【学习目标】
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的能的性质的物理量。明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。了解电势与电场线的关系,了解等势面的意义及与电场线的关系。 【学习重、难点】
1、理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。
2、掌握电势能与做功的关系,并能用此解决相关问题。
课堂导学案
导入:回顾重力做功与重力势能的关系
探究一 静电力做功的特点
结合右图分析试探电荷q在场强为E的均强电场中沿不同路径从A运动到B电场力做功的情况。
(1) q沿直线从A到B
(2) q沿折线从A到M、再从M到B (3) q沿任意曲线线A到B
结果都一样即:W= = 【结论】:在任何电场中,静电力移动电荷所做的功,只与 有关,而与电荷的 无关。 探究二 电势能
1、 与重力势能类比,得出电势能的定义。
2、 静电力做功与电势能变化的关系。
3、 电势能零点的规定:
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有做的功。如上式若取B为电势能零点,则A点的电势能为:
[例1] 带同种电荷的A、B球,质量分别为m和2m,开始均静止在光滑的绝缘水平面上。现将两个小球由静止同时释放,时刻t,A球的速率为v;从释放到时刻t,A、B两球的电势能改变量为
探究三 电势---表征电场性质的重要物理量度 (1)定义:
(2)公式:
(3)单位: (4)电势与电场线的关系
(5)零电势位置的规定 [例2] 一个带正电的质点,电量q=2.0×l0-9
c,在静电场中由a点移到b点,在这个过程中,
除电场力外,其他力做功6.0×10-5J,质点的动能增加了8.0×l0-5
J,则a,b两点的电势差φa-φb为( )
A. 3×l04V B. 1×104V C. 4×l04V D. 7×104
V
当堂检测:
1、下列说法正确的是( )
A.在电场中顺着电场线移动电荷,电场力做功,电荷电势能减少 B. 在电场中逆着电场线移动电荷,电场力做功,电荷电势能减少 C. 在电场中顺着电场线移动正电荷,电场力做正功,电荷电势能减少 D.在电场中逆着电场线移动负电荷,电场力做负功,电荷电势能增加
2如图所示,A、B、C为电场中同一电场线上的三点,设电荷在电场中只受电场力作用,则下列说法正确的是( )
A若在C点无初速释放正电荷,电荷向B运动,电势能减小 B若在C点无初速释放正电荷,电荷向B运动,电势能增大
C若在C点无初速释放负电荷,电荷向A运动,电势能增大
A B C D若在C点无初速释放负电荷,电荷向A运动,电势能减小
3、如图所示,点电荷的静电场中电场线用实线表示,但其,方向未标明,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹。a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受到电场力作用,根据此图可作出正确判断的是( ) A. 带电粒子所带电荷的性质
B. 带电粒子在a、b两点的受力方向 C. 带电粒子在a、b两点的速度何处较大 D. 带电粒子在a、b两点的电势能何处较大
A.把负电荷从A点移到B点,电场力作负功 B.把负电荷从A点移到B点,电场力作正功 C.把正电荷从A点移到B点,电场力作负功 D.把正电荷从A点移到B点,电场力作正功
课后拓展案
1、如图所示,虚线a、b、c表示电场中的三个等势面与纸平面的交线,且相邻等势面之间的电势差相等。实线为一带正电粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,M、N是这条轨迹上的两点,则下面说法中正确的是( ) A. 三个等势面中,a的电势最高
B. 对于M、N两点,带电粒子通过N点时电势能较大 C. 对于M、N两点,带电粒子通过M点时动能较大 D. 带电粒子由M运动到N时,加速度增大
2、如图所示,在点电荷电场中的一条电场线上依次有A、B、C
三点,分别把+ q和- q的试验电荷依次放在三点上,关于它所具有的电势能的正确说法是 ( )
A.放上+q时,它们的电势能EA>EB>EC B.放上+q时,它们的电势能EA<EB<EC C.放上-q时,它们的电势能EA>EB>EC D.放上-q时,它们的电势能EA<EB<EC
3、一个点电荷,从静电场的a点移到b点,其电势变化为零,则( ) A.a、b两点场强一定相等 B. 该点电荷一定沿等势面移动 C. 作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是垂直的 D.a、b两点的电势一定相等
4、如图四所示,为电场中一条电场线,一个点电荷由静止开始,在电场力作用下,从A点移到B点,下面论述正确的是( ) A.A处场强大于B处场强; B. 点电荷在A处电势能大于在B处电势能; C. 点电荷带负电;
D.由A到B点电荷受到电场力越来越小
5、在电场中,A点的电势高于B点的电势,则( )
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