聊城三中
高二物理选修3-2导学案
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《电势能和电势》评测练习
达标1将一带电量为-q的检验电荷从无限远处移到电场中的A点，该过程中电场力做功为W，则检验电荷在A点的电势能及电场中A点的电势为(
)
达标2（多选）如图是某电场中的一条直电场线，一电子(重力不计)从a点由静止释放，它将沿直线向b点运动，则可判断
(
)
A.该电场一定是匀强电场
B.场强EaC.电子的电势能Epa>EPb
D.电势φa<φb
达标3
下列关于电场中场强与电势能、电势的关系说法正确的是(
)
A.电荷在电势高处电势能也一定大
B.场强越大的地方电势一定越高
C.场强为零的地方电势必为零
D.电势为零的地方场强可以不为零
第3页
第4页课题
电势能和电势
☆教材分析
本节内容为物理选修3－1中第一章静电场中第四节的教学内容，它处在电场强度之后，位于电势差之前，起到承上启下的作用。它是课程教学中利用物理思维方法较多的一堂课，尤其是用类比的方法达到对新知识的探究，同时让学生就具体的物理知识迁移埋下思维铺垫。?
教材从电场对电荷做功的角度出发，推知在匀强电场中电场力做功与移动电荷的路径无关。进而指出这个结论对非匀强电场也是适用的，并与重力势能类比，说明电荷在电场中也是具有电势能。电场力做功的过程就是电势能的变化量，而不能决定电荷在电场中某点的电势能的数值，因此有必要规定电势能零点。对学生能力的提高和对知识的迁移、灵活运用给予了思维上的指导作用。
☆学情分析
在新一轮的课改中，《静电场》安排在了高一下学期学习，学生在学习《电势能和电势》之前学习了电场及电场强度等内容，认识了电场强度是电场本身的性质，与放入的试探电荷无关，同时也对点电荷的电场分布，匀强电场有了初步的认识。在上一章学生们学习了重力做功的特点以及重力势能的变化和重力做功的关系，通过类比重力做功的特点研究电场力做功的特点；通过类比重力做功与重力势能的变化关系，使学生学习电场力做功与电势能的变化关系更容易接受，同时类比电场强度的概念也有利于学生理解电势的概念，并能够知道电势是描述电场本身的能的性质，与试探电荷无关。本节课通过类比学习，让学生轻松理解电势能和电势的概念，并能运用概念掌握电势能和电势高低的判断。
☆教学目标
知识与技能：
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，会判断电势能和电势的高低；
过程与方法：
通过类比重力做功的特点、重力做功与重力势能变化的关系，掌握静电力做功的特点和静电力做功与电势能间的关系，从而培养学生对知识的类比能力，以及对问题的分析、推理归纳能力；
情感、态度与价值观：
尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产、生活相关的实际问题，增强科学探究的价值观。利用知识类比和迁移激发学生学习兴趣，培养学生灵活运用知识和对科学的求知欲。
☆教学重点和难点
教学重点：电势能和电势
教学难点：判断电势能和电势的高低
教学流程图
☆教学过程
教学环节
教师活动
预设学生行为
设计意图
一、展示学习目标(30秒)
展示考纲要求、学习目标、重难点、内容索引
大声朗读本节课考纲要求、学习目标
利用多媒体展示这节课的目标和要求，让学生有目的地进行学习，做到有的放矢。
二、知识回顾
(3分钟)
思考：重力做功的特点？
重力做功与重力势能变化的关系？
零势能面？
从提出问题，让学生回顾已学知识，同时为本节课的复习创设情境。
三、新授
(30分钟)
情景1：试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中；
（1）沿直线从A移动到B，静电力做的功为多少？
让学生体会到分析的过程。
总结静电力做功的特点
（2）若q沿折线AMB从A点移动到B点，静电力做的功为多少？
让学生尝试自己归纳总结，形成思路方法
知识总结1：
思考：静电力做功的特点？
这与什么力做功像似呢？
该结论对于非匀强电场也适用。
静电力做功的特点：
与电荷经过的路径无关
与电场中的初、末位置有关
让学生归纳总结做功特点
知识应用1
电场力做功与路径无关
强化学生对静电力做功特点的理解
情景2：
情景2：静止的点电荷放在电场中，在电场力的作用下加速运动，动能增加，是哪种能转化为了动能？
从能力转化和守恒的角度让学生认识电势能
类比重力势能得出电势能的概念
通过类比得出电势能的概念及静电力做功与电势能变化的关系
静电力做功与重力做功的不同
让学生知道两种电荷做功的不同：移动正电荷与移动负电荷，电
荷的电势能的增减是相反的
思考2
思考：
(1)如何求某一点的重力势能？(2)如何求某一点的电势能呢？
WAB＝EpA－EpB
若EpB=0则EpA=WAB
A点重力势能等于从A点移动到零势能面时重力做的功
总结:电荷在某点的电势能,等于把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功.
知识应用2
静电力做正功电势能减小
静电力做负功电势能增加
会判断电荷在电场中的运动、做功及电势能变化
情景3：
(1)电荷量为q的试探电荷在A点的电势能为多少？
(2)电荷量为2q的试探电荷在A点的电势能为多少？
让学生联系电势能的概念计算电荷在电场中的电势能，并得出电势能大小除与电场有关还与试探电荷电荷量有关
知识总结3：
学习总结电势的概念及其物理意义
知识应用3：
思考：如何判断电势的高低？
总结：
沿着电场线的方向电势逐渐降低.
让学生学会判断电势高低的方法
知识应用总结
让学生总结出判断电势高低的方法
四、当堂达标
小结
作业
《电势能和电势》课后
19页
1~5题
总结
本节课为新授课，限于内容量较大，本节课只讲述了电场力做功的特点、电势能和电势，在知识讲解上注重情境的创设及学生的思考推理，强化知识应用和总结，充分利用对比思想，对比静电力做功与重力做功。
本节课内容量较大，还应该在接下来的课程中强化训练，使学生真正领悟电势能和电势。
1(共21张PPT)
4.
电势能和电势
(1)
第一章 静电场
人教版
高中物理
选修3-1
从能量的角度认识电场
【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，会判断电势能和电势的高低.
【重点难点】
电势能与电势的高低
功
效
果
能量转化的量度
重力
做功
与路径无关,只与它的初末位置有关
WG
=
mgh
WG与重力势能的关系
重力势能是相对的,规定零势能面势能才有意义
一、静电力做功的特点
导学探究
情景1：试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中；
（1）沿直线从A移动到B，静电力做的功为多少？
（2）若q沿折线AMB从A点移动到B点，静电力做的功为多少？
知识总结
这与什么力做功像似呢？
静电力做功的特点：
与电荷经过的路径无关
与电场中的初、末位置有关
该结论对于非匀强电场也适用.
知识总结
如图所示，在匀强电场中有A、B两点，将一电量为q的正电荷从A点移到B点，第一次沿直线AB移动该电荷，电场力做功为W1；第二次沿路径ACB移动该电荷，电场力做功W2；第三次沿曲线AB移动该电荷，电场力做功为W3，则(
)
A．W1＞W2＞W3
B．W1＜W3＜W2
C．W1=
W2
=
W3
D．W1=
W2＜W3
即学即用
即学即用
C．W1=
W2
=
W3
二、电势能
导学探究
情景2：静止的点电荷放在电场中，在电场力的作用下加速运动，动能增加，是哪种能转化为了动能？
重力做功与路径无关
静电力做功与路径无关
重力势能
电势能
电荷在电场中的能量
物体在重力场中的能量
电势能
动能
A
B
q
+
+
功是能量转化的量度
重力势能减少
重力
重力势能增加
正功
负功
电场力
电势能减少
电场力
电势能增加
重力
知识总结
A
B
q
E
+
移动方向
A
B
q
E
+
移动方向
静电力对电荷做功电势能减少
电荷克服静电力做功电势能增加
A
B
q
+
F
v
A
B
-q
-
F
v
总结：同一电场中，在同样的两点间，移动正电荷与移动负电荷，电
荷的电势能的增减是相反的
由A移动到B的过程中
甲
乙
静电力做正功
静电力做负功
电势能减小
电势能增加
知识总结
知识总结
WAB＝EpA－EpB
思考：(1)如何求某一点的重力势能？
零势能面
(2)如何求某一点的电势能呢？
A点重力势能等于从A点移动到零势能面时重力做的功
若EpB=0，则EpA=WAB
A
B
E
q
A
+
B
EpB=0
EpA=WAB
总结:电荷在某点的电势能,等于把它从这点移动到
时静电力做的功.
零势能位置
通常规定：离场源电荷无限远处、大地表面的电势能为零。
+
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
点无初速度地释放一正电荷，则该正电荷向
B
运动，电势能减少
B.若在
C
点无初速度地释放一正电荷，则该正电荷向
A
运动，电势能增加
C.若在
C
点无初速度地释放一负电荷，则该负电荷向
A
运动，电势能增加
D.若在
C
点无初速度地释放一负电荷，则该负电荷向
B
运动，电势能减少
即学即用
即学即用
即学即用
即学即用
A.若在
C
点无初速度地释放一正电荷，则该正电荷向
B
运动，电势能减少
三、电势
导学探究
情景3：如图所示的匀强电场，场强为E，取O点为零势能点，A点距O点为l，AO连线与电场线的夹角为θ.求：
(1)电荷量为q的试探电荷在A点的电势能为多少？
(2)电荷量为2q的试探电荷在A点的电势能为多少？
电荷量为q的试探电荷在A点的电势能为：
qElcosθ；
电荷量为2q的试探电荷在A点的电势能为：2qElcosθ；
解析：由EPA－EPO＝
E
q
A
+
O
EPO=0
+
l
θ
qElcos
θ，
EPO=0可知
WAO＝
(1)电势
φ＝
，单位为
，符号为
.
(2)电势描述电场能的性质，决定于
本身，与电荷量的大小
.
(3)电势是标量.
(4)通常选取：
或
处电势为零.
伏特
V
大地
无限远
电场
无关
知识总结
思考：电荷量变化时，A点的电场强度变化吗？
用什么量来表示电场的这种”能的性质”
呢？
E
q
A
+
O
EPO=0
+
l
θ
EPA=
qElcosθ
电势:
φ＝
定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值叫做电势
总结：沿着电场线的方向电势逐渐
.
降低
知识总结
思考：如何判断电势的高低？
q
A
+
B
+
正功EP减小,
φ减小
q
A
-
B
-
负功EP增大,
φ减小
q
A
+
B
+
负功EP增大,
φ增大
A
B
正功EP减小,
φ增大
-
-
q
A
B
B
A
电势:
φ＝
q要带本身的正负号
即学即用
在地面上插入一对电极M和N，将两个电极与直流电源相连，大地中形成恒定电流和恒定电场.恒定电场的基本性质与静电场相同，其电场线分布如图所示，P、Q是电场中的两点.下列说法中正确的是( )
A.P点场强比Q点场强大
B.P点电势比Q点电势高
C.P点电子的电势能比Q点电子的电势能大
D.电子沿直线从N到M的过程中所受电场力恒定不变
即学即用
即学即用
B.P点电势比Q点电势高
例题:将一正电荷A从无穷远处移入电场中M点,电势能减少了8.0×10－9J，若将另一等量的负电荷B从无穷远处移入电场中的N点,电势能增加了9.0×10－9J，则下列判断中正确的是( )
A.φM＜φN＜0
B.φN＞φM＞0
C.φN＜φM＜0
D.φM＞φN＞0
C
总结：电势高低的判断方法
①电场线法：沿电场线方向，电势越来越低.
②电势能判断法：由φ＝
知，正电荷，电势能越大，电势越高；
负电荷，电势能越大，电势越低.
达标1
将一带电量为-q的检验电荷从无限远处移到电场中的A点，该过程中电场力做功为W，则检验电荷在A点的电势能及电场中A点的电势分别为(
)
达标2
（多选）如图是某电场中的一条直电场线，一电子(重力不计)从a点由静止释放，它将沿直线向b点运动，则可判断
(
)
A.该电场一定是匀强电场
B.场强EaC.电子的电势能Epa>EPb
D.电势φa<φb
达标3
下列关于电场中场强与电势能、电势的关系说法正确的是(
)
A.电荷在电势高处电势能也一定大
B.场强越大的地方电势一定越高
C.场强为零的地方电势必为零
D.电势为零的地方场强可以不为零
a
b
A
CD
D
1.静电力做功与路径无关；
2.静电力做功与电势能变化的关系WAB＝EpA－EpB.
静电力做正功，电势能减小；静电力做负功，电势能增加.
3.电势描述电场的性质，为标量，沿电场线方向电势逐渐降低.
《电势能和电势》课后
19页
1~5题
