电势能和电势导学案

高二学年第一学期物理（选修3-1）导学案 编号：NO 6 编写时间：2011-9-19 班级： 小组： 姓名： 组内评价：书写 完成 教师评价：

【学法指导】

1.认真阅读教科书，努力完成“基础导学”部分的内容；

2.探究部分内容可借助资料，但是必须谈出自己的理解；不能独立解决的问题，用红笔做好标记； 3.课堂上通过合作交流研讨，认真听取同学讲解及教师点拨，排除疑难； 4.全力以赴，相信自己！

学 习 目 标 知识与技能 1、会计算点电荷在电场力作用下，从电场中一点移动到另一点时电场力所做的功； 2、理解电势的概念； 学习重点 学习难点 【学习过程】 一、电势

1、电势表征 的重要物理量度。 2、单位

3、定义 4、公式 5、电势的特

引：一个试探电荷在电场中某点由静止释放,将如何运动?

在电场力作用下电荷做加速运动,一段时间后获得一定的速度,试探电荷的动能增加什么能转换为动能的呢？

静电力做功的特点

把正电荷沿不同路径从A点移到B电场力做功？

沿甲路径电场力做功:W甲= F·|AB|cosθ=qE·|AM|

电势能和电势

E

+F

B

M

A?

甲

乙

丙

1

2 沿乙路径电场力做功: W 乙= qE ·|AM|

沿丙路径电场力做功:W 丙= qE ·|AM|

沿任意路径电场力做功: W 任意=qE ·|AM|

结论：静电力做功与路径无关,由初末位置来决定.

电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢？

一、电势能

1．静电力做功的特点：静电力做功与路径无关，或者说：电荷在电场中沿一闭合路径移动，静电力做功为零．

2．电势能概念：电荷在电场中具有势能，叫电势能．电荷在某点的电势能，等于把电荷从该点移动到零势能位置时，静电力做的功，用E P 表示．

3．静电力做功与电势能变化的关系：①静电力做正功，电势能减小；静电力做负功，电势能增加．②关系式：W AB =E PA ﹣E PB ．

4．单位：J （宏观能量）和eV （微观能量），它们间的换算关系为：1eV=1.6×

知识改变命运,学习成就未来

电势能和电势（一）

_________班____组___号 姓名________________

学习目标：

1、知道静电力做功与路径无关的特点； 2、理解静电力做功与电势能变化的关系； 3、认识理解电势能及其特点。

学习重点：

电势能及其特点的理解应用。

学习难点：

掌握电势能与静电力做功的关系并应用。 【课前预习】

1．静电力、电场强度概念，

2．回顾重力做功的特点是什么?

从静电力做功使试探电荷获得动能入手，思考：是什么能转化为试探电荷的动能？

【自主学习,合作探究】

1．静电力做功的特点

结合课本图1.4-1（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。 q沿直线从A到B

q沿折线从A到M、再从M到B

q沿任意曲线线A到B

静电力做功的特点:

2．

第一课时

（一）创设问题情景

1．复习静电力、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。起到一个承上启下的过渡作用。

2．创设问题情景：在匀强电场中某电由静止释放一试探电荷，静电力将对试探电荷做功使试探电荷获得动能，是什么能转化为试探电荷的动能呢？这种能又该如何量度呢？从而引入新课。

（二）新课教学

1、认识电场力做功的特点

依据“功是能量转化的量度”的思想，要研究问题情境中的能量转化，不妨先从研究电场力做功的问题，自然过渡到分析电场力做功的特点。

呈现问题1：让试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中沿几条不同路径从A点运动到B点(A、B沿场强方向的距离为L)，计算这几种情况下电场力对电荷所做的功。

沿电场线方向运动时，根据恒力做功的计算方法：W＝F|AB|＝qEL| ；

沿与电场线有一定夹角的直线运动时，根据恒力做功的计算方法：W＝F|AB|cosθ＝qEL；

沿任一曲线路径运动时，根据选取微元“化曲为直”的思想，求功的累加可得： W＝W1＋W2＋W3＋……＝qEL |

分析三种情况下的做功的数据结果，结合具体的问题情景，得出初步结论：匀强电场中静电力做的功只与电荷的起始位置和终点位置有关，与电荷经过的路径

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第2讲 电势能 电势 电势差

考点1

电场力做功与电势能

1.电场力做功 路径 (1)特点：电场力做功与电荷移动的______无关，只取决于 电量 电势差 初、末位置的________和被移动电荷的______. (2)电场力做功的表达式：WAB=(φA-φB)· q=UAB· q. .

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2.电势能

(1)定义：电荷在电场中具有的势能，等于静电力把它从该零势能 点移动到_______位置时所做的功. 标量 (2)矢标性：电势能是_____,但有正负之分，负值表明比 零电势能低，正值表示比零电势能高.

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3.重力做功与电场力做功的比较 重力做功 电场力做功①重力做功与路径无关 ①电场力做功与路径无关 ②重力对物体做

电势能 电势 电势差基础检测B卷 限时20分钟 姓名

1．电场中有A、B两点，A点的电势φA＝30 V，B点的电势φB＝10 V，一个电子由A点运动到B点的过程中，下面几种说法中正确的是( )

A．电场力对电子做功20 eV，电子的电势能减少了20 eV B．电子克服电场力做功20 eV，电子的电势能减少了20 eV C．电场力对电子做功20 eV，电子的电势能增加了20 eV D．电子克服电场力做功20 eV，电子的电势能增加了20 eV

2．在静电场中，将一正电荷从a点移到b点，电场力做了负功，则( ) A．b点的电场强度一定比a点大 B．电场线方向一定从b指向a C．b点的电势一定比a点高 D．该电荷的动能一定减小

3．三个点电荷电场的电场线分布如图所示，图中a、b两点处的场强

大小分别为Ea、Eb，电势分别为φa、φb，则( )

A．Ea>Eb，φa>φb B．EaEb，φa<φb D．Eaφb

4．如图，A、B、C为电场中同一电场线上的三点，设电荷在电场中只受电场力作用，则下列说法中正确的是( )

A．若在C点由静止释放正电荷，则正电荷向B运动，电势能减小 B．若在C点由静止释放正电荷，则正电荷向B运动，电势能增大 C．若

物理学科学案 班级 姓名

本学期第 课时 课题：电势能和电势 学习目标： 1.知道静电力做功的特点，掌握静电力做功与电势能变化的关系. 2.理解电势能、电势的概念，能根据电场线判断电势高低. 3.知道什么是等势面，并能理解等势面的特点 难点： 理解电势能、电势的概念 学习过程及内容 一、静电力做功的特点 [问题设计] 1．如图所示，试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中，沿直线从A移动到B，AB间距为L，静电力做的功为多少？若q沿折线AMB从A点移动到B点，静电力做的功为多少？ 2．若q沿任意曲线从A点移动到B点，静电力做的功为多少？ [要点提炼] 1．静电力做功的特点：静电力对某电荷所做的功，与该电荷的 有关，与电荷经过的 无关，与电场是否是匀强电场也无关． 2．静电力做功与重力做功相似，只要 位置确定了，移动电荷q做的功就是确定值． 二、电势能 [问题设计] 类比重力做功与重力势能变化的关系，静电力做正功，电势能如何变化？ 静电力做负功，电势能如何变化？静电力做功与电势能变化有怎样的数量关系？ [延伸思考] 当正电荷顺着电场

第1节 电场力做功与电势能

课前自主学案 一、电场力做功的特点

1．电场力做功与电荷经过的_____无关，只与电荷的_________有关． 2．在匀强电场中，电场力做的功为W＝ _____.其中d为电荷的始末位置________的距离. 二、电势能

1．定义：电荷在电场中某点的电势能等于把电荷从这点移到选定的_______的过程中_______所做的功.

2．相对性：电势能的大小与选取的_______有关. 3．与电场力做功的关系：___________.

即：电场力对电荷做正功，电势能_____ ．电场力对电荷做负功，电势能_____ ． 课堂互动讲练 类型一：电场力做功的计算

1、如图所示，在场强为E的匀强电场中有相距为L的A，B两点，连线AB与电场线的夹角为θ，将一电荷量为q的正电荷从A点移到B点，若沿直线AB移动该电荷,电场力做的功W1＝________；若沿路径ACB移动该电荷，电

场力做的功W2＝________；若沿曲线ADB移动该电荷，电场力做的功W3＝________.由此可知电荷在电场中移动时，电场力做功的特点是______________． 类型二：电势能的计算

2、(2013年福州高二检测)如图，匀强电场中带电荷量为

电势能、电势、电势差、电场强度关系

1.电场强度——E——矢量—与试探电荷无关！ （1）E=F/q——任何电场 (N/C)

（2）公式： E=kQ/r2 ——点电荷场 （3）E=U/d——匀强电场（V/m）

（4）与电场线的关系：电场线密的场强大，电场线某点的切线方向为该点场强方向。 2.电势能——W: J——标量——与检验电荷有关、电场中的位置有关； （1）电场力作正功，电势能减小，做了多少功，电势能减少多少；

克服电场力做功，电势能增加，做了多少功，电势能增加多少！ （2）WAB??EP?EPA?EPB

3电势（ ψ ）——V——标量：电场本身的性质——与试探电荷无关！

（1）

?A?EPAq

（2）UAB=φA-φB

（3）与电场线的关系：沿电场线方向电势逐渐降低，且降得最快 4.电势差（ UAB ）——V——标量电场本身的性质：与验电荷无关! （1）定义式：UAB=WAB/q （2）UAB=φA-φB （3）UAB=- UBA

等量电荷两条特殊线上的场强、电势分布特点 一、等量异种电荷

高中物理 选修3-1 鲁科版

第二章 电势能与电势差2.1 电场力做功与电势能

复习回顾功的定义： 力与力方向上位移的乘积。

W F L cos F是物体受到的力，L为物体的位移， 则是力与位移的夹角。

可见，物体 只要在力的 方向上发生 位移，我们 就称该力做 了功。

电场力也是一种力，同理 只要电场中的电荷在电场 力的作用下，在电场力方 向上移动了一段距离，那 么我们也称电场力做了功。那么电场力做功有何特点呢？

一、静电力做功的特点1.将电荷q从A沿直线移至B:B

E

A F q+

M

W = F·|AB| cosθ = q E·|AM|

2.将电荷q从A沿折线移至B:B

E

A q+

F F

M

对AM: 对MB:

W1 = q E ·|AM| W2 = 0

对全程: W = W1 + W2= q E·|AM|

电 场

力

在电场中移动电荷时,电场力做的功与电荷经过的路径 无关,只与电荷的起止位置有关；所有电场均适用。

匀强电场中电场力荷所做的功可表示为：

W=qEd式中：q是移动电荷所带的电量，E为电场强度，d为电荷在 电场力方向上的位移。

如果在非匀强电场中，电场力不是恒力，电 场力所做的功不能用上式计算。

匀强电场