电势能和电势教案

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1、电势能和电势 一、教学目标1．在物理知识方面要求：（1）了解什么是电势。（2）掌握电势的概念，在头脑中建立不同场等势面图景。2．渗透物理学方法的教育，运用理想化方法抽象出等势面的空间模型。二、难点、重点分析1．难点是使学生掌握电势的概念，这一概念虽要求不高，却不好理解。2．重点是掌握电势差。三、主要教学过程（一）引入新课前面我们曾经学习过用来描述电场力学性质的一个物理量——场强（E）。下面一起来回忆一下有关内容：（1）电场的基本性质；（2）场强是怎么定义的，方向如何？电场除了具有力的性质外，还具有能的性质，用什么物理量来描述这一性质——电势（U）。（二）教学过程设计1电势能物体在

2、重力场中具有重力势能，而电荷在电场中也具有能——电势能．重力做功使物体重力势能减少，重力做多少功，重力势能就减少多少，减少的重力势能转化为动能或其它形式的能，那么电场力做功与电势能的变化有什么关系呢？类似的：（1）电场力做功使电荷的电势能减少；（2）电场力做多少功，电势能就减少多少；（3）减少的电势能转化为电荷的动能或其它形式的能．教师指导学生阅读104页例题2归纳总结判断做功为正或负的方法．方法（1）可以在计算时将q、U的正负关系直接代入；方法（2）在代入数值时以绝对值代入，再判断电场力做功的正负．2、总结：（1）电场中两点间电势差，类同重力场中两点的高度差．电势差：（1V＝1

3、J/C）U与W、q无关（2）设定零电势点，由电势差定义各个点的电势：电场中某一点的电势，等于单位正电荷由该点移动到参考点（零点电势）时电场力所做的功．注意：电势的大小与参考点的选取无关；电势差的大小与参考点的选取无关．（3），沿着电场线的方向，电势越来越低．（4）电势能是电荷在电场中具有的能：电场力做功，电势能减少；做多少功，电势能就减少多少．1．电势U放在电场中的电荷具有电势能，电势能与重力势能相似具有相对性。一般来说如果将一个检验电荷放在点电荷电场中，在无穷远处检验电荷具有的电势能为零。电场为做正功电势能减少，克服电场力做功，电势能增加。如图1所示，将一电量为q的正检验电荷放

4、在正点电荷的电场中，B点为无穷远处。此时q具有的电势能为零，将q由B点移至A点，需克服电场力做功，电势能增加，如果克服电场力做功为E，B点电势能为零，所以A点电势能为E，电势能与电量比为E/q。换用2q的检验电荷，同理可知需克服电场力做功2E，在A点具有电势能为2E，电势能与电量比为2E/2q=E/q，换用nq检验电荷，从B点到A点需克服电场力做功nE，在A点具有的电势能为nE，电势能与电量的比值为nE/nq=E/q。由此可见对于电场中的某一点来说，不同检验电荷具有的电势能不同但电势能与电量的比值相同，与检验电荷无关。如果将负检验电荷q从B点移至A点，电场力做正功，电势能减少，B

5、点电势能为零，所以A点电势能为-E，但电势能与电量之比为-E/-q=说，在电场中的同一点，不同的检验电荷可以具有不同的电势能，但电势能与电量的比值与检验电荷无关，由场唯一决定，我们就把这一比值称为场中这一点的电势。如果用U表示电势，用E表示电荷q的电势能，那么U=E/q（E、q、U均可正可负，计算时带符号运算）。此式只是电势的定义式，而不是决定式场中某点电势由场唯一决定。场定了，场中某点电势就唯一确定了，与放不放检验电荷，放什么样的检验电荷无关。（1）电势是相对的，是相对于零势面来说的，一般选大地或无限远为零势面。（2）沿着电场线方向电势降低。如图2所示：将正检验电荷q从无穷远分

6、别移至A，B，C，…各点电场力所做负功为EA，EB，EC，…且EA＞EB＞EC均为正值，EA/q＞EB/q＞EC/q＞…。即UA＞UB＞UC＞…＞0沿着电场线方向电势降低，同理可证负电荷电场也如此。（3）正电荷电场中各点电势均为正；负电荷电场中各点电势均为负。关于正电荷的由（2）可知：关于负电荷由图3可知：将正检验电荷q从无穷远移至A点，电场力做正功，电势能减少无穷远处电势能为零，在A点电势能为负，电势能与电量之比为负，即电势为负。（4）电势是标量，只有大小没有方向。虽是标量但有正负，正的代表比零电势高，负的代表比零电势低，而不代表方向。（5）电势的单位：伏特（V）教师出示图片：

7、提出问题1：在点电荷形成电场中有A、B、C三点，若将单位正电荷由A点移动到C点做功为；把单位正电荷由B点移动到C点做功为，如果，则A、B两点有什么关系？单位正电荷从A点移动到B点时，电场力做功情况怎样？学生分析，教师总结：A、B两点的电势相同．单位正电荷从A点移动到B点时，电场力不做功．点线面等势点等势线等势面教师讲解：一般说来，电场中各点的电势不同，但电场中也有许多点的电势相等．我们把电场中电势相等的点构成的面叫等势面．下面，我们从几个方面认识等势面：（1）在同一等势面上的任意