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1、
最新魯科版選修 (3-1)第一節(jié)《電場力做功與電勢能》教案 1
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)的實際問題 ,增強(qiáng)科學(xué)探究
的價值觀。
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)
2、
教學(xué)手段 :
多媒體課件
教學(xué)過程:
(一)引入新課
電荷間的相互作用力是通過電場發(fā)生的 ,地球?qū)ξ矬w產(chǎn)生重力也不需物體與地球接觸 ,這個力
又是通過什么發(fā)生的呢?
重力場。
重力場對處于其中的物體都要產(chǎn)生重力的作用 ,電場在這一點(diǎn)上與重力場相似 ,其實電場與重力場相似的地方還很多 ,這節(jié)課通過對比的方法來從能量的角度來進(jìn)一步研究電場。
(二)進(jìn)行新課
一、電場力做功與路徑無關(guān)
師:物體在重力場中受到重力作用 ,重力對物體做功與 無關(guān) , 有關(guān)。
電荷在電場中受到電場力作用 ,電場力做功是不是也是這樣呢?
1.分析電荷
3、在勻強(qiáng)電場電場力做功的情況。
2.過度到非勻強(qiáng)電場。
二、電勢能
1.電勢能
師:物體在重力場中由于受到重力作用而具有一種勢能 ,物理上把這種勢能叫重力勢能 ,與此
相同 ,電荷在電場中由于受到電場力的作用也具有一種勢能 ,物理上把這種勢能叫電勢能。
2.電勢能的確定
師:電荷在電場中某點(diǎn)具有的電勢能如何確定呢?我們先來回顧一下重力場中重力勢能是
的確定。
師:重力勢能等于什么?
生:等于重力與物體相對于零勢能面的高度乘積。
師:請同學(xué)們看看物體分別在圖中 A 、 C 兩點(diǎn)的重力勢能與物體分別由 A 點(diǎn)運(yùn)動到 B 和由
C
4、 點(diǎn)移動到 B 重力所做的功關(guān)系?(以 B 點(diǎn)為零勢能點(diǎn))
生:物體分別在圖中 A 、C 兩點(diǎn)的重力勢能等于物體分別由 A 、 C 兩點(diǎn)移動到零勢能點(diǎn) B
的過程中重力所做的功。
師:物體在重力場中某點(diǎn)具有的重力勢能 ,等于把物體由該點(diǎn)移動到零勢能點(diǎn)(參考點(diǎn))的
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過程中重力對物體所做的功。
師:與重力場相似 ,電荷在電場中某點(diǎn)具有的電勢能等于把電荷從該點(diǎn)移動到參考點(diǎn)的過程中電場力所做的功。
A
EPA=WAB=mgH1,E P
H1
E
=W=-mgH
5、
CCB2
(以 B 點(diǎn)這零
B
A
B
C
勢能點(diǎn))
+q
H 2
d
d2
1
C
EPA=WAB=Eqd1,E PC=WCB=-Eqd2
(以 B 點(diǎn)這零勢能點(diǎn))
地面
3.電勢能是標(biāo)量。
師:從上面例子看到電勢有正、負(fù) ,正、負(fù)是不是表示電勢能的方向呢?
生:
師:電勢能是標(biāo)量 ,正、負(fù)號不表示方向 ,表示的是電勢能的大小 ,一個電場中不同地方放入同一電荷 ,正電勢能 .>零電勢能 >負(fù)電勢能。 如 EPA>EPB>
6、EPC。
4. 電勢能是電場和放入電場中的電荷共有。
師:在重力場中 , 重力勢能是物體單獨(dú)具有還物體與地球共有?
生:平時的說法上 , 說物體具有多少重力勢能 , 其實是物體與地球共有多少重力勢能。
師:與此相似 , 電勢能是電場和放入電場中的電荷共有 , 但習(xí)慣上只說電荷具有。
5. 電勢能的變化與電場力做功的關(guān)系:
師:重力勢能變化與重力做功的對應(yīng)關(guān)系是怎樣的?生:
師:同樣 , 電場力做正功 , 電勢能減少 , 減少的電勢能等于電場力對電荷所做的功;電場力做
負(fù)功 , 電勢能增加 , 增加的電勢能等于電荷克服電場力所做的功。如 ,A
7、→ B, Ep 減 =WAB; C→B, Ep 增 =∣WCB∣
6. 電勢能是相對的 , 與零勢能點(diǎn)的先取有關(guān) , 但電勢能變化是絕對的 , 與零勢能點(diǎn)的先取無
關(guān)。
師:重力勢能與零勢能點(diǎn)的選取是否有關(guān)?重力勢能的變化呢?
生:
師:與重力勢能相同 , 電勢能與零勢能點(diǎn)的選取有關(guān) , 但電勢能的變化與零勢能點(diǎn)的選取無關(guān)。即 , 電勢能是相對的 , 與零勢能點(diǎn)的先取有關(guān) , 但電勢能變化是絕對的 , 與零勢能點(diǎn)的先取無關(guān)。如 , 選 C 為零勢能點(diǎn) ,E PA=WAC=Eq(d 1+d2), 但 A→ B, Ep 減 =WAB;
7. 零勢能
8、點(diǎn)的先取。
師:零勢能點(diǎn)的選取是任意的 , 對于點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場 , 一般選無窮遠(yuǎn)處為零勢能點(diǎn)。在某
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些實際問題中 , 通常選取大地為零勢能點(diǎn)。
三、課堂鞏固練習(xí)
q=- 310 -6 C的點(diǎn)電荷 , 從電場中的 A 點(diǎn)移到 B 點(diǎn)時 , 克服電場力做功6
1、有一帶電量
10-4 J, 從 B 點(diǎn)移到 C 點(diǎn)時電場力做功
910 -4J. 問:(1)以
B 為零勢能點(diǎn) , 電荷在 A 點(diǎn)時的
電勢能 EPA1= - 6
9、 10 -4
J, (2)如選取 C 點(diǎn)的電勢能為零 , 則電荷在 A 點(diǎn)時的電勢能
EPA2=
310-4
J
B
2. 如圖所示電場中 , 將正電荷 +q 從 A 點(diǎn)移動到 B 點(diǎn) , 電勢能
,
A
從 B 點(diǎn)移到 A, 電勢能,
若電荷是 -q 呢?
3. 讓兩個帶同種電荷的小不球靠近
, 電勢能
,讓它們遠(yuǎn)離 ,
A
電勢能
;
若兩小球帶異種電荷呢?
4. 如圖 1-4
10、-5
甲是等量異種點(diǎn)電荷的電場線
, 乙是等量同號點(diǎn)電荷的電場線。
AOB是兩
點(diǎn)電荷的連線的垂直平分線
,O 是連線的中點(diǎn)。(
1)在
A
A
甲圖中 , 把單位正試探電荷從
O 點(diǎn)沿 OA 移動到無限遠(yuǎn)
處 , 電場力是否做功?電勢能是否變化?怎樣變化?
O
O
(2)在乙圖中 , 把單位正試探電荷從
O 點(diǎn)沿 OA移動到
無限遠(yuǎn)處 , 電場力是否做功?電勢能是否變化?怎樣變
化
?
B
B
11、
圖 1-4-5
四、課外思考題
甲
乙
12. 如圖所示的電場中 , 把點(diǎn)電荷 +q 從 A 移動到無限遠(yuǎn)處 , 電場力做功為 W1;把
點(diǎn)電荷 +2q 從 A 移動到無限遠(yuǎn)處 , 電場力做功為 W2;把點(diǎn)電荷 +nq 從 A 移動到無
A
限遠(yuǎn)處 , 電場力做功為 W;求( 1) W: W: W等于多少?( 2)+q,+2q,+nq
在 A
n
12
n
點(diǎn)的電勢能 EP?。?EP2:EPn 又是多少?( 3)由此可見 , 不同電荷在電場中同一點(diǎn)
的電勢能與電荷的帶電量比值有怎樣的關(guān)系?(
4)若是把上述電荷從無窮遠(yuǎn)
處移到 B 點(diǎn), 電勢能與電荷的帶電量比值還滿足相同的關(guān)系嗎?比值與移到
A
點(diǎn)的比值相同嗎?
作業(yè)
1. 課本練習(xí)。
2. 名師一號。
教學(xué)反思:多舉一些例子 , 鞏固電場力做功與電勢能變化的關(guān)系。
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