人教版 (新课标)选修3选修3-1第一章 静电场4 电势能和电势导学案

这是一份人教版 (新课标)选修3选修3-1第一章 静电场4 电势能和电势导学案，共5页。学案主要包含了学习目标，重点难点，学法指导，知识链接，学习过程，训练测试，参考答案，学习反思等内容，欢迎下载使用。

1.4 《电势能和电势》导学案





【学习目标】


1．知道静电力做功的特点，理解电势能、电势的概念。


2．能熟练应用电势能、电势的有关知识分析解决实际问题。


【重点难点】


电势能、电势概念的理解


【学法指导】


认真阅读教材，观察教材插图，体会电场力做功的特点；体会电势的概念


【知识链接】


回顾（1）重力做功的特点：重力做功与路径无关。（2）重力势能的变化与重力做功的关系：重力做的功等于重力势能的减少量。静电力做功与电势能的关系与此类似


【学习过程】


一、静电力做功的特点


1、分析试探电荷q在场强为E的匀强电场中沿不同路径从A运动到B电场力做功情况。


（1）q沿直线从A到B





（2）q沿折线从A到M、再从M到B





（3）q沿任意曲线ANB到B。





2、在电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的 位置和 位置有关，但与电荷经过


的 无关。


★这是根据匀强电场推出来的，但同样适用于非匀强电场。


★若只有静电力做功，则电势能和动能相互转化，总量保持不变。


二、电势能


电荷在电场中具有的势能叫做电势能。





（1）、静电力做功与电势能的关系


电场力做正功，电势能 。


电场力做负功，电势能 。


静电力做的功等于电势能的减少量。WAB=EPA—EPB


尝试应用1、：


1、右图中MN为某电场中一条电场线，方向向右，在MN上取两点a、b，今将一正点电荷q从a移到b则 （ ）[来源:Z&xx&k.Cm]


A.电场力做正功，q的电势能增加；


B.电场力做负功，q的电势能增加；


C.电场力做正功，q的电势能减少；


D.电场力做负功，q的电势能减少。


2、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


（2）、电荷的电势能


通常取 或 的电势能为零。


电荷在某点的电势能等于


电势能用Ep表示，单位： 。[来源:Z&xx&k.Cm]


尝试应用2：


3、对于在点电荷形成的电场中，电荷的电势能正负的研究，分析正确的是：[ ]


A．在正电荷形成的电场中，正电荷的电势能为正值；


B．在负电荷形成的电场中，负电荷的电势能为负值；


C．在点电荷形成的电场中，正电荷的电势能总为正值；[来源:ZXXK]


D．在正电荷形成的电场中，电荷的电势能总为正值。


4、把一个电荷从电场中的A点移到无穷远，电场力做功4.0╳10-8J，把它从无穷远处移到电场中的B点，克服电场力做功6.0╳10-8J，则下列分析正确的是：[ ]


A．电荷在电场中A点的电势能为4.0╳10-8J；


B．电荷在电场中B点的电势能为6.0╳10-8J；


C．电荷在B点的电势能比在A点时的电势能大2.0╳10-8J；


D．电荷在B点的电势能比在A点时的电势能小1.0╳10-8J；





三、电势


(1)电势定义： [来源:Z§xx§k.Cm]





定义式： （式子中各量均带有正、负号，理解其含义）





(2)电势是标量，单位： 简称伏，用V表示，1V=


电势有正、负，表示该点电势比零电势点高还是低。通常把______________的电势规定为零。


(3)电场线指向 的方向。


（4）电势是由 决定的，与试探电荷无关。


尝试应用3：


5、课本19页第1题。





6、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


【训练测试】


1．在静电场中下列说法正确的是 ( )


A．电场强度处处为零的区域内，电势也一定处处为零


B．电场强度处处相同的区域内，电势也一定处处相同


C．电场强度的方向总是跟等势面垂直


D．沿着电场强度的方向，电势总是不断降低的


2． 如图所示，在点电荷的电场中的一条电场线上依次有A、B、C三点，先把＋q的试探电荷依次放在三点上，然后把－q的试探电荷依次放在三点上，关于电荷的电势能的说法正确的是


( )





A．放上＋q时，EpA>EpB>EpC


B．放上＋q时，EpA

C．放上－q时，EpA>EpB>EpC


D．无论放＋q，还是－q，EpA

3． 如图所示，实线是一个电场中的电场线，虚线是一个负试探电荷在这个电场中的轨迹，若电荷是从a处运动到b处，以下判断正确的是 ( )





A．电荷从a到b加速度减小


B．b处电势能大


C．b处电势高


D．电荷在b处速度小


4． 如图所示，虚线表示电场的一族等势面且相邻等势面电势差相等，一个带正电的粒子以一定的初速度进入电场后，只在电场力作用下沿实线轨迹运动，粒子先后通过M点和N点．在这一过程中，电场力做负功，由此可判断出


( )





A．N点的电势高于M点的电势


B．粒子在N点的电势能比在M点的电势能大


C．粒子在M点的速率小于在N点的速率


D．粒子在M点受到的电场力比在N点受到的电场力大


5．如图所示，虚线为某电场的等势面，今有两个带电粒子(重力不计)，以不同的速率，沿不同的方向，从A点飞入电场后，沿不同的轨迹1和2运动，由轨迹可以断定


( )





A．两个粒子带电量一定不同


B．两个粒子的电性一定不同


C．粒子1的动能和粒子2的电势能都是先减少后增大


D．经过B、C两点，两粒子的速度可能不等


6．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，电场力做功W3＝______.由此可知电荷在电场中移动时，电场力做功的特点是________．








【参考答案】[来源:学|科|网Z|X|X|K]


1．答案：CD


解析：针对A：当静电场中的导体处于静电平衡时，其内部电场强度处处为零，但该导体为等势体，其电势不为零，故A错．


针对B：在匀强电场中，电场强度处处相等，但电势沿电场线方向降低，故B错．


针对C：电场线方向处处与等势面垂直，即电场线上各点的切线方向与等势面垂直，各点电场强度方向就是电场线各点切线方向，故C正确．


针对D：电场强度方向是电势降落最快的方向，故D正确．


2．答案：A


3．答案：BD


解析：由题图可知b处的电场线比a处的电场线密，说明b处的场强大于a处的场强．根据牛顿第二定律，试探电荷在b处的加速度大于在a处的加速度，A选项错．由题图可知，电荷做曲线运动，必受到不等于零的合外力，即F≠0，且F的方向应指向运动轨迹的凹向．因为试探电荷带负电，所以电场线指向是从疏到密．再利用“电场线方向为电势降低最快的方向”判断a、b处电势高低关系是φa>φb，C选项不正确．根据试探电荷的位移与所受电场力的夹角大于90°，可知电场力对试探电荷做负功．功是能量变化的量度，可判断由a→b电势能增加，B选项正确．又因电场力做功与路径无关，系统的能量守恒，电势能增加则动能减小，即速度减小，D选项正确．


4．答案：AB


5．答案：BCD


解析：由等势线的形状知，这是一个位于圆心的点电荷产生的电场，两个粒子与点电荷的作用情况是相反的，所以两个粒子电性一定不同．粒子1的动能先减小后增大，粒子2的电势能先减小后增大．到B、C两点时两个粒子的速度可能相同也可能不同，无法确定．


6．答案：qElcsθ qELcsθ qELcsθ 电场力做功的大小与路径无关，只与始末位置有关


解析：路径AB、ACB、曲线ADB在电场线方向上的投影都是BC＝Lcsθ，因此沿这三条路径电荷由A运动到B，电场力做的功都是qELcsθ，因此电场力做功的特点是：与路径无关，只与始末位置有关．





【学习反思】


电势的物理意义是什么？采用了怎样的定义方法？类比重力做功和静电力做功，重力势能的变化和电势能的变化。