电势能和电势93748.doc

一、静电力做功的特点 让试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中沿几条不同路径从A点运动到B点，我们来计算这几种情况下静电力对电荷所做的功。 W＝F|AB|＝qE|AB| W＝F|AB|cosθ＝qE|AB| W＝W1+W2+W3+…… 其中F＝qE|AM| ?。 拓展：该特点对于非匀强电场中也是成立的。 二、电势能 寻找类比点：力做功只与物体位置有关，而与运动路径无关的事例在物理中有哪些呢？属于什么能？ （移动物体时重力做的功与路径无关同一物体在地面附近的同一位置才具有确定的重力势能。） 1．电势能：由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能我们叫做电势能。电势能用Ep表示。 2．讨论：静电力做功与电势能变化的关系 通过知识的类比，让学生能从中感受到新知识的得出也可以通过已有获取。 静电力做的功等于电势能的变化。 功是能量变化的量度。 电场力做多少功，电势能就变化多少，在只受电场力作用下，电势能与动能相互转化，而他们总量保持不变。 WAB＝－（EpB－EpA）＝EpA－EP 正电荷从A运动到B做正功，即有WAB0，则EpAEpB，电势能减少。 ●正电荷顺着电场线的方向其电势能逐渐减少。 负电荷从A运动到B做正功，即有WAB0，则EpAEpB，电势能增加。EPB，电势能增加。 p ●负电荷顺着电场线的方向其电势能逐渐降低。 对此分析得出：电势能为系统所有，与重力势能相类似。 3．求电荷在某点处具有的电势能 类比分析：如何求出A点的重力势能呢？进而联系到电势能的求法。 则 EpA＝WAB （以B为电势能零点） 电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零势能位置撕所做的功。 4．零势能面的选择 通常把电荷离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零。 拓展：求电荷在电场中A、B两点具有的电势能高低。 将电荷由A点移动到B点，根据静电力做功情况判断。 若静电力做功为正功，电势能减少，电荷在A点电势能大于在B点的电势能。反之静电力做负功，电势能增加，电荷在A点电势能小于在B点的电势能 弄清正、负电荷在电场中电势能的不同特点，判断其做功特点再进行判断。 通过对不同内容的拓展，引导学生能通过自己对不同事例的分析，知道对问题考虑的全面性有所了解，同时能正确认识到在分析问题时还应该思考问题的不同侧面，达到对问题的全面解决。提高思维的深度和发散能力，达到对物理学习全面化的探究要求。 三、电势 我们通过静电力的研究认识了电场强度，现在要通过电势能的研究来认识另一个物理量──电势。它同样是表征电场性质的重要物理量度。 通过类比可见，若用左图中的Ep/m，或右图中的Ep/q，它们的值是相同的。 上面讨论的是特殊情况，下面我们来讨论一般情况：（如图） EpA＝qE场Lcosθ 可见，EpA与q成正比，即电势能跟电荷量的比值EpA/q都是相同的。对电场中不同位置，由于L与θ可以不同，所以这个比值一般是不同的。 电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，是由电场中这点的位置决定的，跟试探电荷本身无关。 1．定义：电荷在电场中某一点的电势能与他的电荷量的比值，叫做这一点的电势。用φ表示。 表达式：φ＝Ep/q （与试探电荷无关） 2．电势是标量，它只有大小没有方向，但有正负。 3．单位：伏特（V） 1V＝1J/C 物理意义：电荷量为1C的电荷在该点的电势能是1J，则该点的电势就是1V。 如何来判断电势的高低呢？ 根据静电力做功的正负，判断电势能的变化，进而判定电势的高低。现通过具体情景来进行分析。 4．电场线指向电势降低的方向。 电势顺线降低；顺着电场线方向，电势越来越低。 与电势能相似，我们知道Ep有零势能面，因此电势也具有相对性。 5．零电势位置的规定：电场中某一点的电势的数值与零电势的选择有关，即电势的数值决定于零电势的选择。因此电势有正负之分，是由于其零电势的选择决定。 通常以大地或无穷远默认为零。 与零电势能的位置规定是否有相似之处呢？ 与知识进行类比，从前面的结论中领会到知识的相通性，能对知识进行类比应用。 四、等势面 1．等势面：电场中电势相同的各点构成的面。 2．等势面与电场线的关系 ⑴在同一等势面上各点电势相等，所以在同一等势面上移动电荷，静电力不做功。 WAB＝EpA－EPb＝qφA－qφB＝0 ⑵电场线跟等势面一定垂直，即跟电场强度的方向垂直。 而沿着电场线的方向，电势越来越低。 归纳总结可得出：电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。 若两个相邻的等势面间的电势之差是相等的，则能得到书上图1．4－5的图形。观看图形或挂图，结合电场线的特点，可得出结论。 ⑶等势面越密，电场强度越大。 ⑷等势面不相交、不相切。 3．应