《电势能与电势》导学案.docx

电势能和电势导学案【学习目标】1、通过类比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、通过类比和讨论理解电势的概念，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。【课前预习案】1、 功的计算公式：2、重力做功的特点：只与有关，与无关。3、重力做功与重力势能变化的关系表达式:4、如图，一点电荷+q在匀强电场E中静止释放,仅在静电力的作用下它做什么运动?什么能量增加?是什么形式的能量转化而来?【课堂探究案】1、静电力做功的特点结合课本图1.4-1（右图）,求出试探电荷+q在场强为E的匀强电场中沿不同路径从A运动到B静电力所做功。?q沿直线从A到Bq沿折线从A到M、再从M到B（AB与AM间的夹角为,如图所示)求q沿任意曲线从A到B静电力所做的功?通过中的计算，静电力做功与电荷经过的路径关，（填有、无），与前面学习的力做功相似。小结：静电力做功的特点:这个结论虽然是从匀强电场推导出来的，但它也可适用于2、电势能：由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在中具有势能，叫做电势能。电势能用表示。如A点的电势能一般表示为,B点的电势能一般表示为.问题3.静电力做功与电势能变化的关系如右图,质量为m的小球从A到B下降H高的过程,重力做了多少功?重力势能变化了多少?重力做功与重力势能变化的关系是什么?写出表达式。静电力做功与电势能变化的关系的探究分析正电荷在匀强电场中从A到B和从B到A移动过程BE+vAvE+BA第一幅:电场力方向电荷的运动方向说明电场力的方向与电荷的运动方向电场力做功.第二幅：电场力方向电荷的运动方向说明电场力的方向与电荷的运动方向电场力做功.思考1：如果说“功是能量变化的量度”那么电场力做功是什么能的量度呢？静电力做功与电势能变化的关系？从A到B，重力势能的变化量EP=，重力势能的减少量EP减=类比重力，在电场中，从A到B，电势能的变化量EP=，电势能的减少量EP减=通过分析，若电荷q在电场中从A运动到B，静电力做功与电势能变化的关系:若静电力做功为正功，电势能，电荷在A点电势能（填>、<或=）在B点的电势能。静电力做，电势能增加，电荷在A点电势能（填>、<或=）在B点的电势能；用表达式为结论1：功是能量转化的量度，电场力对电荷做正功，电荷的电势能电场力对电荷做负功，电荷的电势能故静电力所做的功等于电荷电势能的，即表达式说明了静电力做功与电势能变化的关系）问题4电势能的变化与电荷电性的关系如图,将正电荷从A移到B,静电力做什么功?电势能怎么变?如果将负电荷从A移到B,静电力做什么功?电势能怎么变?通过中的分析，在同一电场中，从A点到B点，移动正电荷与移动负电荷，电荷的电势能的变化是。由此知，电场中某点的电势能是电场和电荷共有的。问题5电势能的计算如图,在场强E=103N/C的匀强电场中,点电荷q=+1c从A移动到B,AB相距L=1m,求：（1）静电力做功为多少?电势能如何变化?（2）若规定EPB=0,则EPA=?（3）若规定EPA=0,则EPB=?（4）若移动的电荷q=-1c，情况又如何？结论：电荷在某点电势能在数值上等于把它从_移到_位置时_。由上一问题可知,要确定电荷在电场中某点的电势能，必须先选定电场中某点的电势能为零。通常把的电势能规定为0，或把的电势能规定为0。如图2所示的匀强电场，场强为E，取O点为零势能点，A点距O点为l，AO连线与电场强度反方向的夹角为.电荷量分别为q和2q的电荷在A点的电势能为多少电势能是否相同，电势能与电荷量的比值是否相同3电势-（表征电场能的性质的重要物理量）（1）定义：的比值，叫做这一点的电势。用表示。注意：电势是标量，只有高低，没有方向，但有正负。在计算电势叠加时直接进行代数运算。（2）公式：（与试探电荷无关）（3）单位：伏特（V）（3）由电势的定义式可得电势能E=由此可知，正电荷所处的位置电势越高，具有的电场能就。负电荷所处的位置电势越高，具有的电场能就。（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）(6)正试探电荷沿电场线方向移动，其电势能，电势，故沿电场线方向电势。二、等势面1、定义：电场中相等的点构成的面2、性质：在同一等势面上各点电势相等，所以在同一等势面上移动电荷，电场力做功电场线跟等势面，并且由电势的等势面指向电势的等势面。等势面越，电场强度越等势面不相，不相3、等势面的用途：由等势面描绘电场线。4、几种电场的电场线及等势面注意：等量同种电荷连线和中线上连线上：中点电势最小中线上：由中点到无穷远电势逐渐减小，无穷远电势为零。等量异种电荷连线上和中线上连线上：由正电荷到负电荷电势逐渐减小。中线上：各点电势相等且都等于零。【课后练习案】1、下列说法中正确的是：（）A、沿着电场线的方向场强一定越来越弱B、沿着电场线的方向电势一定越来越低C、匀强电场中，各点的场强一定大小相等，方向相同D、匀强电场中，各点的电势一定相等2、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3、在电场中（）A.在等势面上移动电荷，电场力总是不做功B.某点的电势高，检验电荷在该点的电势能一定大C.某点的场强为零，检验电荷在该点的电势能一定为零D.某点的电势为零，检验电荷在该点的电势能一定为零4、关于等势面正确的说法是（?）A电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功B等势面上各点的场强大小相等C等势面一定跟电场线垂直D两等势面不能相交5、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ab6、如图，是某电场中的一条直电场线，一电子（重力不计）从a点由静止释放，它将沿直线向b点运动，则可判断A该电场一定是匀强电场B场强Ea一定小于EbC电子在a点具有的电势能EPa一定大于在b点具有的电势能EPbD电场线一定是a指向b7、如图所示，电场中有A、B两点，则下列说法中正确的是（）A.电势，场强B.电势，场强C.将电荷从A点移到B点电场力做了正功D.将电荷分别放在A、B两点时具有的电势能8、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EPAEPBEPCB放上+q时，它们的电势能EPAEPBEPCC放上q时，它们的电势能EPAEPBEPCD放上q时，它们的电势能EPAEPBEPC9、一个点电荷，从静电场中的a点移至b点，其电势能的变化为零，则（）Aa、b两点的场强一定相等B该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Da、b两点的电势相等10、在静电场中，关于场强和电势的说法正确的是（）A电场强度大的地方电势一定高B电势为零的地方场强也一定为零C场强为零的地方电势也一定为零D场强大小相同的点电势不一定相同11、若带正电的小球只受电场力的作用，则它在任意一段时间内（）A一定沿着电场线由高电势向低电势运动B一定沿着电场线由低电势向高电势运动C不一定沿电场线运动，但一定由高电势向低电势运动D不一定沿电场线运动，也不一定由高电势向低电势运动12、将一正电荷从无穷远处移至电场中M点，电场力做功为6.0×109J，若将一个等量的负电荷从电场中N点移向无穷远处，电场力做功为7.0×109J，则M、N两点的电势M、N有如下关系AMN0BNM0CNM0DMN013、关于公式=可知：（）A、电场中某点的电势，与放在该点电荷具有的电势能成正比B、电场中某点的电势，与放在该点电荷的电荷量成反比C、电场中某点的电势，与该点是否有电荷，电荷的正负及电荷量的大小无关D、放入电场中某点的点电荷不同，电势能也不同，但电势能与电荷量的比值保持不变14、如图所示，在O点置一点电荷Q，以O为圆心作一圆。现将一电荷从A分别移到圆上的B、C、D三点，则电场力做功最多的过程是：（）A、移到B的过程B、移到C的过程C、移到D的过程D、三个过程一样多14、下列关系电势高低的判断，正确的是（）A、正电荷从A点移到B点时，其电势能增加，A点电势一定较低B、正电荷只在电场力作用下，从A点移到B点，A点电势一定较高C、负电荷从A点移到B点，外力做正功，A点电势一定较高D、负电荷从A点移到B点，电势能增加，A点电势能一定较低2、如图所示，a、b两点电势相同，电场强度也相同的是（）ABCDABCD15、如图所示，电场中有A、B两点，则下列说法中正确的是（）A、电势A>B场强EA>EBB、电势A>B场强EA<EBC、将+q由A点移到B点，电场力做正功D、将-q分别放在A、B两点时具有电势能EpA>EpB16、关于等势面，正确的说法是（?）A电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功B等势面上各点的场强大小相等C等势面一定跟电场线垂D两等势面不能相交17、如图所示,水平固定的小圆盘A,带电量为Q,电势为零,从圆盘外O静止释放一质量为m,带电量为+q的小球,由于电场力的作用,小球竖直上升的高度可达盘中心竖直线上的C点,OC=h,又知道过竖直线上的b点时,小球速度最大,则在Q所形成的电场中,可确定的物理量是（）A.b点的场强B.c点的场强C.b点的电势D.c点的电势18、试探电荷q1放在电场中的A点,电势能为E(规定无限远处电势能为零),A点的电势为_,若把试探电荷q1换成试探电荷q2放在电场中的A点,A点的电势为_(仍规定无限远处电势能为零).19、如图所示，把电量为5×109C的电荷，从电场中的A点移到B点，其电势能（选填“增大”、“减小”或“不变”）；若A点的电势UA15V，B点的电势UB10V，则此过程中电场力做的功为J.20、将一个电量为2×108C的点电荷，从零电势点O移到M点要克服电场力做功4×108J，则M点电势M=_，若将该电荷从M点移到N点，电场力做功14×108J，则N点电势N=_。21、有一带电量q=3×106C的点电荷，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点时的电势能EPA1是多少？A、C两点的电势和各为多少？（2）如选取C点的电势能为零，则电荷在A点时的电势能EPA2又是多少？22、在电场中一条电场线上有A、B两点,如图所示，若将电荷q1=-2.0×10-7C从A点移到B点电场力做了-4.0×10-4J的功。求：(1)以B点为零电势点，A等于多少?(2)电场线的方向如何?(3)如将电荷q2=+1.0×10-7C从A点移到B点，A等于多少?电场力做了多少功?