電勢能電勢物理教案
時間:2022-04-07 08:33:00
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(一)知識與技能
1、理解靜電力做功的特點(diǎn)、電勢能的概念、電勢能與電場力做功的關(guān)系。
2、理解電勢的概念,知道電勢是描述電場的能的性質(zhì)的物理量。明確電勢能、電勢、靜電力的功、電勢能的關(guān)系。了解電勢與電場線的關(guān)系,了解等勢面的意義及與電場線的關(guān)系。
(二)過程與方法
通過與前面知識的結(jié)合,理解電勢能與靜電力做的功的關(guān)系,從而更好的了解電勢能和電勢的概念。
(三)情感態(tài)度與價值觀
嘗試運(yùn)用物理原理和研究方法解決一些與生產(chǎn)和生活相關(guān)的實(shí)際問題,增強(qiáng)科學(xué)探究的價值觀。
重點(diǎn):理解掌握電勢能、電勢、等勢面的概念及意義。
難點(diǎn):掌握電勢能與做功的關(guān)系,并能用此解決相關(guān)問題。
教學(xué)過程:
(一)復(fù)習(xí)前面相關(guān)知識
1.靜電力、電場強(qiáng)度概念,指出前面我們從力的性質(zhì)研究電場,從本節(jié)起將從能量的角度研究電場。
2.復(fù)習(xí)功和能量的關(guān)系。
從靜電力做功使試探電荷獲得動能入手,提出問題:是什么能轉(zhuǎn)化為試探電荷的動能?引入新課。
(二)進(jìn)行新課
1.靜電力做功的特點(diǎn)
結(jié)合課本圖1。4-1(右圖)分析試探電荷q在場強(qiáng)為E的均強(qiáng)電場中沿不同路徑從A運(yùn)動到B電場力做功的情況。
q沿直線從A到B
q沿折線從A到M、再從M到B
q沿任意曲線線A到B
結(jié)果都一樣即:W=qELAM=qELABcos
【結(jié)論】:在任何電場中,靜電力移動電荷所做的功,只與始末兩點(diǎn)的位置有關(guān),而與電荷的運(yùn)動路徑無關(guān)。
與重力做功類比,引出:
2.電勢能
電勢能:由于移動電荷時靜電力做功與移動的路徑無關(guān),電荷在電場中也具有勢能,這種勢能叫做電勢能。
靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系:
靜電力做的功等于電勢能的變化量。寫成式子為:
注意:
①.電場力做正功,電荷的電勢能減小;電場力做負(fù)功,電荷的電勢能增加
②.電場力力做多少功,電勢能就變化多少,在只受電場力作用下,電勢能與動能相互轉(zhuǎn)化,而它們的總量保持不變。
③.在正電荷產(chǎn)生的電場中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢能都為正,負(fù)電荷在任一點(diǎn)具有的電勢能都為負(fù)。在負(fù)電荷產(chǎn)生的電場中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢能都為負(fù),負(fù)電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢能都為正。
④.求電荷在電場中某點(diǎn)具有的電勢能
電荷在電場中某一點(diǎn)A具有的電勢能EP等于將該點(diǎn)電荷由A點(diǎn)移到電勢零點(diǎn)電場力所做的功W的。即EP=W
⑤.求電荷在電場中A、B兩點(diǎn)具有的電勢能高低
將電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)根據(jù)電場力做功情況判斷,電場力做正功,電勢能減小,電荷在A點(diǎn)電勢能大于在B點(diǎn)的電勢能,反之電場力做負(fù)功,電勢能增加,電荷在B點(diǎn)的電勢能小于在B點(diǎn)的電勢能。
⑥電勢能零點(diǎn)的規(guī)定
若要確定電荷在電場中的電勢能,應(yīng)先規(guī)定電場中電勢能的零位置。
關(guān)于電勢能零點(diǎn)的規(guī)定:P19(大地或無窮遠(yuǎn)默認(rèn)為零)
所以:電荷在電場中某點(diǎn)的電勢能,等于靜電力把它從該點(diǎn)移動到零電勢能位置時電場力所有做的功。如上式若取B為電勢能零點(diǎn),則A點(diǎn)的電勢能為:
舉例分析:對圖1。4-1中的各量附與一定的數(shù)值,后讓學(xué)生計(jì)算。(1課時)
3.電勢---表征電場性質(zhì)的重要物理量度
通過研究電荷在電場中電勢能與它的電荷量的比值得出。參閱P20圖1。4--3
(1)定義:電荷在電場中某一點(diǎn)的電勢能與它的電荷量的比值,叫做這一點(diǎn)的電勢。用表示。標(biāo)量,只有大小,沒有方向,但有正負(fù)。
(2)公式:(與試探電荷無關(guān))
(3)單位:伏特(V)
(4)電勢與電場線的關(guān)系:電勢順線降低。(電場線指向電勢降低的方向)
(5)零電勢位置的規(guī)定:電場中某一點(diǎn)的電勢的數(shù)值與零電勢的選擇有關(guān),即電勢的數(shù)值決定于零電勢的選擇.(大地或無窮遠(yuǎn)默認(rèn)為零)
◎讓學(xué)生思考和討論P(yáng)21問題。◎引導(dǎo)學(xué)生分析問題與練習(xí)3、4
4.等勢面
⑴.定義:電場中電勢相等的點(diǎn)構(gòu)成的面
⑵.等勢面的性質(zhì):
①.在同一等勢面上各點(diǎn)電勢相等,所以在同一等勢面上移動電荷,電場力不做功
②.電場線跟等勢面一定垂直,并且由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面。
③.等勢面越密,電場強(qiáng)度越大
④.等勢面不相交,不相切
⑶.等勢面的用途:由等勢面描繪電場線。
⑷.幾種電場的電場線及等勢面
注意:①等量同種電荷連線和中線上
連線上:中點(diǎn)電勢最小
中線上:由中點(diǎn)到無窮遠(yuǎn)電勢逐漸減小,無窮遠(yuǎn)電勢為零。
②等量異種電荷連線上和中線上
連線上:由正電荷到負(fù)電荷電勢逐漸減小。
中線上:各點(diǎn)電勢相等且都等于零。
◎引導(dǎo)學(xué)生分析問題與練習(xí)7。
(三)小結(jié):對本節(jié)內(nèi)容要點(diǎn)進(jìn)行概括。
(四)鞏固新課
1.引導(dǎo)學(xué)生完成問題與練習(xí)其他題目。
2.閱讀教材內(nèi)容
教后記:
1、電勢能、電勢、等勢面都是非常抽象的概念,上課前就準(zhǔn)備用類比法(重力勢能、高度、等高線)幫助學(xué)生理解,在課上取得了一定效果,但時間安排上又出了問題,以后需要兩節(jié)課來解決這些問題。
2、學(xué)生對于電勢和電勢能的相對性的理解有障礙。
對于正電荷、負(fù)電荷在電勢大于0和小于0的地方具有的電勢能關(guān)系判斷不夠嫻熟。