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§1.4 电势能和电势(1)
第7课时
教学目的:
1、理解静电力做功的特点;
2、知道电势能的概念;
3、了解电势能变化与电场力做功的关系。
过程与方法:
1、通过与前面知识的结合,理解电势能与静电力做功的关系;
2、培养对知识的类比能力,以及对问题的分析、推理能力。
情感态度与价值观:
培养学生学会分析和处理电场问题的一般方法。
教学重点:
理解掌握电势能的概念及意义。
教学难点:
掌握电势能与做功的关系,并能用此解决相关问题。
教学过程
一.课前导学
复习引入:
1.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。
2.复习功和能量的关系:如图所示从静电场中静电力做功使试探电荷获得动能入手,提出问题:是什么转化为试探电荷的动能。
二、质疑讨论
质疑讨论1:静电力做功有什么特点?
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。
结果都一样即:W=qELAM =qELABcos
与重力做功类比,引出结论:静电力做的功只与电荷的起始位置和终点位置有关,与电荷经过的路径无关。
拓展:该特点对于非匀强电场中也是成立的。
质疑讨论2:力做功只与物体位置有关,而与运动路径无关的事例在物理中有哪些呢?属于什么能?
(移动物体时重力做的功与路径无关,同一物体在地面附近的同一位置才具有确定的重力势能。)
质疑讨论3:静电力做功也与路径无关,是否隶属势能?我们可以给它一个物理名称吗?
电势能:由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关,电荷在电场中也具有势能,这种势能我们叫做电势能。电势能用Ep表示。
质疑讨论4:静电力做功与电势能变化有什么样的关系?
通过知识的类比,让学生能从中感受到新知识的得出也可以通过已有获取。
静电力做的功等于电势能增量的负值。
功是能量变化的量度。
电场力做多少功,电势能就变化多少,在只受电场力作用下,电势能与动能相互转化,而他们总量保持不变。
WAB=-(EpB-EpA)=EpA-EP
质疑讨论5:如何求电荷在某点处具有的电势能
问题讨论:在上面讨论的问题中,请分析求出A点的电势能为多少?
学生思考后无法直接求出,不妨就此激励学生,并提出类比方法。
类比分析:如何求出A点的重力势能呢?进而联系到电势能的求法。
则 EpA=WAB (以B为电势能零点)
电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该点移动到零势能位置撕所做的功。
零势能面的选择
通常把电荷离场源电荷无限远处的电势能规定为零,或把电荷在大地表面上的电势能规定为零。
三、反馈矫正
例1、将带电量为6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点,克服电场力做了3×10-5J的功,再从B移到C,电场力做了1.2×10-5J的功,则
(1)电荷从A移到B,再从B移到C的过程中电势能共改变了多少?
(2)如果规定A点的电势能为零,则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少?
(3)如果规定B点的电势能为零,则该电荷在A点和C点的电势能又分别为多少?
例2、一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时,电场力做了5×10-6J的功,那么 ( )
A.电荷在B处时将具有5×10-6J 的电势能 B.电荷在B处将具有5×10-6J 的动能
C.电荷的电势能减少了5×10-6J D.电荷的动能增加了5×10-6J
例3、如图1所示,a、b为某电场线上的两点,那么以下的结论正确的是 ( )
A.把正电荷从a移到b,电场力做正功,电荷的电势能减少
B.把正电荷从a移到b,电场力做负功,电荷的电势能增加
C.把负电荷从a移到b,电场力做正功,电荷的电势能减少
D.把负电荷从a移到b,电场力做负功,电荷的电势能增加
四、巩固迁移
《一课三练》P11 4、10、13
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