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視頻標(biāo)簽：電勢(shì)能和電勢(shì)
所屬欄目：高中物理優(yōu)質(zhì)課視頻
視頻課題：高中物理人教版選修3-1第一章靜電場(chǎng)第4節(jié)《電勢(shì)能和電勢(shì)》內(nèi)蒙古 - 赤峰
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高中物理人教版選修3-1第一章靜電場(chǎng)第4節(jié)《電勢(shì)能和電勢(shì)》內(nèi)蒙古 - 赤峰
第1章 靜電場(chǎng) 第4節(jié) 電勢(shì)能和電勢(shì)
一、三維目標(biāo)
（一）知識(shí)與技能
1、理解靜電力做功的特點(diǎn)、電勢(shì)能的概念、電勢(shì)能與電場(chǎng)力做功的關(guān)系。
2、理解電勢(shì)的概念，知道電勢(shì)是描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量。明確電勢(shì)能、電勢(shì)、靜電力的功、電勢(shì)能的關(guān)系。了解電勢(shì)與電場(chǎng)線(xiàn)的關(guān)系，了解等勢(shì)面的意義及與電場(chǎng)線(xiàn)的關(guān)系。
（二）過(guò)程與方法
通過(guò)與前面知識(shí)的結(jié)合，理解電勢(shì)能與靜電力做的功的關(guān)系，從而更好的了解電勢(shì)能和電勢(shì)的概念。
（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀
嘗試運(yùn)用物理原理和研究方法解決一些與生產(chǎn)和生活相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題，增強(qiáng)科學(xué)探究的價(jià)值觀。
二、教學(xué)重點(diǎn)
理解掌握電勢(shì)能、電勢(shì)的概念及意義。 三、教學(xué)難點(diǎn)
掌握電勢(shì)能與做功的關(guān)系，并能用此解決相關(guān)問(wèn)題。 四、教學(xué)建議
電勢(shì)、電勢(shì)能的概念比較抽象，在講解時(shí)可以通過(guò)引入重力場(chǎng)的有關(guān)概念進(jìn)行類(lèi)比，以增強(qiáng)知識(shí)的可感知性，這有助于學(xué)生的理解．但還需要注意的是，在講解中不僅要掌握好教學(xué)的深度，同時(shí)要加強(qiáng)學(xué)生從不同的知識(shí)角度——能的角度、功能關(guān)系的角度學(xué)習(xí)本節(jié)知識(shí)，從一個(gè)更高的全面的基準(zhǔn)點(diǎn)對(duì)已學(xué)知識(shí)進(jìn)行綜合，加強(qiáng)學(xué)生自身知識(shí)的再更新能力，這也是教師急需要注意的問(wèn)題．
在講解中，知識(shí)點(diǎn)上需要明確的是：
（1）除了需要說(shuō)明電勢(shì)的單位以及標(biāo)量性，還需要強(qiáng)調(diào)電勢(shì)公式是定義式，電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)與電荷在電場(chǎng)中的電勢(shì)能無(wú)關(guān)，與電荷的多寡無(wú)關(guān)；而電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)與產(chǎn)生電場(chǎng)的源電荷有關(guān)，與該點(diǎn)在電場(chǎng)中的位置有關(guān)．
（2）關(guān)于電勢(shì)公式的應(yīng)用時(shí)，注意公式中物理量的正負(fù)，理解正負(fù)只是表示電勢(shì)的高低而不是方向．
（3）關(guān)于電勢(shì)的講解：一是需要注意的是零電勢(shì)的選取（理論上以距離電場(chǎng)無(wú)限遠(yuǎn)處為零電勢(shì)，實(shí)際上以大地的電勢(shì)為零電勢(shì)）；二是電勢(shì)沿著電場(chǎng)線(xiàn)的方向逐漸降低．
新課導(dǎo)入設(shè)計(jì) 導(dǎo)入
復(fù)習(xí)功和能量的關(guān)系。
從靜電力做功使試探電荷獲得動(dòng)能入手，提出問(wèn)題：是什么能轉(zhuǎn)化為試探電荷的動(dòng)能？引入新課。
【方法介紹】類(lèi)比法是根據(jù)兩個(gè)(兩類(lèi))對(duì)象之間在某方面的相同或相似，而推出他們?cè)谄渌矫嬉部赡芟嗤蛳嗨频倪壿嬐评矸椒ā?nbsp;【引入新課】 學(xué)生完成
一、靜電力做功的特點(diǎn)
M
E
1.將電荷q從A沿直線(xiàn)移至B:
A
B
ө+
qF
WFABcos=×q
qEAM
=×
M
ө
E
AB
2.將電荷q從A沿折線(xiàn)移至B:
對(duì)AM:對(duì)MB:對(duì)全程:+
qF
+q
F1WqEAM=×2W0
=12WWWqEAM
=+=×
3.將電荷q從A沿曲線(xiàn)移至B:
M
ө
E
AB
+qF
E
A
B
+
qF
+
qF+
qF+qF……
M
x1
x211WqEx=×22
WqEx=×33
WqEx=×123xxx+++=LAM
123WWWWqEAM
=+++=×Lx3
電場(chǎng)力做功的過(guò)程是什么能轉(zhuǎn)化為什么能呢？
在勻強(qiáng)電場(chǎng)中移動(dòng)電荷時(shí)，靜電力做的功與電荷經(jīng)過(guò)的路徑無(wú)關(guān)，僅與電荷的起始位置和終止位
置有關(guān)。
該結(jié)論對(duì)于非勻強(qiáng)電場(chǎng)也是適用的。4、結(jié)論
引導(dǎo)學(xué)生回顧
h
回顧重力做功的特點(diǎn)?
AB
C
mg
1.在這三種情況下重力做功的關(guān)系？
2.
GWmgh
=3.類(lèi)比重力做功與重力勢(shì)能關(guān)系.由于移動(dòng)電荷時(shí)靜電力做的功與移動(dòng)的路徑
無(wú)關(guān)，電荷在電場(chǎng)中具有跟位置相關(guān)的能，這種能
叫做電勢(shì)能，用EP表示。
引導(dǎo)學(xué)生詳細(xì)對(duì)比重力做功及重力勢(shì)能關(guān)系得靜電力做功與電勢(shì)能關(guān)系
PB
PAABEEW-=重力做的功等于重力勢(shì)能的減少量
靜電力做的功等于電勢(shì)能的減少量
2
121PPGEEmghmghW-=-=AB
E
+
重力勢(shì)能的減少量
電勢(shì)能的減少量
引出電勢(shì)能
（Ep）
標(biāo)量
二、電勢(shì)能AB++AB－－
１、定義：電荷在電場(chǎng)中受到電場(chǎng)力而具有的與位置有關(guān)的勢(shì)能叫做電勢(shì)能。
負(fù)電荷逆著電場(chǎng)線(xiàn)移動(dòng)，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少２、電場(chǎng)力做功改變電勢(shì)能
正電荷順著電場(chǎng)線(xiàn)移動(dòng)，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少正電荷逆著電場(chǎng)線(xiàn)移動(dòng)，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加
負(fù)電荷順著電場(chǎng)線(xiàn)移動(dòng)，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加３、電場(chǎng)力做的功等于電勢(shì)能的減少量
PB
PAABEEW-=
４、相對(duì)性：大地或無(wú)窮遠(yuǎn)默認(rèn)為零
５、在正電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為正，負(fù)電荷在任一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為負(fù)。
在負(fù)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為負(fù)，負(fù)電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為正。
7、電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)A具有的電勢(shì)能EP等于將
該點(diǎn)電荷由A點(diǎn)移到電勢(shì)零點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功W的。即EP=W
6、電勢(shì)能有正負(fù)，卻是標(biāo)量，正負(fù)表示該點(diǎn)的電勢(shì)能比零點(diǎn)的電勢(shì)能的高低。
１、下列說(shuō)法中正確的是（）
A.當(dāng)兩正點(diǎn)電荷相互靠近時(shí)，它們的電勢(shì)能增大B.當(dāng)兩負(fù)點(diǎn)電荷相互靠近時(shí)，它們的電勢(shì)能增大C.一個(gè)正電荷與另一個(gè)負(fù)電荷相互靠近時(shí)，它們的
電勢(shì)能減小
D.一個(gè)正電荷與另一個(gè)負(fù)電荷相互靠近時(shí)，它們的
電勢(shì)能增大。ABC針對(duì)訓(xùn)練
電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少；電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加
知識(shí)鏈接
CD針對(duì)訓(xùn)練
由動(dòng)能定理可知，電
荷的動(dòng)能將增加5×10－6J ，D正確根據(jù)功能關(guān)系，電荷
的電勢(shì)能將減少5×10－6J ，C正確由于不知道電荷的初動(dòng)能和初勢(shì)能，所以A、B錯(cuò)誤
２、一個(gè)電荷只在電場(chǎng)力作用下從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力做了5×10－6J的功，那么( )A．電荷在B處時(shí)將具有5×10－6J 的電勢(shì)能
B．電荷在B處將具有5×10－6J 的動(dòng)能
C．電荷的電勢(shì)能減少了5×10－6J D．電荷的動(dòng)能增加了5×10－6J
３、將帶電量為6×10-6C的負(fù)電荷從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)，克服電場(chǎng)力做了3×10-5J的功，再?gòu)腂移到C，電場(chǎng)力做了1.2×10-5J的功，則
（1）電荷從A移到B，再?gòu)腂移到C的過(guò)程中電勢(shì)能共改變了多少？（2）如果規(guī)定A點(diǎn)的電勢(shì)能為零，則該電荷在B點(diǎn)和C點(diǎn)的電勢(shì)能分別為多少？
（3）如果規(guī)定B點(diǎn)的電勢(shì)能為零，則該電荷在A點(diǎn)和
C點(diǎn)的電勢(shì)能分別為多少？
增加了1.8×10-5J.
EPC=1.8×10-5JEPC=-1.2×10-5JEPB=3×10-5JEPA= -3×10-5J
針對(duì)訓(xùn)練
引導(dǎo)學(xué)生討論
討論:
1.將電荷q從A點(diǎn)移到B點(diǎn)。若取B點(diǎn)的電勢(shì)能為零，則A點(diǎn)的電勢(shì)能為多少？M
ө
E
AB
L
2.若電荷的電量為2q、
3q … 則A點(diǎn)的電勢(shì)能為多少?
3.求EPA/q，比值是否與電荷量有關(guān)？
+
q
F
PAEqELcosθ
=2cosqELq3cosqELq
L
PA
E=ELcosθq
與電荷量無(wú)關(guān)
三、電勢(shì)1、定義：檢驗(yàn)電荷的電量
電勢(shì)能
電勢(shì)=q
EP
=
j（φ標(biāo)量）
3、相對(duì)性：一般選取無(wú)窮遠(yuǎn)或大地電勢(shì)為零。1J/C=1V
2、EP及q含符號(hào)
4、沿電場(chǎng)線(xiàn)(場(chǎng)強(qiáng))方向電勢(shì)越來(lái)越低
5、正電荷的電場(chǎng)中電勢(shì)為正，負(fù)電荷的電場(chǎng)中電勢(shì)為負(fù)
A B E
φA＞φB
6、電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)的大小是由電場(chǎng)本身的性質(zhì)決定的，與放不放電荷及放什么電荷無(wú)關(guān)
7、電勢(shì)是標(biāo)量，在規(guī)定了零電勢(shì)后，電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)可以是正值，也可以是負(fù)值。正值表示該
點(diǎn)電勢(shì)比零高，負(fù)值表示該點(diǎn)電勢(shì)比零低。
針對(duì)練習(xí)1、如圖所示，點(diǎn)電荷的靜電場(chǎng)中電場(chǎng)線(xiàn)用實(shí)線(xiàn)表示，但其方向未標(biāo)
明，虛線(xiàn)是某一帶電粒子通過(guò)該電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡。a、b是軌跡上的兩點(diǎn)。若帶電粒子在運(yùn)動(dòng)中只受到電場(chǎng)力作用，根據(jù)此圖可作出正確判斷的是( )A.帶電粒子所帶電荷的性質(zhì)B.帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的受力方向C.帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的速度何處較大D.帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)能何處較
大
BCDa
b
F
F
vv
若粒子a→b，a、b兩點(diǎn)的速度方向如圖所示
根據(jù)力與運(yùn)動(dòng)軌跡的關(guān)
系，受力方向如圖所示,B正確
由動(dòng)能定理和功能關(guān)系可知C、D在正確
若粒子b→a，a、b兩點(diǎn)的速度方向如圖所示
vv
課后作業(yè)、如圖所示，ＭＮ是負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電
場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線(xiàn)。一個(gè)帶正電的粒子（不計(jì)重力）從a到b穿越這條電場(chǎng)線(xiàn)的軌跡如圖中虛線(xiàn)所示，則該帶電
粒子在a點(diǎn)的加速度一定在b點(diǎn)的加速度。帶電粒子在a點(diǎn)的電勢(shì)能一定
在b點(diǎn)的電勢(shì)能。（填“大
于”、“小于”式“等于”）。
N
Ｍ
b
a
小于大于F
-
學(xué)生自己總結(jié)是否完成學(xué)習(xí)目標(biāo)
小結(jié):
•1.靜電力做功的特點(diǎn)。
•2.電勢(shì)能的概念、電勢(shì)能與電場(chǎng)力做功的關(guān)系。
•3.電勢(shì)的概念，知道電勢(shì)是描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量
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