重庆市江北中学:电势能与电势学案
文档属性
| 名称 | 重庆市江北中学:电势能与电势学案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 231.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2011-09-25 19:52:22 | ||
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文档简介
电势能和电势学案
【你要掌握的知识】
1、通过讨论静电力对试探电荷做功，知道静电力做功与路径无关的特点。
2、通过重力场与静电场类比理解电势能、电势、等势面的概念及其意义。
3、掌握静电力做功与电势能变化的关系，应用电势能、电势的有关知识分析解决实际问题。
【知识形成过程】
【复习】
1、功的计算公式： ；
2、重力做功有什么特点： ；
3、重力做功与重力势能的关系： ；
第一课时
一：请阅读教材15页——16页第四段落，回答下列问题：
下图为一向右的匀强电场，场强大小为E，在A点一电荷q(正电)
4、试探电荷沿直线AB到B再沿直线BC到C电场力做的功：
5、试探电荷沿直线AC到C点电场力做的功：
6、试探电荷沿曲线AMC到C点电场力做的功：
7、静电力做功的特点： 有关；
无关。
二：请阅读教材16页第五段——17页第四段落，回答下列问题：
8、物体被举高具有 。电荷在电场中具有 。
9、重力对物体做正功，物体的重力势能 ；电场力对电荷做正功，电荷的电势能
10、重力对物体做 ，物体的重力势能增大；电场力对电荷做 ，电荷的电势能增大
11、静电力做功与电势能的关系（文字描述）：
表达式：
12、电势能定义： 符号： 。
13、电势能单位； 。
14、电荷在电场中某点的电势能等于： 。
15、怎样规定零电势能点，通常 ，
或 。
（有时为了使问题简单可以人为地选择零电势能点，即电荷在电场中某点的电势能的大小与零电势能点的选取有关，但电荷在某两点之间的电势能之差与零电势能点的选取 关）
16、静电力做的功只能决定 的变化量，而不能决定电荷的 数值
17、正电荷顺电场线移动，电场力做 功，电势能 （填“增加”或“减少”）；
正电荷逆电场线移动，电场力做 功，电势能 （填“增加”或“减少”）
18、负电荷顺电场线移动，电场力做 功，电势能 （填“增加”或“减少”）；
负电荷逆电场线移动，电场力做 功，电势能 （填“增加”或“减少”）
19、重力势能和电势能类比
重力场中，重力：地球和物体之间存在的吸引力 电场中，电场力：电荷之间的作用力
有重力就有重力势能Ep= mgh 有电场力就有相应的能，叫电势能EP
Ep由物体和地面间的相对位置决定 EP由电荷间的相对位置决定
重力做功，重力势能改变：重力做正功，重力势能就 重力做负功，重力势能就 电场力作功，电势能改变：电场力做正功，电势能就 电场力做负功，电势能就
W重 = EP1-EP2 W电 = EPA-EPB
20、你认为电荷在电场中某点的电势能是电荷所有的、电场所有的、还是电场和电荷共同所有的？
第二课时
三：请阅读教材17页第五段——18页第六段落，回答下列问题：
21、请你看图二回答以下问题（A、B两点等高点）
（1）以地面为零势能面，球m1在A点的重力势能EP1= ; EP1/m1= .
（2）以地面为零势能面，球m2在B点的重力势能EP2= ; EP2/m2= .
22、请你看图三类推回答以下问题（L为A、B两之间的距离）
（1）以B点为零势能点，电荷q1在A点的电势能EP1= ; EP1/q1= .
（2）以B点为零势能点，电荷q2在A点的电势能EP2= ; EP2/q2= .
23、由21、22分析得：试探电荷在匀强电场中某一点的电势能与试探电荷的电量的比值与试探电荷的电性、电量（即与在该点有无试探电荷） 关 ；
由一般推广：电荷在电场中某一点的电势能Ep与电荷的电量q的比值Ep/q是由电场中这点的 决定的，与电荷本身 关；反映电场 性质。
24、电势的定义： 符号：
定义式： 单位： ，
25、电势是 （填“失量”或“标量”）；其正值表示 ，
其负值表示 。
26、电势具有相对性，电势与零电势点的选取有关一般以
为零电势点。
27、电势高低的判断方法
（1）电场线法，沿着电场线方向电势 。
（2）静电力做功与电势能变化判断
在电场中正电荷运动时，若电场力做正功，电势能 ，电势 （填“增加”或“减少”）
在电场中正电荷运动时，若电场力做负功，电势能 ，电势 （填“增加”或“减少”）
在电场中负电荷运动时，若电场力做正功，电势能 ，电势 （填“增加”或“减少”）
在电场中负电荷运动时，若电场力做负功，电势能 ，电势 （填“增加”或“减少”）
（3）当规定无限远处为零电势，则正电荷产生的电场中各点的电势为 ，则正电荷产生的电场中各点的电势为 （填“正值”或“负值”）
28、高度和电势
重力场中，同一物体在不同位置，重力势能Ep不同。 电场中，同一电荷在电场中的不同位置,电势能EP不同。
不同物体在同一位置，Ep正比于 不同电荷在同一位置，EP正比于
Ep/m = gh，h只与相对位置有关 EP/q 叫做电势 ， 只与相对位置有关
四：请阅读教材18页第七段——19页第四段落，回答下列问题：
29、等势面的定义： （与电场线相似，等势面也是用来形象地描述电场的，客观上不存在）
30、等势面与电场线的关系：
31、在同一电场中，等差等势面（两相邻等势面间的电势差相等）的疏密反映电场的强弱，等势面密处，电场 ；等势面疏处，电场 。
32、几种带电体周围的等势面
请你描述这几种电场等势面和电场线的分布规律
33、在同一等势面上移动电荷时，电场力做功吗
34：请根据上面的学习写出这节内容的框架图。
【课当堂检测】
1、A和B为电场中某条电场线上的点，如图：将q=4×10-9的正电荷从A点移到B点需克服电场力做功5 ×10-7J，则
⑴电场方向由A→B还是B→A？
⑵电荷在哪点时电势能大？大多少？
2、右图中MN为某电场中某一条电场线方向向右，在线上取两点a、b 今将一电荷＋q从a移到b则（ ）
A.该电场一定是匀强电场 B.电场强度一定是Ea＜Eb
C.电荷的电势能Epa＞Epb D. 电荷的电势能Epa＜Epb。
3、如图所示，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，则下列说法正确的是（ ）
A若在C点无初速释放正电荷，电荷向B运动，电势能减小
B若在C点无初速释放正电荷，电荷向B运动，电势能增大
C若在C点无初速释放负电荷，电荷向A运动，电势能增大
D若在C点无初速释放负电荷，电荷向A运动，电势能减小
【课后练习与提高】
1、如图1所示，在点电荷电场中的一条电场线上依次有A、B、C三点，分别把+ q和－ q的试验电荷依次放在三点上，关于它所具有的电势能的正确说法是 ( )
A．放上+q时，它们的电势能EA＞EB＞EC
B．放上+q时，它们的电势能EA＜EB＜EC
C．放上－q时，它们的电势能EA＞EB＞EC
D．放上－q时，它们的电势能EA＜EB＜EC
2、在电场中，A点的电势高于B点的电势，则（ ）
A．把负电荷从A点移到B点，电场力作负功
B．把负电荷从A点移到B点，电场力作正功
C．把正电荷从A点移到B点，电场力作负功
D．把正电荷从A点移到B点，电场力作正功
3、如图2所示，为电场中一条电场线，一个点电荷由静止开始，在电场力作用下，从A点移到B点，下面论述正确的是（ ）
A.A处场强大于B处场强；
B.点电荷在A处电势能大于在B处电势能；
C.点电荷带负电；
D.由A到B点电荷受到电场力越来越小。
4、一个点电荷，从静电场的a点移到b点，其电势能变化为零，则（ ）
A．a、b两点场强一定相等
B.该点电荷一定沿等势面移动
C.作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是垂直的
D.a、b两点的电势一定相等
5、在静电场中，关于场强和电势的说法正确的是（ ）
A．电场强度大的地方电势一定高 B．电势为零的地方场强也一定为零
C．场强为零的地方电势也一定为零 D．场强大小相同的点电势不一定相同
6、若带正电的小球只受电场力的作用，则它在任意一段时间内（ ）
A．一定沿着电场线由高电势向低电势运动
B．一定沿着电场线由低电势向高电势运动
C．不一定沿电场线运动，但一定由高电势向低电势运动
D．不一定沿电场线运动，也不一定由高电势向低电势运动
7、有一电场的电场线如图3所示，场中A、B两点电场强度的大小和电势分别用EA、EB和UA、UB表示，则（ ）
A．EA＞EB UA＞UB B．EA＞EB UA＜UB
C．EA＜EB UA＞UB D．EA＜EB UA＜UB
8、如图4，A、B为两等量异号点电荷，A带正电，B带负电，在A、B连线上有a、b、c三点，其中b为连线的中点，ab＝bc，则（ ）
A．a点与c点的电场强度相同
B．a点与c点的电势相同
C．a、b间电势差与b、c间电势差相等
D．点电荷q沿A、B连线的中垂线移动，电场力不作功
9、在以点电荷为球心、r为半径的球面上各点相同的物理量是（ ）
A．电场强度 B．同一电荷所受电场力 C．电势 D．同一电荷具有的电势能
10、下述说法正确的是（ ）
A．在同一等势面上移动电荷，电场力不作功 B．等势面上各点场强大小一定相等
C．电场中电势高处，电荷的电势能就大 D．电场强度大处，电荷的电势能就大
11、一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点电场力做了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
12、关于等势面下列说法正确的是( )
等势面与电场线处处垂直
同一等势面上的各点场强大小必定相等
电荷所受电场力的方向必和该点等势面垂直，并指向电势升高的方向
电荷从电场中一点移到另一点，电场力没做功，电荷必在同一等势面上移动
13、图5所示，带正电的点电荷固定于Q点，电子在库仑力的作用下，做以Q为焦点的椭圆运动.M、P、N为椭圆上的三点，P点是轨道上离Q点最近的点。电子在从M点经P到达N点的过程中（ ）
A.速率先增大后减小 B.速率先减小后增大
C.电势能先减小后增大 D. 电势能先增大后减小
14、如图8所示，实线为电场线，虚线为等势线，且相邻两等势间的电势差相等，一正电荷在等势线U3上时，具有动能20J，它运动到等势线U1时速度为零，令U2＝0，那么该电荷的电势能为4J时，其动能为_______J．
答案：1AD 2AD 3B 4D 5D 6C 7D 8CD 9CD 10A 11C 12A 13AC 14 22
A
C
B
E
M
图一
h
h
A
B
m1 １11
m2 １11
A
B
E
q1
q2
图三
图二
A
B
A
B
C
图1
A
B
图2
图3
A
B
B
A
a
b
c
图４
P
M
N
Q
图5
【你要掌握的知识】
1、通过讨论静电力对试探电荷做功，知道静电力做功与路径无关的特点。
2、通过重力场与静电场类比理解电势能、电势、等势面的概念及其意义。
3、掌握静电力做功与电势能变化的关系，应用电势能、电势的有关知识分析解决实际问题。
【知识形成过程】
【复习】
1、功的计算公式： ；
2、重力做功有什么特点： ；
3、重力做功与重力势能的关系： ；
第一课时
一：请阅读教材15页——16页第四段落，回答下列问题：
下图为一向右的匀强电场，场强大小为E，在A点一电荷q(正电)
4、试探电荷沿直线AB到B再沿直线BC到C电场力做的功：
5、试探电荷沿直线AC到C点电场力做的功：
6、试探电荷沿曲线AMC到C点电场力做的功：
7、静电力做功的特点： 有关；
无关。
二：请阅读教材16页第五段——17页第四段落，回答下列问题：
8、物体被举高具有 。电荷在电场中具有 。
9、重力对物体做正功，物体的重力势能 ；电场力对电荷做正功，电荷的电势能
10、重力对物体做 ，物体的重力势能增大；电场力对电荷做 ，电荷的电势能增大
11、静电力做功与电势能的关系（文字描述）：
表达式：
12、电势能定义： 符号： 。
13、电势能单位； 。
14、电荷在电场中某点的电势能等于： 。
15、怎样规定零电势能点，通常 ，
或 。
（有时为了使问题简单可以人为地选择零电势能点，即电荷在电场中某点的电势能的大小与零电势能点的选取有关，但电荷在某两点之间的电势能之差与零电势能点的选取 关）
16、静电力做的功只能决定 的变化量，而不能决定电荷的 数值
17、正电荷顺电场线移动，电场力做 功，电势能 （填“增加”或“减少”）；
正电荷逆电场线移动，电场力做 功，电势能 （填“增加”或“减少”）
18、负电荷顺电场线移动，电场力做 功，电势能 （填“增加”或“减少”）；
负电荷逆电场线移动，电场力做 功，电势能 （填“增加”或“减少”）
19、重力势能和电势能类比
重力场中，重力：地球和物体之间存在的吸引力 电场中，电场力：电荷之间的作用力
有重力就有重力势能Ep= mgh 有电场力就有相应的能，叫电势能EP
Ep由物体和地面间的相对位置决定 EP由电荷间的相对位置决定
重力做功，重力势能改变：重力做正功，重力势能就 重力做负功，重力势能就 电场力作功，电势能改变：电场力做正功，电势能就 电场力做负功，电势能就
W重 = EP1-EP2 W电 = EPA-EPB
20、你认为电荷在电场中某点的电势能是电荷所有的、电场所有的、还是电场和电荷共同所有的？
第二课时
三：请阅读教材17页第五段——18页第六段落，回答下列问题：
21、请你看图二回答以下问题（A、B两点等高点）
（1）以地面为零势能面，球m1在A点的重力势能EP1= ; EP1/m1= .
（2）以地面为零势能面，球m2在B点的重力势能EP2= ; EP2/m2= .
22、请你看图三类推回答以下问题（L为A、B两之间的距离）
（1）以B点为零势能点，电荷q1在A点的电势能EP1= ; EP1/q1= .
（2）以B点为零势能点，电荷q2在A点的电势能EP2= ; EP2/q2= .
23、由21、22分析得：试探电荷在匀强电场中某一点的电势能与试探电荷的电量的比值与试探电荷的电性、电量（即与在该点有无试探电荷） 关 ；
由一般推广：电荷在电场中某一点的电势能Ep与电荷的电量q的比值Ep/q是由电场中这点的 决定的，与电荷本身 关；反映电场 性质。
24、电势的定义： 符号：
定义式： 单位： ，
25、电势是 （填“失量”或“标量”）；其正值表示 ，
其负值表示 。
26、电势具有相对性，电势与零电势点的选取有关一般以
为零电势点。
27、电势高低的判断方法
（1）电场线法，沿着电场线方向电势 。
（2）静电力做功与电势能变化判断
在电场中正电荷运动时，若电场力做正功，电势能 ，电势 （填“增加”或“减少”）
在电场中正电荷运动时，若电场力做负功，电势能 ，电势 （填“增加”或“减少”）
在电场中负电荷运动时，若电场力做正功，电势能 ，电势 （填“增加”或“减少”）
在电场中负电荷运动时，若电场力做负功，电势能 ，电势 （填“增加”或“减少”）
（3）当规定无限远处为零电势，则正电荷产生的电场中各点的电势为 ，则正电荷产生的电场中各点的电势为 （填“正值”或“负值”）
28、高度和电势
重力场中，同一物体在不同位置，重力势能Ep不同。 电场中，同一电荷在电场中的不同位置,电势能EP不同。
不同物体在同一位置，Ep正比于 不同电荷在同一位置，EP正比于
Ep/m = gh，h只与相对位置有关 EP/q 叫做电势 ， 只与相对位置有关
四：请阅读教材18页第七段——19页第四段落，回答下列问题：
29、等势面的定义： （与电场线相似，等势面也是用来形象地描述电场的，客观上不存在）
30、等势面与电场线的关系：
31、在同一电场中，等差等势面（两相邻等势面间的电势差相等）的疏密反映电场的强弱，等势面密处，电场 ；等势面疏处，电场 。
32、几种带电体周围的等势面
请你描述这几种电场等势面和电场线的分布规律
33、在同一等势面上移动电荷时，电场力做功吗
34：请根据上面的学习写出这节内容的框架图。
【课当堂检测】
1、A和B为电场中某条电场线上的点，如图：将q=4×10-9的正电荷从A点移到B点需克服电场力做功5 ×10-7J，则
⑴电场方向由A→B还是B→A？
⑵电荷在哪点时电势能大？大多少？
2、右图中MN为某电场中某一条电场线方向向右，在线上取两点a、b 今将一电荷＋q从a移到b则（ ）
A.该电场一定是匀强电场 B.电场强度一定是Ea＜Eb
C.电荷的电势能Epa＞Epb D. 电荷的电势能Epa＜Epb。
3、如图所示，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，则下列说法正确的是（ ）
A若在C点无初速释放正电荷，电荷向B运动，电势能减小
B若在C点无初速释放正电荷，电荷向B运动，电势能增大
C若在C点无初速释放负电荷，电荷向A运动，电势能增大
D若在C点无初速释放负电荷，电荷向A运动，电势能减小
【课后练习与提高】
1、如图1所示，在点电荷电场中的一条电场线上依次有A、B、C三点，分别把+ q和－ q的试验电荷依次放在三点上，关于它所具有的电势能的正确说法是 ( )
A．放上+q时，它们的电势能EA＞EB＞EC
B．放上+q时，它们的电势能EA＜EB＜EC
C．放上－q时，它们的电势能EA＞EB＞EC
D．放上－q时，它们的电势能EA＜EB＜EC
2、在电场中，A点的电势高于B点的电势，则（ ）
A．把负电荷从A点移到B点，电场力作负功
B．把负电荷从A点移到B点，电场力作正功
C．把正电荷从A点移到B点，电场力作负功
D．把正电荷从A点移到B点，电场力作正功
3、如图2所示，为电场中一条电场线，一个点电荷由静止开始，在电场力作用下，从A点移到B点，下面论述正确的是（ ）
A.A处场强大于B处场强；
B.点电荷在A处电势能大于在B处电势能；
C.点电荷带负电；
D.由A到B点电荷受到电场力越来越小。
4、一个点电荷，从静电场的a点移到b点，其电势能变化为零，则（ ）
A．a、b两点场强一定相等
B.该点电荷一定沿等势面移动
C.作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是垂直的
D.a、b两点的电势一定相等
5、在静电场中，关于场强和电势的说法正确的是（ ）
A．电场强度大的地方电势一定高 B．电势为零的地方场强也一定为零
C．场强为零的地方电势也一定为零 D．场强大小相同的点电势不一定相同
6、若带正电的小球只受电场力的作用，则它在任意一段时间内（ ）
A．一定沿着电场线由高电势向低电势运动
B．一定沿着电场线由低电势向高电势运动
C．不一定沿电场线运动，但一定由高电势向低电势运动
D．不一定沿电场线运动，也不一定由高电势向低电势运动
7、有一电场的电场线如图3所示，场中A、B两点电场强度的大小和电势分别用EA、EB和UA、UB表示，则（ ）
A．EA＞EB UA＞UB B．EA＞EB UA＜UB
C．EA＜EB UA＞UB D．EA＜EB UA＜UB
8、如图4，A、B为两等量异号点电荷，A带正电，B带负电，在A、B连线上有a、b、c三点，其中b为连线的中点，ab＝bc，则（ ）
A．a点与c点的电场强度相同
B．a点与c点的电势相同
C．a、b间电势差与b、c间电势差相等
D．点电荷q沿A、B连线的中垂线移动，电场力不作功
9、在以点电荷为球心、r为半径的球面上各点相同的物理量是（ ）
A．电场强度 B．同一电荷所受电场力 C．电势 D．同一电荷具有的电势能
10、下述说法正确的是（ ）
A．在同一等势面上移动电荷，电场力不作功 B．等势面上各点场强大小一定相等
C．电场中电势高处，电荷的电势能就大 D．电场强度大处，电荷的电势能就大
11、一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点电场力做了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
12、关于等势面下列说法正确的是( )
等势面与电场线处处垂直
同一等势面上的各点场强大小必定相等
电荷所受电场力的方向必和该点等势面垂直，并指向电势升高的方向
电荷从电场中一点移到另一点，电场力没做功，电荷必在同一等势面上移动
13、图5所示，带正电的点电荷固定于Q点，电子在库仑力的作用下，做以Q为焦点的椭圆运动.M、P、N为椭圆上的三点，P点是轨道上离Q点最近的点。电子在从M点经P到达N点的过程中（ ）
A.速率先增大后减小 B.速率先减小后增大
C.电势能先减小后增大 D. 电势能先增大后减小
14、如图8所示，实线为电场线，虚线为等势线，且相邻两等势间的电势差相等，一正电荷在等势线U3上时，具有动能20J，它运动到等势线U1时速度为零，令U2＝0，那么该电荷的电势能为4J时，其动能为_______J．
答案：1AD 2AD 3B 4D 5D 6C 7D 8CD 9CD 10A 11C 12A 13AC 14 22
A
C
B
E
M
图一
h
h
A
B
m1 １11
m2 １11
A
B
E
q1
q2
图三
图二
A
B
A
B
C
图1
A
B
图2
图3
A
B
B
A
a
b
c
图４
P
M
N
Q
图5