20212022高中物理人教版选修31教案第一章第4节电势能和电势1

电势能和电势 课题 电势能和电势 课型 习题课 教学目标 （-）知识与技能 1、巩固对电势能、电势、电势差、等势面的理解 2、掌握电场力做功和电势能变化的关系 3、巩固等势面特点及常见电场等势面分布特点。 4、对典型习题能进行类型归纳和方法总结 （）过程与方法 能通过复习巩固与随堂练习巩固电势能和电势以及电 势差的知识，掌握分析方法 （三）情感态度与价值观 培养科学分析、解决问题的习惯。 个性化教案 重点和难点 掌握判断电势高低的方法，熟练应用功能关系解决问题 教学手段 多媒体教学课件板书 教学方法 探究、师生互动、小组合作 、知识要点 1.电场做功Ep W Ep q（p （1）做功特点与路径无关，与始末位置有关 （2）功能关系电场力做功等于电势能的减少 WrEpl-Ep2 3.电场力做功的计算方法 A、WABFLABcos9求电场力的功,仅适用于 匀强 电场。 ⑻、用WABqUAB求电场力的功，适用于电场。 C、用电场力做功与电势能变化的关系WAB-AEp来计算。 二、电势差 1.定义 电荷q从电场中一点A移动到另一点B时,电场力做的功WAB与电荷量q 的 比值 叫AB两点的电势差，用UAB表示。 2、 UAB巧 3 4A-巾B,带符号算 q 三、电势等势面 1. 电势低一描述电场能的性质，由电场本身决定，与q无 关0 顺着电场线方向电势降低 2、.等势面电场中电势相等的点构成的面叫等势面。 1 等势面一定与电场线垂直且从高电势指向低电势 2 在同一等势面上移动电荷电场力不做功o 二、典例分析 1.电势高低及电势能大小的比较方法 例1如图所示，P、Q是两个电荷量相等的异种电荷，在其电场中有a、b、 c三点在一条直线上，平行于P、Q的连线，b在P、Q连线的中垂线上， abbc,下列说法中正确的是A A. cpa pb pc B. pa pc pb C. Fa Fb Fc p .b f O D. FbFaFc 例2、如图所示，电场中有A、B两点,则下列说法中正确的 是BC 。 4电势 gcpB,场强EAEB B. 电势pApB,场强 EAEB C. 将正电荷从A点移动到B点电场力做 D・将负电荷分别放在A、B两点时具有低__、、、、、、 、、d \ 电势能 EpAEpBb\ 归纳要点“ J 1. 比较电势高低的几种方法C/ 20 V x 1利用电场线比较沿电场线方向,电势击10 V __一“’ 等势面指向电势低的等势面。 ⑵利用电势差比较要比较A、B两点电势的高低，可先判断出UAB的正负， 再由 UAB4A-4B 比较 |A、4B 的大小。若 UAB0,则 |A|B;若 UAB0,则 4A4BO 2. 电势能大小的比较方法 1 根据电场力做功比较不论是正电荷还是负电荷，电场力做正功，电势能就 减少;电场力做负功，电势能就增加。 2 根据电势能与电势的关系式Epq|判断,式中的q是带正负号的，对 于正电荷，电势高处,电势能就大;对于负电荷，电势高处，电势能反而小。 2电场线等势面的应用 例3如图所示,图中虚线表示某 一电场的等势面,cd为过。点的 等势面的线.现用外力将负 点电荷q从a点沿着直线aOb 匀速移到b点,当电荷通过 。点时,关于外力的方向, 下列说法正确的是不计重力D A. Od方向B. Oc方向 C. Oa方向D.以上说法都不对 详细分析根据电场强度方向的定义，负电荷在电场 中某点所受静电力的方向，应与该点的电场强度 方向相反。 由等势面的性质知，该电场在0点的场强方 向应与过。点的切线cd垂直且指向电势降低的方 向，即垂直于cd向右，则负电荷在。点受静电力 方向应为垂直于cd向左，由于q匀速运动所以负 电荷q受外力方向应垂直于cd向右，故A、B、C 三种说法均不对，正确选项为D. 3用动能定理或总能量守恒的观点解题 -只有电场力做功电势能与动能守恒 例4如图所示，实线为电场线，虚线表示等势面，相邻两个等势面之间的 电势差相等，有一个运动的正电荷在等势面L3上某点的动能为20J,运动 至等势面Li上的某一点时的动能变为零，若取L2为零等势面，则此电荷的 电势能为4 J时，其动能为C A.16 JB.10JC.6JD.4J 详细分析正电荷逆电场线方向移动时，电场力做负功， 电势能增加，动能减少，但电荷系统的总能量保持不变， 111 _11 则电荷在Lix L2和L3处的动能和势能为 1i1 E 等势面 动能0电势能0*1 111 111 Li 亶。〕L L L l2 〔10〕 L3 20〔-10〕 即该电荷总能量为10J,因此，当电势能为4J时，动能为6J. （二）除电场力还有其他力做功 W 电W 其ffeEK2-EKl 例5、在静电场中，一个带电量q2.0 xl0-9C的电荷从A点移动到B点, 在这过程中，除电场力外，其他力做的功为4.0X10-5J,质点的动能增加了 8.0X10-5J,则A、B两点间的电势差大小为（D ） A.2xlO-4VB.1X104V C.4X104VD.2X104V （4）创新应用练习 6如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与 正电荷Q为圆心的某圆交于B、C 两点，质量为m、带电荷量为-q 的有孔小球从杆上A点无初速度 下滑，已知q Q, ABhi[M蹭 滑到B ,母寸的速。1, 其 msh 求（带球由A蓟B的矗力做的功； ⑵AC两点的电势差. 详细分析⑴因为杆是光滑的，所以过程中 只有两个力做功电场力的功WE和重力的功mgh, 由动能定理得WEmgh 代入已知条件，得电场力做功 （2）因为B、C在同一个等势面上，所以巾B（j）C,即 UACUAB 由 w-qU 得 UABUAC 因为 方向可以判断巾Av巾B4C 所以A、C两点购警差UAC二 mgh2 kQ 0.25/z2- 如图所示，Q为固定的正点电 A、B两点在Q的正上方和Q相距分别 为h和0.25h,将另一点电荷从A点由 静止释放，运动茹点丽速度正好又 变为Oo若此电荷在A点处的加速度 大小为半如试求 ⑴此电荷在B点处的加速度。 2A、B两点间的电势差用Q和h表示。 详细分析⑴这一电荷必为正电荷，设其电荷量为q,由顿第二定律, 在A点时mg mgm*aB 在B点时 解得aB3g,方向竖直向上, 2从A至UB过程，由动能定理 mgh-0.25h