新课标高中物理：(教案)电势能和电势

电势能和电势

【教学目标】

一、知识与技能

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、过程与方法

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、态度与价值观

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。

【教学重点】

理解掌握电势能、电势的概念及意义。

【教学难点】

握电势能与做功的关系，并能学以致用。

【教学过程】

一、复习提问、新课导入

1．静电力，电场强度概念，指出前面我们从力的性质研究电场，从本节起将从能量的角度研究电场。

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、新课教学

（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沿任意曲线从A到B

结果都一样，即：W=qELAM =qELAB

与重力做功类比，引出：

【结论】在任何电场中，静电力移动电荷所做的功，只与始末两点的位置有关，而与电荷的运动路径无关。

（二）电势能

电势能：由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做电势能。

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：WAB=EPA-EPB

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电场力做多少功，电势能就变化多少，在只受电场力作用下，电势能与动能相互转化，而它们的总量保持不变。

③在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为正，负电荷在任一点具有的电势能都为负。

在负电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为负，负电荷在任意一点具有的电势能都为正。

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具有的电势能EP等于将该点电荷由A点移到电势零点电场力所做的功W，即EP=W。

⑤求电荷在电场中A、B两点具有的电势能高低：

将电荷由A点移到B点根据电场力做功情况判断，电场力做正功，电势能减小，电荷在A点电势能大于在B点的电势能，反之电场力做负功，电势能增加，电荷在B点的电势能小于在B点的电势能。

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= qELAB

举例分析：对图中的各量附与一定的数值，后让学生计算。

（三）电势——表征电场性质的重要物理量度

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：（与试探电荷无关）

3．单位：伏特（V）

4．电势与电场线的关系：电势顺线降低。（电场线指向电势降低的方向）

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。（大地或无穷远默认为零）

三、巩固练习

1．将带电量为6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了3×10-5J的功，再从B移到C，电场力做了1.2×10-5J的功，则

（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？

2．一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场力做了5×10－6J的功，那么（    ）

A．电荷在B处时将具有5×10－6J的电势能

B．电荷在B处将具有5×10－6J的动能

C．电荷的电势能减少了5×10－6J

D．电荷的动能增加了5×10－6J

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（    ）

A．把正电荷从a移到b，电场力做正功，电荷的电势能减少

B．把正电荷从a移到b，电场力做负功，电荷的电势能增加

C．把负电荷从a移到b，电场力做正功，电荷的电势能增加

D．从a到b电势逐渐降低

4．有关电场中某点的电势，下列说法中正确的是（    ）

A．由放在该点的电荷所具有的电势能的多少决定

B．由放在该点的电荷的电量多少来决定

C．与放在该点的电荷的正负有关

D．是电场本身的属性，与放入该点的电荷情况无关

【板书设计】

一、静电力做功的特点：

与路径无关，只与起点和终点的位置有关

二、电势能：电荷在电场中具有的势能

1．静电力做的功等于电势能的减少量：

WAB=EPA-EPB

静电力做正功，电势能减少

静电力做负功，电势能增加

2．电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功

3．电势能是相对的，须建立零势能参考面。

电势能有正负之分，负值表示比零还要小

三、电势

1．定义：

2．单位：伏特：V，1V=1J/C

3．沿电场线方向电势降低

4．电势和电势能都是相对的，且为标量，正负号均表示大小

5．已知电势求电势能