shù)值與零電勢(shì)的選擇有關(guān)，即電勢(shì)的數(shù)值決定于零電勢(shì)的選擇。因此電勢(shì)有正負(fù)之分，是由于其零電勢(shì)的選擇決定。通常以大地或無(wú)窮遠(yuǎn)默認(rèn)為零。

與零電勢(shì)能的位置規(guī)定是否有相似之處呢？ 思考與討論：

參看書(shū)上的問(wèn)題進(jìn)行思考與討論，然后思考若是q當(dāng)做負(fù)電荷來(lái)進(jìn)行研究，其結(jié)果是否一樣呢？

四、等

勢(shì)面

在地理課上常用等高線來(lái)表示地勢(shì)的高低。今天我們學(xué)習(xí)了電勢(shì)的知識(shí)后，那我們可以用什么來(lái)表示電勢(shì)的高低呢？

學(xué)生：在電場(chǎng)中常用等勢(shì)面來(lái)表示電勢(shì)的高低。1．等勢(shì)面：電場(chǎng)中電勢(shì)相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面。

尋找等勢(shì)面：找正點(diǎn)電荷和帶電平行金屬板中的等勢(shì)面。

觀看掛圖，從中尋找不同電場(chǎng)中等勢(shì)面的不同和相同點(diǎn)，進(jìn)行合理猜想。2．等勢(shì)面與電場(chǎng)線的關(guān)系

⑴在同一等勢(shì)面上各點(diǎn)電勢(shì)相等，所以在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷，靜電力不做功。WAB＝EpA－EPb＝qφA－qφB＝0

討論：什么情況下會(huì)出現(xiàn)力做功為零的情況？ 引導(dǎo)分析得出：F⊥v ⑵電場(chǎng)線跟等勢(shì)面一定垂直，即跟電場(chǎng)強(qiáng)度的方向垂直。引導(dǎo)學(xué)生用反證法達(dá)到證明的目的，加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用。而沿著電場(chǎng)線的方向，電勢(shì)越來(lái)越低。

歸納總結(jié)可得出：電場(chǎng)線跟等勢(shì)面垂直，并且由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面。若兩個(gè)相鄰的等勢(shì)面間的電勢(shì)之差是相等的，則能得到書(shū)上圖1．4－5的圖形。觀看圖形或掛圖，結(jié)合電場(chǎng)線的特點(diǎn)，可得出結(jié)論。

⑶等勢(shì)面越密，電場(chǎng)強(qiáng)度越大。⑷等勢(shì)面不相交、不相切。

3．應(yīng)用等勢(shì)面：由等勢(shì)面描繪電場(chǎng)線

方法：先測(cè)繪出等勢(shì)面的形狀和分布，再根據(jù)電場(chǎng)線與等勢(shì)面的關(guān)系，繪出電場(chǎng)線的分布，于是我們就知道電場(chǎng)的情況了。當(dāng)堂練習(xí)：

4、有關(guān)電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)，下列說(shuō)法中正確的是（）A、由放在該點(diǎn)的電荷所具有的電勢(shì)能的多少?zèng)Q定 B、由放在該點(diǎn)的電荷的電量多少來(lái)決定 C、與放在該點(diǎn)的電荷的正負(fù)有關(guān)

D、是電場(chǎng)本身的屬性，與放入該點(diǎn)的電荷情況無(wú)關(guān)

5、關(guān)于等勢(shì)面正確的說(shuō)法是（）

A．電荷在等勢(shì)面上移動(dòng)時(shí)不受電場(chǎng)力作用，所以不做功 B．等勢(shì)面上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等 C．等勢(shì)面一定跟電場(chǎng)線垂直 D．兩等勢(shì)面不能相交

6、一個(gè)點(diǎn)電荷，從靜電場(chǎng)中的a點(diǎn)移至b點(diǎn)，其電勢(shì)能的變化為零，則（）A．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定相等 B．該電荷一定沿等勢(shì)面移動(dòng)

C．作用于該點(diǎn)電荷的電場(chǎng)力與其移動(dòng)方向總是垂直的 D．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電勢(shì)相等

7、在勻強(qiáng)電場(chǎng)中有a、b、c三點(diǎn)，位置關(guān)系如圖所示，其中ab=√3 cm，bc=1cm已知電場(chǎng)線與abc三點(diǎn)所在的平面平行,若將電量為-2×10－８C的點(diǎn)電荷從a 移到b，電場(chǎng)力不做功，而把該電荷從a移到c，電場(chǎng)力做功為1.8×10－７J

(1)畫出通過(guò) a、b、c 三點(diǎn)的電場(chǎng)線(2)求該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度

布置作業(yè)：P22 1、2、3、7

第五篇：第1章靜電場(chǎng)第四節(jié) 電勢(shì)能和電勢(shì)教案

§1.4電勢(shì)能和電勢(shì)

【教學(xué)目標(biāo)】

1．知識(shí)與技能（1）理解靜電力做功的特點(diǎn)、電勢(shì)能的概念、電勢(shì)能與電場(chǎng)力做功的關(guān)系。（2）理解電勢(shì)的概念，知道電勢(shì)是描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量。（3）明確電勢(shì)能、電勢(shì)、靜電力的功、電勢(shì)能的關(guān)系。（4）了解電勢(shì)與電場(chǎng)線的關(guān)系，了解等勢(shì)面的意義及與電場(chǎng)線的關(guān)系。

2．過(guò)程與方法（1）通過(guò)與前面知識(shí)的結(jié)合，理解電勢(shì)能與靜電力做的功的關(guān)系，從而更好的了解電勢(shì)能和電勢(shì)的概念。（2）培養(yǎng)對(duì)知識(shí)的類比能力，以及對(duì)問(wèn)題的分析、推理能力。（3）通過(guò)學(xué)生的理論探究，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。培養(yǎng)學(xué)生利用物理語(yǔ)言分析、思考、描述概念和規(guī)律的能力。

3．情感、態(tài)度與價(jià)值觀（1）嘗試運(yùn)用物理原理和研究方法解決一些與生產(chǎn)、生活相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題，增強(qiáng)科學(xué)探究的價(jià)值觀。利用知識(shí)類比和遷移激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用知識(shí)和對(duì)科學(xué)的求知欲。（2）利用等勢(shì)面圖像的對(duì)稱美，形態(tài)美以獲得美的享受、美的愉悅，自己畫圖，在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)提高對(duì)美的感受力和鑒別力。（3）在研究問(wèn)題時(shí)，要培養(yǎng)突出主要矛盾，忽略次要因素的思維方法。

【教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)】1．重點(diǎn) 理解掌握電勢(shì)能、電勢(shì)、等勢(shì)面的概念及意義。

2．難點(diǎn) 掌握電勢(shì)能與做功的關(guān)系，并能用此解決相關(guān)問(wèn)題?！窘虒W(xué)方法】

類比探究、分析歸納、討論分析、應(yīng)用舉例、多媒體課件 【教學(xué)過(guò)程】

復(fù)習(xí)前面相關(guān)知識(shí)。1．靜電力，電場(chǎng)強(qiáng)度概念，指出前面我們從力的性質(zhì)研究電場(chǎng)，從本節(jié)起將從能量的角度研究電場(chǎng)。2．復(fù)習(xí)功和能量的關(guān)系：如圖所示從靜電場(chǎng)中靜電力做功使試探電荷獲得動(dòng)能入手，提出問(wèn)題：是什么轉(zhuǎn)化為試探電荷的動(dòng)能？

一、靜電力做功的特點(diǎn)

結(jié)合課本圖1。4-1（右圖）分析試探電荷q在場(chǎng)強(qiáng)為E的均強(qiáng)電場(chǎng)中沿不同路徑從A運(yùn)動(dòng)到B電場(chǎng)力做功的情況。

（1）q沿直線從A到B（2）q沿折線從A到M、再?gòu)腗到B（3）q沿任意曲線線A到B 結(jié)果都一樣即：W=qELAM =qELABcos?

與重力做功類比，引出結(jié)論：靜電力做的功只與電荷的起始位置和終點(diǎn)位置有關(guān)，與電荷經(jīng)過(guò)的路徑無(wú)關(guān)。拓展：該特點(diǎn)對(duì)于非勻強(qiáng)電場(chǎng)中也是成立的。

二、電勢(shì)能 尋找類比點(diǎn)：力做功只與物體位置有關(guān)，而與運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)的事例在物理中有哪些呢？屬于什么能？（移動(dòng)物體時(shí)重力做的功與路徑無(wú)關(guān)同一物體在地面附近的同一位置才具有確定的重力勢(shì)能。）

思考：靜電力做功也與路徑無(wú)關(guān)，是否隸屬勢(shì)能？我們可以給它一個(gè)物理名稱嗎？ 1．電勢(shì)能：由于移動(dòng)電荷時(shí)靜電力做功與移動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)，電荷在電場(chǎng)中也具有勢(shì)能，這種勢(shì)能我們叫做電勢(shì)能。電勢(shì)能用Ep表示。

【思考與討論】 如果做功與路徑有關(guān)，那能否建立電勢(shì)能的概念呢？ 2．討論：靜電力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系

通過(guò)知識(shí)的類比，讓學(xué)生能從中感受到新知識(shí)的得出也可以通過(guò)已有獲取。靜電力做的功等于電勢(shì)能的變化。功是能量變化的量度。

電場(chǎng)力做多少功，電勢(shì)能就變化多少，在只受電場(chǎng)力作用下，電勢(shì)能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化，而他們總量保持不變。WAB＝－（EpB－EpA）＝EpA－EP

【思考討論】對(duì)不同的電荷從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中，電勢(shì)能的變化情況： 正電荷從A運(yùn)動(dòng)到B做正功，即有WAB>0，則EpA>EpB，電勢(shì)能減少。（1）正電荷順著電場(chǎng)線的方向其電勢(shì)能逐漸減少。負(fù)電荷從A運(yùn)動(dòng)到B做正功，即有WAB<0，則EpA>EpB，電勢(shì)能增加。（2）負(fù)電荷順著電場(chǎng)線的方向其電勢(shì)能逐漸降低。對(duì)此分析得出：電勢(shì)能為系統(tǒng)所有，與重力勢(shì)能相類似。3．求電荷在某點(diǎn)處具有的電勢(shì)能

問(wèn)題討論：在上面討論的問(wèn)題中，請(qǐng)分析求出A點(diǎn)的電勢(shì)能為多少？ 學(xué)生思考后無(wú)法直接求出，不妨就此激勵(lì)學(xué)生，并提出類比方法。類比分析：如何求出A點(diǎn)的重力勢(shì)能呢？進(jìn)而聯(lián)系到電勢(shì)能的求法。

則 EpA＝WAB（以B為電勢(shì)能零點(diǎn)）

電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能，等于靜電力把它從該點(diǎn)移動(dòng)到零勢(shì)能位置撕所做的功。4．零勢(shì)能面的選擇

通常把電荷離場(chǎng)源電荷無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)能規(guī)定為零，或把電荷在大地表面上的電勢(shì)能規(guī)定為零。

拓展：求電荷在電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)具有的電勢(shì)能高低。將電荷由A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，根據(jù)靜電力做功情況判斷。

若靜電力做功為正功，電勢(shì)能減少，電荷在A點(diǎn)電勢(shì)能大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能。反之靜電力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，電荷在A點(diǎn)電勢(shì)能小于在B點(diǎn)的電勢(shì)能

弄清正、負(fù)電荷在電場(chǎng)中電勢(shì)能的不同特點(diǎn)，判斷其做功特點(diǎn)再進(jìn)行判斷。通過(guò)對(duì)不同內(nèi)容的拓展，引導(dǎo)學(xué)生能通過(guò)自己對(duì)不同事例的分析，知道對(duì)問(wèn)題考慮的全面性有所了解，同時(shí)能正確認(rèn)識(shí)到在分析問(wèn)題時(shí)還應(yīng)該思考問(wèn)題的不同側(cè)面，達(dá)到對(duì)問(wèn)題的全面解決。提高思維的深度和發(fā)散能力，達(dá)到對(duì)物理學(xué)習(xí)全面化的探究要求。

三、電勢(shì)：

通過(guò)研究電荷在電場(chǎng)中電勢(shì)能與它的電荷量的比值得出。參閱P20圖1。4--3（1）定義：電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量的比值，叫做這一點(diǎn)的電勢(shì)。用?表

??示。標(biāo)量，只有大小，沒(méi)有方向，但有正負(fù)。（2）公式：

Epq（與試探電荷無(wú)關(guān)）（3）單位：伏特（V）（4）電勢(shì)與電場(chǎng)線的關(guān)系：電場(chǎng)線指向電勢(shì)降低的方向。電勢(shì)順線降低；順著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)越來(lái)越低。與電勢(shì)能相似，我們知道Ep有零勢(shì)能面，因此電勢(shì)也具有相對(duì)性。引導(dǎo)學(xué)生得出：應(yīng)該先規(guī)定電場(chǎng)中某處的電勢(shì)為零，然后才能確定電場(chǎng)中其他各點(diǎn)的電勢(shì)。（5）零電勢(shì)位置的規(guī)定：電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)的數(shù)值與零電勢(shì)的選擇有關(guān)，即電勢(shì)的數(shù)值決定于零電勢(shì)的選擇。因此電勢(shì)有正負(fù)之分，是由于其零電勢(shì)的選擇決定。通常以大地或無(wú)窮遠(yuǎn)默認(rèn)為零。與零電勢(shì)能的位置規(guī)定是否有相似之處呢？ 思考與討論：

參看書(shū)上的問(wèn)題進(jìn)行思考與討論，然后思考若是q當(dāng)做負(fù)電荷來(lái)進(jìn)行研究，其結(jié)果是否一樣呢？

四、等在地的高低呢？

學(xué)生：在電場(chǎng)中常用等勢(shì)面來(lái)表示電勢(shì)的高低。1．等勢(shì)面：電場(chǎng)中電勢(shì)相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面。

尋找等勢(shì)面：找正點(diǎn)電荷和帶電平行金屬板中的等勢(shì)面。觀看掛圖，從中尋找不同電場(chǎng)中等勢(shì)面的不同和相同點(diǎn)，進(jìn)行合理猜想。

2．等勢(shì)面與電場(chǎng)線的關(guān)系⑴在同一等勢(shì)面上各點(diǎn)電勢(shì)相等，所以在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷，靜電力不做功。WAB＝EpA－EPb＝qφA－qφB＝0 討論：什么情況下會(huì)出現(xiàn)力做功為零的情況？引導(dǎo)分析得出：F⊥v ⑵電場(chǎng)線跟等勢(shì)面一定垂直，即跟電場(chǎng)強(qiáng)度的方向垂直。引導(dǎo)學(xué)生用反證法達(dá)到證明的目的，加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用。而沿著電場(chǎng)線的方向，電勢(shì)越來(lái)越低。歸納總結(jié)可得出：電

勢(shì)面 理課上常用等高線來(lái)表示地勢(shì)的高低。今天我們學(xué)習(xí)了電勢(shì)的知識(shí)后，那我們可以用什么來(lái)表示電勢(shì)場(chǎng)線跟等勢(shì)面垂直，并且由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面。若兩個(gè)相鄰的等勢(shì)面間的電勢(shì)之差是相等的，則能得到書(shū)上圖1．4－5的圖形。觀看圖形或掛圖，結(jié)合電場(chǎng)線的特點(diǎn)，可得出結(jié)論。⑶等勢(shì)面越密，電場(chǎng)強(qiáng)度越大。⑷等勢(shì)面不相交、不相切。3．應(yīng)用等勢(shì)面：由等勢(shì)面描繪電場(chǎng)線

方法：先測(cè)繪出等勢(shì)面的形狀和分布，再根據(jù)電場(chǎng)線與等勢(shì)面的關(guān)系，繪出電場(chǎng)線的分布，于是我們就知道電場(chǎng)的情況了。布置作業(yè)：P22 1、2、3、7