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1.4电势能和电势 （基础课） 主编 许宝光 整理： 许宝光 学习目标 （一）知识与技能 1、理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系。 2、理解电势的概念，知道电势是描述电场的能的性质的物理量。明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。了解电势与电场线的关系，了解等势面的意义及与电场线的关系。 （二）过程与方法 通过与前面知识的结合，理解电势能与静电力做的功的关系，从而更好的了解电势能和电势的概念。 （三）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和生活相关的实际问题，增强科学探究的价值观。 学习方法 类比法 学习内容 静电力做功的特点 电势能 电势 等势面 问题导学（用15分钟阅读以下问题） 问题的提出 我们知道电场对放入其中的电荷有力的作用，在电场中移动电荷时电场力就要做功，同时电荷的位置要变化，电荷具有的能量也会发生变化，那么电场力做的功和电荷能量变化之间有什么关系呢？本节课我们来研究这个问题。 1、静电力做功的特点 推导在匀强电场中移动试探电荷q从A到B静电力所做得功。 （1）q沿直线从A到B （2）q沿折线从A到B （3）q沿任意曲线从A到B（用无数组跟静电力平行和垂直的折线来逼近曲线ANB的方法），可得 问题：通过以上推导过程，可以得出什么结论？ 这个结论虽然是从匀强电场中推导出来的，但是可以证明，同样适用于非匀强电场。 2、电势能 类比重力做功的特点和重力势能的概念，引出电势能的概念。（阅读16页第六段） 类比重力做功与重力势能变化的关系，从“功是能量转化的量度”的角度，引导学生推导出静电力做功与电势能变化的关系: 提出问题：上式能不能确定电荷在电场中某点具有的电势能？为什么？要确定电荷在某点的电势能，应该怎么办？ 分组讨论，思考后回答 如果规定B点的电势能为零，电荷在A点的电势能为多少？ 概括、总结：电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移到零势能位置时所做得功。通常把无限远处或大地的电势能规定为零。 学生阅读教材图1.4-3，了解重力场和引力场中重力或引力做功与电场中静电力做功的差别。 因为电荷有正负，因此同样从A点移到B点静电力做功正负号相反，电荷的电势能的变化也是相反的。 [例1] （用5分钟讨论完成以下问题） 将带电量为6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了3×10-5J的功，再从B移到C，电场力做了1.2×10-5J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点的电势能分别为多少？ 注意： ①．电场力做正功，电荷的电势能减小；电场力做负功，电荷的电势能增加 ②．求电荷在电场中某点具有的电势能 电荷在电场中某一点A具有的电势能EP等于将该点电荷由A点移到电势零点电场力所做的功W的。即EP=W ③．比较电荷在电场中A、B两点具有的电势能高低 将电荷由A点移到B点根据电场力做功情况判断，电场力做正功，电势能减小，电荷在A点电势能大于在B点的电势能，反之电场力做负功，电势能增加，电荷在B点的电势能小于在B点的电势能。 ④．电势能零点的规定 若要确定电荷在电场中的电势能，应先规定电场中电势能的零位置。 关于电势能零点的规定：P17（大地或无穷远默认为零） 所以：电荷在电场中某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零电势能位置时电场力所有做的功。 3、电势（用10分钟阅读以下问题） 回忆：我们是通过对什么的研究来认识电场强度的？电场强度是用什么方法来定义的？ 通过试探电荷在电场中受静电力来认识电场强度的。用静电力和电荷的带电量的比值来定义的。 今天我们再用比值定义的方法研究描述电场性质的另一个物理量——电势。它是描述电场具有能的性质的物理量。 通过阅读P18第一段，推导出匀强电场中某点（如A点）电荷的电势能和其带电荷量的比值的表达式： 讨论：为什么可以把这个比值定义为A点的电势？对于任何电场是否具有普遍性？ 分组讨论，选出代表发表见解。 得出结论，建立起