一、
1.理解静电力做功与路径无关、电势能的概念。
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、静电力的功与电势能的关系。
二、
1.通过对知识的类比能力,培养学生对现象的归纳能力,对问题的分析、推理能力。
2.通过学生的理论探究,培养学生分析问题、解决问题的能力。培养学生利用物理语言分析、思考、描述概念和规律的能力。
三、情感、
1.利用知识类比和迁移激发学生学习兴趣,培养学生灵活运用知识和对科学的求知欲。
2.利用等势面图像的对称性,形态美以获得美的享受、美的愉悦,自己画图,在学习知识的同时提高对美的感受力和鉴别力。
3.在研究问题时,要培养突出主要矛盾,忽略次要因素的思维方法。
理解掌握电势能、电势的概念及意义。
握电势能与做功的关系,并能学以致用。
一、复习提问、
1.静电力与电场强度的概念中,我们之前侧重于力的性质来探讨电场。从本节开始,我们将转而从能量的角度进行研究。
2.复习功和能量的关系:如图所示从静电场中静电力做功使试探电荷获得动能入手,提出问题:是什么转化为试探电荷的动能?
二、
分析右图,探讨在均强电场E中,试探电荷q沿不同路径从A至B时电场力所做的功。
(2)q沿折线从A到M、
结果都一样,即:W=qELAM
与重力做功类比,引出:
【结论】静电力在电场中移动电荷所做的功,仅取决于始末两点的位置,与电荷的运动路径无关。
电势能:静电力做功与电荷移动路径无关,因此电荷在电场中具有势能,这种势能被称为电势能。
1.静电力做功与电势能变化的关系:
静电力做的功等于电势能的变化量。写成式子为:
2.注意:
①电场力做正功,电荷的电势能减小;电场力做负功,电荷的电势能增加。
②电场力做功等于电势能变化,在仅受电场力作用时,电势能与动能相互转换,但总量恒定不变。
③正电荷在正电荷产生的电场中,其在任意点的电势能均为正值;而负电荷在任一点的电势能则为负值。
在负电荷产生的电场中,正电荷在任意点的电势能为负,而负电荷在任意点的电势能为正。
④求电荷在电场中某点具有的电势能:
电荷在电场中某一点A的电势能EP等于从该点移动至电势零点时电场力所做的功W,即EP=W。
⑤求电荷在电场中A、B两点具有的电势能高低:
根据电场力做功情况判断,将电荷从A点移至B点时,若电场力做正功,则电势能减少,表明电荷在A点的电势能高于在B点;反之,若电场力做负功,则电势能增加,意味着电荷在B点的电势能低于在A点。
⑥电势能零点的规定:
若要确定电荷在电场中的电势能,应先规定电场中电势能的零位置。
关于电势能零点的规定:大地或无穷远默认为零。
所以:电荷在电场中某点的电势能,等于静电力把它从该点移动到零电势能位置时电场力所做的功。如上式,若取B为电势能零点,则A点的电势能为:
EPA=WAB=
举例分析:对图中的各量附与一定的数值,后让学生计算。
通过研究电荷在电场中电势能与它的电荷量的比值得出。
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,叫作电场在这一点的电势。用表示,标量,只有大小,没有方向,但有正负。
2.公式:
3.单位:
4.电势与电场线的关系:电势顺线降低。
5.零电势位置的规定:电场中某一点的电势的数值与零电势的选择有关,即电势的数值决定于零电势的选择。
三、
(1)电荷从A移到B,再从B移到C的过程中电势能共改变了多少?
(2)如果规定A点的电势能为零,则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少?
(3)如果规定B点的电势能为零,则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少?
2.电荷在电场力作用下从A点移至B点,电场力做功5×10??J。
3.如图所示,A、B为某电场线上的两点,那么以下的结论正确的是(
4.有关电场中某点的电势,下列说法中正确的是(
一、静电力做功的特点:
二、电势能:
1.静电力做的功等于电势能的减少量:
3.电势能是相对的,须建立零势能参考面。
三、
1.定义:
2.单位:伏特: