第四节电势能和电势1

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1、第四节电势能和电势前置诊断：本节在学习电场力做功的特点的基础上，重点学习电势能和电势的概念以及讨论等势面。１．静电力做功的特点：静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但是与无关。物理学的研究表明：某个力做功如果与路径无关，那么就可以引出与这个力相对应的势能。2．势能的变化是由与之对应的力做的功决定的。在电场中移动电荷时，电场力做多少正功，则电荷的电势能就　　；电场力做多少负功，则电荷的电势能　　。所以电场力做功与电势能变化的关系为WAB=。3．电荷在电场中所具有的电势能由电荷在电场中所处的位置和零势能点的位置决定。如果把电荷q从电场中A点移

2、到零势能点B，电场力做的功为WAB，则此电荷A点时的电势能EPA=。常常取为零势能点，或者取为零势能点。4．电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的，定义式为，它是标量，单位为。如果把正电荷沿着电场线方向从A移动到B，它的电势能减少，即EPA>EPB，所以φA>φB，由此可见电场线指向的方向。5．电场中由构成的面叫做等势面。沿着等势面移动电荷，电场力一定不做功，所以电场线与等势面一定，并且由的等势面指向的等势面。答案：1.路径2.减少多少增加多少EPA-EPBWAB离场源电荷无限远处的点大地表面的点3.定义任何叠加单独在该点矢量

3、和4.电势φ=Ep/q伏特电势降低5.电势相同的各点垂直电势高电势低专家说课：电场对放入其中的电荷有电场力的作用，倘若把一个静止的试探电荷放入电场中，它将在静电力的作用下做加速运动，经过一段时间以后获得一定的速度，试探电荷的动能增加了。我们知道，这是电场力做功的结果，而功又是能量变化的量度，那么，在这一过程中是什么能转化为试探电荷的动能呢？这节课我们就来研究电场力做功的特点以及电势能和电势。一．本节内容的学习可采取类比法，电场力做功与重力做功类比，电势能与重力势能类比，电势与高度类比。二．本节课标及其解读。1．知道电势能（1）经历电势能概念建立的

4、过程，了解电场力做功的特点；（2）认识电势能的相对性；（3）知道电场做功与电势能改变的关系。2．知道电势（1）了解电势的定义方法及其定义式；（2）知道等势面的定义；（3）知道电场线一定垂直于等势面；（4）了解几种典型电场的等势面的形状与特点。三．电势的概念、电势能变化与电场力做功的关系是本节重点，本节难点是电势、电势能概念的建立。本节教学易错点有两个：1．不能把电势能的变化与电场力做功相联系；2．正负电荷在电场中移动，电势能的变化情况分析。本节教学疑点有五个：1．建立电势能、电势的概念；2．等势面与电场线垂直的阐述方法——反证法；3．电场力做功与

5、路径无关的证明方法；4．电场中的电势由电场本身决定，与试探电荷无关；5．零电势点。四．教材中重要问题：1．对电势及电势能的定义理解（课本P191）；2．通过实验探究电荷在电场中的静电力做功，判断电荷电势能的变化；3．通过电场线或等势面的分布情况，来判断静电力做功和描绘电场线（课本P203、7）；4．将电场与重力场类比，培养学生的知识迁移能力（课本P204）。课堂探究：一．本节内容中的电场力做功的特点以及电场力做功与电势能变化的关系讲解和学习中类比于重力做功以及重力做功与重力势能变化的关系，物理学的研究表明：某个力做功如果与路径无关，那么就可以引出

6、与这个力相对应的势能。与静电力相对应的势能叫做电势能。势能都属于系统，电势能属于电场和试探电荷组成的系统。图1-4-1二．不同试探电荷在电场中同一点的电势能与电荷的带电量成正比。即EPA∝q，即比值“”是一个与试探电荷无关的物理量，这个物理量仅与点在电场中的位置有关，所以这个比值能够反映电场的能的方面的性质，物理学把这个比值定义为电势，用符号“φ”表示，φ=。电势是标量，因为电势能有正负之分，电荷也有正负之分，求电势时把正负号带入进行运算，电势的正负也自然明确了。案例精析：【例1】将一个-7.0×10－6C的电荷从地面移动到如图1-4-1所示的电

7、场中的A点时，电荷的电势能为-1.4×10－4J，问此过程中电场力做功多少？拓展如果再把此电荷从A移动到B，电场力做功为-4×10－5J，则它在B点的电势能是多大？既然电场力做功与路径无关，那么此电荷从地面移动到A再到B点，电场力先做+1.4×10－4J的功，再做-4×10－5J的功，总功应该等于10－4J，所以B点的电势能应该等于-10－4J；另一种思路是从A到B移动电荷做4×10－5J的负功，所以电势能应该增加4×10－5J，因A点的电势能为-1.4×10－4J，所以B点的电势能为-10－4J。【例2】有一带电量q=－3×10－6C的点电荷，

8、从电场中的A点移到B点时，克服电场力做功６×10－4J，从B点移到C点时电场力做功9×10－4J.问：（１）以B为零势能点，电荷在A点时