學習目標1、理解靜電力做功的特點、電勢能的概念、電勢能與電場力做功的關系。
2、理解電勢的概念,知道電勢是描述電場的能的性質(zhì)的物理量。
3、明確電勢能、電勢、靜電力的功、電勢能的關系。
4、了解電勢與電場線的關系,等勢面的意義及與電場線的關系。
學習重、難點重點:理解掌握電勢能、電勢、等勢面的概念及意義。
難點:掌握電勢能與做功的關系,并能用此解決相關問題
學法指導自主、合作、探究
知識鏈接1.回顧:靜電力、電場強度、重力勢能的概念 。
2.一個靜止的試探電荷放入電場中,它在靜電力的作用下將做加速運動而獲得動能,請同學們思考:是什么能轉(zhuǎn)化為試探電荷的動能?
學習過程用案人自我創(chuàng)新
[自主學習]
一.靜電力做功的特點
結(jié)合課本圖1.4-1(右圖)分析試探電荷q在場強為E的勻強電場中沿不同路徑從A運動到B電場力做功的情況。
(1)q沿直線從A到B,W1= 。
(2)q沿折線從A到M、再從M到B,W2= 。
(3)q沿任意曲線線A到B,W3= 。
結(jié)果 :
結(jié)論:
。
靜電力做功特點與重力做功一樣嗎?
二.電勢能(與重力勢能相類比)
(1)電勢能:由于移動電荷時靜電力做功與移動的路徑無關,所以電荷在電場中也具有勢能,這種勢能叫做 。
(2)靜電力做功等于電勢能的變化量(靜電力做功改變電勢能) 電場力做正功,電荷的電勢能減小;電場力做負功,電荷的電勢能增加。電場力做多少功,電勢能就變化多少,在只受電場力作用下,電勢能與動能相互轉(zhuǎn)化,而它們的總量保持不變。(與重力做功相類比)
分析:
正電荷順著電場線移動,電場力做 ,電勢能
正電荷逆著電場線移動,電場力做 ,電勢能
負電荷順著電場線移動,電場力做 ,電勢能
負電荷逆著電場線移動,電場力做 ,電勢能
( 3 )注意:
①.電勢能零點的規(guī)定:大地或無窮遠默認為零
②在正電荷產(chǎn)生的電場中正電荷在任意一點具有的電勢能都為正,負電荷在任一點具有的電勢能都為負。
在負電荷產(chǎn)生的電場中正電荷在任意一點具有的電勢能都為負,負電荷在任意一點具有的電勢能都為正。
[思考、討論]
1.如何計算電荷在電場中某一點A具有的電勢能EP?
。
2.將電荷由A點移到B點如何判斷電荷A、B兩點電勢能的大?
。
三.電勢 (相當于高度)
(1)定義: 。用 表示。電勢是標量,只有大小,沒有方向,但有正負。
(2)公式: (與試探電荷無關) 單位:伏特(V)
(3)零電勢位置的規(guī)定:大地或無窮遠默認為零,電場中某一點的電勢的數(shù)值與零電勢的選擇有關,即電勢的數(shù)值決定于零電勢的選擇.
討論(合作學習):
1、電勢的高低與電場線的關系: 。
2、正電荷的電場中電勢為正,負電荷的電場中電勢為負
四.等勢面
⑴.定義:電場中電勢相等的點構(gòu)成的面
⑵.幾種電場的電場線及等勢面(虛線)
(3)等勢面的特點
1、在等勢面上移動電荷,電場力不做功
2、電場線(或E)⊥等勢面
3、電場線由高的等勢面指向低的等勢面
4、等勢面不相交 ,可以閉合
5、靜電平衡的導體是等勢體,表面是等勢面(了解)
7、沿電場方向電勢降低最快(場強方向是電勢降落最快的地方)
特別說明:(結(jié)合上面圖理解)
①等量同種電荷(正)連線和中線上
連線上:中點電勢最小
中線上:由中點到無窮遠電勢逐漸減小,無窮遠電勢為零。
②等量異種電荷連線上和中線上
連線上:由正電荷到負電荷電勢逐漸減小。
中線上:各點電勢相等且都等于零。
達標檢測1、下列說法正確的是( )
A.在電場中順著電場線移動電荷,電場力做功,電荷電勢能減少
B.在電場中逆著電場線移動電荷,電場力做功,電荷電勢能減少
C.在電場中順著電場線移動正電荷,電場力做正功,電荷電勢能減少
D.在電場中逆著電場線移動負電荷,電場力做負功,電荷電勢能增加
2、如圖所示,A、B、C為電場中同一電場線上的三點,設電荷在電場中只受電場力作用,則下列說法正確的是( )
A、若在C點無初速釋放正電荷,電荷向B運動,電勢能減小
B、若在C點無初速釋放正電荷,電荷向B運動,電勢能增大
C、若在C點無初速釋放負電荷,電荷向A運動,電勢能增大
D、若在C點無初速釋放負電荷,電荷向A運動,電勢能減小
3、圖一表示等量異種電荷P和Q形成的電場內(nèi)的一簇等勢面,求
(1)P、Q各帶何種電荷?
(2)把q=10-7C的正點電荷從A移到B,電場力做多少功?
(3)把q從B移到C電場力做多少功?
(4)把q從C移到A電場力做多少功?
(5)q從A出發(fā)經(jīng)過B和C回到A的過程中電場力對電荷做的總功為多少?
4、如圖6,在點電荷+Q電場中,以+Q為球心的同一球面上有A、B、C三點,把正檢驗電荷從球內(nèi)P點移到A、B、C各點時電場力作功WPA、WPB、WPC的大小關系為________.
5、如圖7,a、b、c、d為某電場中的等勢面,一帶正電粒子飛入電場后只在電場力作用下沿M點到N點的虛線運動.由圖可知,四個等勢面電勢Ua、Ub、Uc、Ud由高到低的排列順序是_______,帶電粒子在M、N兩點中,電勢能較大的是_________點.
6、如圖3,絕緣光滑半圓環(huán)軌道放在豎直向下的勻強電場中,場強為E.在與環(huán)心等高處放有一質(zhì)量為m、帶電+q的小球,由靜止開始沿軌道運動,下述說法正確的是( )
A.小球在運動過程中機械能守恒
B.小球經(jīng)過環(huán)的最低點時速度最大
C.小球經(jīng)過環(huán)的最低點時對軌道壓力為(mg+Eq)
D.小球經(jīng)過環(huán)的最低點時對軌道壓力為3(mg-qE)
7、若帶正電的小球只受電場力的作用,則它在任意一段時間內(nèi)( )
A.一定沿著電場線由高電勢向低電勢運動
B.一定沿著電場線由低電勢向高電勢運動
C.不一定沿電場線運動,但一定由高電勢向低電勢運動
D.不一定沿電場線運動,也不一定由高電勢向低電勢運動
8、在靜電場中,關于場強和電勢的說法正確的是( )
A.電場強度大的地方電勢一定高
B.電勢為零的地方場強也一定為零
C.場強為零的地方電勢也一定為零
D.場強大小相同的點電勢不一定相同
9、在勻強電場中有a、b、c三點,位置關系如圖52-6所示,其中ab=√3 cm,bc=1cm已知電場線與abc三點所在的平面平行,若將電量為-2×10-8C的點電荷從a 移到b,電場力不做功,而把該電荷從a移到c,電場力做功為1.8×10-7J?
(1)畫出通過 a、b、c 三點的電場線?
(2)求該勻強電場的電場強度
本文來自:逍遙右腦記憶 http://m.yy-art.cn/gaoer/68642.html
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