课题:电场的能的性质
主备:丁树兵 第 1 课时 总第 1 课时
【教学目标】1.会判断电场中电势的高低、电荷电势能的变化.
2.会计算电场力做功及分析电场中的功能关系.
【教学重点】电场力做功跟电视能变化的关系
【教学难点】熟悉关于电场做功的判断及做功的正负
【教 具】
【教学过程】 一、电场力做功与电势能 [基础导引] 在如图1所示的匀强电场中,把正电荷q从A点沿路径A→C→B 移到B点,与把它直接从A点沿直线AB移到B点,电场力做功 相同吗?所做的功是正功还是负功?电势能是增加还是减少? 图1 [知识梳理] 1.电场力做功的特点 (1)在电场中移动电荷时,电场力做功与________无关,只与____________有关,可见电场力做功与________做功相似. (2)在匀强电场中,电场力做的功W=________,其中d为沿________________的位移. 2.电势能 (1)定义:电荷在电场中具有的势能.电荷在某点的电势能,等于把它从该点移到__________位置时电场力所做的功. (2)电场力做功与电势能变化的关系 电场力做的功等于________________________,即WAB=____________. (3)电势能的相对性:电势能是相对的,通常把电荷在离场源电荷____________的电势能规定为零,或把电荷在________表面上的电势能规定为零. 二、电势和等势面 [基础导引] 图2甲、乙、丙分别是等量异种电荷、等量正电荷、正点电荷的电场线与等势面的分布情况.
甲 乙 丙 图2 问:(1)在图甲中,比较A、B、C三点的电势大小? (2)在图乙中,O点、M点电势一样吗? (3)在图丙中,A、B、C三点场强相等吗?电势相等吗? [知识梳理] 1.电势 (1)定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值. (2)定义式:φ=____________. (3)矢标性:电势是标量,其大小有正负之分,其正(负)表示该点电势比电势零点高(低). (4)相对性:电势具有相对性,同一点的电势因__________的选取的不同而不同. (5)沿着电场线方向电势逐渐降低. 2.等势面 (1)定义:电场中____________的各点构成的面. (2)特点 ①电场线跟等势面________,即场强的方向跟等势面________. ②在________上移动电荷时电场力不做功. ③电场线总是从__________的等势面指向__________的等势面. ④等差等势面越密的地方电场强度________;反之________. 三、电势差 [基础导引] 判断下列说法正确与否: (1)电势差与电势一样,是相对量,与零电势点的选取有关 ( ) (2)电势差是一个矢量,有正值和负值之分 ( ) (3)由于电场力做功跟移动电荷的路径无关,所以电势差也跟移动电荷的路径无关,只跟这两点的位置有关 ( ) (4)A、B两点的电势差是恒定的,不随零电势点的不同而改变,所以UAB=UBA( ) [知识梳理] 1.电势差:电荷q在电场中A、B两点间移动时,电场力所做的功WAB跟它的电荷量q的比值,叫做A、B间的电势差,也叫电压. 公式:UAB=________.单位:伏(V). 2.电势差与电势的关系:UAB=________,电势差是标量,可以是正值,也可以是负值,而且有UAB=-UBA. 3.电势差UAB由________________________决定的,与移动的电荷q、电场力做的功WAB无关,与零电势点的选取也________. 4.电势差与电场强度的关系:匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿____________方向的距离的乘积.即U=Ed,也可以写作E=. 典例剖析 例1 如图3所示,xOy平面内有一匀强电场,场强为E,方向 未知,电场线跟x轴的负方向夹角为θ,电子在坐标平面xOy 内,从原点O以大 小为v0方向沿x轴正方向的初速度射入 电场,最后打在y轴上的M点.电子的质量为m,电荷量为 e,重力不计.则( ) 图3 A.O点电势高于M点电势 B.运动过程中电子在M点电势能最大 C.运动过程中,电子的电势能先减少后增加 D.电场力对电子先做负功,后做正功 典例剖析 例2 如图5所示,竖直向上的匀强电场中,绝缘轻质弹簧竖直 立于水平地面上,上面放一质量为m的带正电小球,小球与弹 簧不连接,施加外力F将小球向下压至某位置静止.现撤去F, 小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中,重力、电场力对小 球所做的功分别为W1和W2,小球离开弹簧时速度为v,不计 图5 空气阻力,则上述过程中 ( ) A.小球与弹簧组成的系统机械能守恒B.小球的重力势能增加-W1 C.小球的机械能增加W1+mv2D.小球的电势能减少W2 典例剖析 例3 如图7所示,一带电粒子以某速度进入竖直向上的匀 强电场中,仅在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹, M点为轨迹的最高点.下列判断正确的是 ( ) A.该粒子带负电 B.粒子在最高点M的速率为零 C.粒子在电场中的电势能始终在增加 图7 D.粒子在电场中加速度不变 7.综合应用动力学和功能观点解题 例4 如图9所示,在绝缘水平面上,有相距为L的A、B两点, 分别固定着两个带电荷量均为Q的正电荷.O为AB连线的中 点,a、b是AB连线上两点,其中Aa=Bb=.一质量为m、电 图9 荷量为+q的小滑块(可视为质点)以初动能Ek0从a点出发,沿 AB直线向b运动,其中小滑块第一次经过O点时的动能为2Ek0,第一次到达b点时的动能恰好为零,小滑块最终停在O点,已知静电力常量为k.求: (1)小滑块与水平面间滑动摩擦力的大小; (2)小滑块刚要到达b点时加速度的大小和方向; (3)小滑块运动的总路程l路.
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【二次备课】 |
【作业布置】
【教学后记】
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