电势及电势能导学案(终结版).doc

班级： 小组： 姓名 ： 编号： 编写： 审核：高二物理备课组 时间：2013年 09月 09日
§4 电势能和电势
第3周 第 课时，共 2课时 星期

1．知道电场力做功的特点和电势能的概念。
2．知道电场力做功和电势能变化的关系。
3．知道电势的定义方法及其相对性。
4．知道等势面的概念，知道电荷在等势面上移动电场力不做功。

【学习重点】1、电势能，电势的概念。
2、电场力做功与电势能变化的关系。
【学习难点】1、对电势能和电势的理解。

预习学案
1、电场力做功的特点
（1）在匀强电场中移动电荷时， 静电力做的功与电荷的 位置和 位置有关，但与电荷经过的 无关．这个结论对非匀强电场 (填“同样成立”或“不成立”)．
（2）在匀强电场中移动电荷时，静电力做功的大小等于电场力的大小与沿场强方向距离的乘积。
即：|w|=qEd
如何判断电场力做功的正负？

例题：如图所示，在场强为E的水平匀强电场中，一根长为L的绝缘杆两端分别固定着带有电荷量＋q和－q的小球(大小不计)．现让绝缘杆绕中点O逆时针转动α角，则转动中带电小球克服电场力所做的功为________．
2、电势能
（1）电势能：电荷在 中具有的势能叫做电势能．
（2）静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于电势能的 ，用公式表示
WAB＝ ,电场力做正功，电势能 ， 电场力做负功，电势能______．
（3）电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到 位置时所做的功．
（4）电势能是相对的，与零电势能面有关，通常
规定为0.
（5）电势能是标量
3、电势
（1）．概念：电荷在电场中某点的电势能与它的电荷量的
（2）．公式和单位 ：电势的定义公式为 ，单位是 、
(3)．相对性：电势也是相对的，在应用中常取离场源电荷无限远处电势为零，或大地的电势为零．电势可以是正值，也可以是负值，没有方向，因此是 ．
(4)．与电场线关系：沿电场线的方向电势 ．
(5)．该公式中涉及三个物理量φ、Ep、q，在计算时应代入
4、等势面
(1)．等势面：电场中______相同的各点构成的面叫做等势面．在同一个等势面上移动电荷时静电力________．
(2)．等势面的特点：电场线跟__________垂直，并且由电势高的等势面__________电势低的等势面．
（3）．等势面实例：孤立的点电荷电场的等势面是一簇以点电荷位置 ，
匀强电场的等势面是一族 ．
(4)．等差等势面越密的地方电场强度越大
(5)．几种典型的电场的等势面与电场线

探究学案
一、静电力做功的特点
①试探电荷q在匀强电场E中沿直线从A到B，求解静电力做功。
A
B
M
θ

②q沿直线AMB从A到B。其中AM与电场线平行，BM与电场线垂直。求电场力做功。
A
B
M

③q沿任意曲线ANB从A到B，求电场力做功。
A
B
N

④由上面三题你能总结出什么结论？

二、电势能
①前面的学习中我们也曾接触过某个力做功与路径无关，只与初末位置有关，这个力是什么力？

②电势能的定义是什么？表示符号是什么？

③静电力做功与电势能的关系是什么？

④请求解匀强电场E中的+q电荷的电势能。

⑤若以B点为0零势能点，则+q电荷的电势能是多少？

⑥电场中某点电势能大小如何求解？

⑦通常情况下零势能位置如何规定？

⑧以无穷远处为0势能点，则
1、在正点电荷产生的电场中，一正试探电荷在电场中任一位置的电势能是正还是负？一负试探电荷在电场任一位置的电势能是正还是负？

2、在负点电荷产生的电场中，一正试探电荷在电场中任一位置的电势能是正还是负？一负试探电荷在电场任一位置的电势能是正还是负？

⑨如图所示
A
B
甲
A
B
乙

1、甲图中，试探电荷+q在AB两点哪一点的电势能大？-q试探电荷在AB两点哪一点电势能大？

2、乙图中，试探电荷+q在AB两点哪一点的电势能大？-q试探电荷在AB两点哪一点电势能大？

三、电势
①根据势能的特点我们应该知道：电势能是电荷和电场这个系统所共有的。电势能既与电场有关，同时也与试探电荷的电量有关。如果我们用电势能除以试探电荷的电荷量即，那反映的将是一个什么物理量？（类似地，电场力F既与电场有关，同时又与试探电荷的电量有关，用F除以试探电荷电量即消去试探电荷的影响后得到的结果只反映了电场本身性质，即电场强度）

②电势的定义、表达式、单位及标矢性。

③求解匀强电场E中A点的电势。

④若以B点为0零势能点，A点的电势是多少？C点电势多少？ABC三点的电势大小关系如何

⑤如图所示匀强电场的场强为E，AO、OB之间的间隔均为r，以B点为零势能点。
A
O
B

1、一正试探电荷在这三点的电势分别为多少？哪个大？

2、一负试探电荷在这三点的电势分别为多少？哪个大？

⑥请总结沿电场线方向电势如何变化？与试探电荷的正负是否有关？
四、等势面
①试比较图中ABCD四点的电势大小关系。

②什么叫等势面？请指出上图中的等势面。

③如图，如果一个正点电荷+q从A点沿等势面移动到B点，电场力做功多少？电场线与等势面是什么关系？如果是沿着红线从A到B，电场力是否做功？

④了解几种常见电场的等势面。

检测学案
1、如图，解题然后小结：如何根据电场线来判断电场中两点电势的高低？

①M、N是同一电场线上的两点，哪点电势高？
②M、P是同一电场中不在同一电场线上的两点，哪点电势高？
2、以无穷远处的电势为0，请分别把点电荷、所产生的电场中的某一点P的电势及试探电荷、在P点的电势能的特点填在以下表格中。
场源电荷
P点电势
的正负
+q在P点电势能的正负
-q在P点电势能的正负
当P点移至离场源电荷较近位置时
电势变化
+q电势能变化
-q电势能变化
+Q

-Q

3、关于等势面正确的说法是（    　 ）
A．电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功
B．等势面上各点的场强大小相等
C．等势面一定跟电场线垂直
D．两等势面不能相交
4、某电场的等势面如图所示，试画出电场线的大致分布。若单位正电荷q沿任一路径从A点移到B点，静电力做功是多少？说明理由。正电荷q从A移到C点，跟从B点移到C点，静电力所做的功是否相等？说明理由

5、把的试探电荷放在电场中的A点，具有的电势能，求A点的电势。若把的试探电荷放在电场中A点，电荷所具有的电势能是多少？
6、解答以下题目后进行小结：如何根据试探电荷的电势能来判断电场中两点电势的高低？
①+q在A点的电势能比在B点大，AB两点电势高？
②-q在C点的电势能比在D点大，CD两点电势高？
③+q在E点的电势能为负值，-q在F点的电势能为负值，EF两点哪点电势高？

诀窍：可以用来比较电势能大小，q为正，电势大则电势能大；q为负，电势大则电势能小。
7、将带电量为的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了的功，再从B移到C，电场力做了的功，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点的电势能和电势分别为多少？
③如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电势能和电势分别为多少？
8、下列关于静电场的说法中正确的是（ ）
A．在点电荷形成的电场中没有电场强度相同的两点,但有电势相同的两点
B．正电荷在只有电场力的作用下,一定从高电势向低电势处运动
C．电场强度为零处,电势不一定为零,电势为零处电场强度不一定为零
D．初速度为零的正电荷在电场力的作用下不一定沿电场线运动
11、如图所示，在真空中有两个等量的正电荷q1、q2，分别固定于A、B两点，DC为A、B连线的中垂线。现将一正电荷q3由C点沿CD移至无穷远，则在此过程中

A、电势能逐渐减小
B、电势能逐渐增大
C、q3受到的电场力逐渐减小
D、q3受到的电场力先逐渐增大后逐渐减小

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高二年级导学案---------物理