2020春新教材高中物理第10章静电场中的能量第1节电势能和电势教案新人教版必修第三册.doc

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1、第1节　电势能和电势核心素养物理观念科学思维1.知道静电力做功的特点，掌握静电力做功与电势能变化的关系。2.理解电势的定义、定义式、单位，能根据电场线判断电势高低。1.通过类比法分析得出静电力做功与电势能变化的关系。2.能用比值法定义电势。知识点一　静电力做功的特点[观图助学]两辆完全相同的小汽车从山脚下的同一地点，沿不同的路径到山顶，重力做功一样吗？如图，在电场强度为E的匀强电场中，一个点电荷＋q沿不同路径(①沿电场方向，②沿折线ACB，③沿曲线ADB)从A点移动到B点，分析讨论沿不同路径静电力做功相同吗？静电力对电荷做

2、功的特点与上述重力做功的特点相同吗？1.静电力做功：在匀强电场中，静电力做功W＝qElcosθ。其中θ为静电力与位移方向之间的夹角。2.静电力做功的特点：在静电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，与电荷经过的路径无关。[思考判断](1)只要电荷在电场中移动，静电力一定做功。(×)(2)静电力做功与重力做功类似，与初末位置有关，与路径无关。(√)(3)电荷从电场中的A点运动到B点，路径不同，静电力做功不同。(×)知识点二　电势能[观图助学]一个试探电荷在匀强电场中某点由静止释放，它将如何运动？动能将如

3、何变化？(不计重力)是什么能转化为试探电荷的动能的呢？151.电势能：电荷在电场中具有的势能，用Ep表示。2.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减少量。表达式：WAB＝EpA－EpB。3.电势能的大小：电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功EpA＝WA0。4.零势能位置：电场中规定的电势能为零的位置，通常把离场源电荷无穷远处或大地处的电势能规定为零。[思考判断](1)某点的场强为零，电荷在该点的电势能一定为零。(×)(2)正电荷和负电荷沿着电场线运动，电势能均减小。(×)(3)

4、电荷在电势高处具有的电势能一定大。(×)知识点三　电　势[观图助学]　　　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。2.公式：φ＝。3.单位：国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是V，1V＝1J/C。4.特点：(1)相对性：电场中各点电势的高低，与所选取的零电势的位置有关，一般情况下取无穷远或地球为零电势位置。(2)标矢性：电势是标量，只有大小，没有方向，但有正负。5.与电场线关系：沿电场线方向电势逐渐降低。[思考判断](1)电场线密集处场强大，电势高。(×)(2)某一点的电势为零，其场强一定为零。(×)(3

5、)某点的电势为零，电荷在该点的电势能一定为零。(√)15一电荷在某电场中运动了一周又回到出发点，由功的定义式可知，电荷运动一周位移为0，故静电力对该电荷一定不做功。电势能有正负，电势能为正值时，表明电荷在该处电势能大于零；当电势能为负值时，表明电荷在该处电势能比零小。在电场中确定的两点间移动等量的正、负电荷时，静电力做功的绝对值相等，正负不同，电势能的变化量相等，增减情况相反。电势具有相对性，与零势面的选择有关。φ＝是电势的定义式。电场中某点处φ的大小是由电场本身决定的，与在该点处是否放入试探电荷、电荷的电性、电荷量均无关

6、。核心要点　静电力做功与电势能[观察探究](1)如图所示，试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中，沿直线从A移动到B，静电力做的功为多少？若q沿折线AMB从A点移动到B点，静电力做的功为多少？(2)若q沿任意曲线从A点移动到B点，静电力做的功为多少？由此可得出什么结论？(3)对比静电力做功和重力做功的特点，它们有什么相同之处？重力做功引起重力势能的变化，静电力做功引起什么能的变化？答案　(1)静电力F＝qE，静电力与位移夹角为θ，静电力对试探电荷q做的功W＝F·

7、AB

8、cosθ＝qE·

9、AM

10、。在线段AM上静电力做的功W1＝

11、qE·

12、AM

13、，在线段MB上静电力做的功W2＝0，总功W＝W1＋W2＝qE·

14、AM

15、。(2)W＝qE·

16、AM

17、。电荷在匀强电场中沿不同路径由A点运动到B点，静电力做功相同。说明静电力做功与路径无关，只与初、末位置有关。(3)静电力做功与重力做功都与路径无关，静电力做功引起电势能的变化。[探究归纳]1.静电力做功的特点15(1)静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但与具体路径无关，这与重力做功特点相似。(2)静电力做功的特点不受物理条件限制，不管静电力是否变化，是否是匀强电场，是直线运动还是曲线运动，静电力做功的特点

18、不变。2.电势能(1)电势能Ep是由电场和电荷共同决定的，是属于电荷和电场所共有的，我们习惯上说成电荷在电场中某点的电势能。(2)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)电势能是标量，有正负但没有方向。在同一电场中，电势能为正值表示电势能