高中物理《電場力做功與電勢能》教案3 魯科版選修3-1（通用）

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1、課 題 §2.1電場力做功與電勢能 課 型 新授課(課時(shí)） 教 學(xué) 目 標(biāo) （一） 知識與技能 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。 （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 （三）情感態(tài)度與價(jià)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(jià)值觀。 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn) 重點(diǎn)：理解掌握電勢能概念及意義。 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) 方 法 探究、講授、討論、練習(xí) 教 學(xué) 手 段 多媒體課件 教 學(xué) 活 動(dòng) 教學(xué)過

2、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(dòng)能入手，提出問題：是什么能轉(zhuǎn)化為試探電荷的動(dòng)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(dòng)到B電場力做功的情況。 （1） q沿直線從A到B （2） q沿折線從A到M、再從M到B （3） 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(dòng)電荷所做的功，只與

3、始末兩點(diǎn)的位置有關(guān)，而與電荷的運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān)。 與重力做功類比，引出： 2．電勢能 （1） 電勢能：由于移動(dòng)電荷時(shí)靜電力做功與移動(dòng)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。 （2） 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(dòng)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

4、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：（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

5、能，等于靜電力把它從該點(diǎn)移動(dòng)到零電勢能位置時(shí)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： 【例】如圖所示，光滑絕緣細(xì)桿豎直放置，細(xì)桿右側(cè)距桿0.3m處有一固定的點(diǎn)電荷Q，A、B是細(xì)桿上的兩點(diǎn)，點(diǎn)A與Q、點(diǎn)B與的連線與桿的夾角均為=37°。一中間有小孔的帶電小球穿在絕緣細(xì)桿上滑下，通過A 點(diǎn)時(shí)加速度為零，速度為3m/s，取g=10m/s2，求小球下落到B點(diǎn)時(shí)的加速度和速度的大小。 【解析】求小球至B的加速度，從受力分析出發(fā)，探求小球在A、B兩點(diǎn)的受力情況，從而確定加速度的關(guān)系。 在A處，小球受力如圖所示，由題意可知： K·……⑴ 在B處，小球受力如圖所示，由題意可

6、知： K·……⑵ 由⑴、⑵得a=2g=20m/s2 小球從A到B受到的合力為變力，故不宜用牛頓定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解，抓住A、B處在等勢面上由A到B電場力做功為零這個(gè)特點(diǎn)，用動(dòng)能定理求解。 mghAB= 解得vB=5m/s 學(xué) 生 活 動(dòng) 作 業(yè) 課后作業(yè)P29 1-3 板 書 設(shè) 計(jì) 一、靜電力做功的特點(diǎn)： 與路徑無關(guān)，只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān) 二、電勢能：電荷在電場中具有的勢能 1、靜電力做的功等于電勢能的減少量： WAB=EPA-EPB 靜電力做正功，電勢能減少 靜電力做負(fù)功，電勢能增加 2、電荷在某點(diǎn)的電勢能，等于靜電力把它從該點(diǎn)移動(dòng)到零勢能位置時(shí)所做的功 3、電勢能是相對的，須建立零勢能參考面。 電勢能有正負(fù)之分，負(fù)值表示比零還要小