20xx秋高中物理第一章靜電場4電勢能電勢與電勢差導(dǎo)學案教科版選修(已修改)
2025-06-19 13:31 本頁面
【正文】 4 電勢能 電勢與電勢差[學習目標] ，、電勢、電勢差的概念，并能理解等勢面的特點.一、電場力做功的特點[導(dǎo)學探究] 圖1(a)、(b)、(c)分別表示勻強電場(場強為E)中的＋q0電荷沿不同路徑從A到B.圖1(1)計算(a)、(b)、(c)三種情況下電場力做的功分別是多少？(2)通過計算你發(fā)現(xiàn)了什么？答案 (1)(a)中電場力做的功W＝q0Ed.(b)中在線段AC上電場力做的功W1＝q0E|AC|cosθ＝＝0，總功W＝W1＋W2＝q0Ed.(c)中在垂直于電場方向的各線段上電場力不做功，在沿著電場方向的各線段上電場力做功之和為W＝q0Ed.(2)通過計算發(fā)現(xiàn)，在勻強電場中沿不同路徑由A運動到B，電場力做功相同，說明電場力做功與路徑無關(guān)，只與移動電荷的電荷量以及起點和終點的位置有關(guān).[知識梳理]：電場力對某電荷所做的功，與該電荷的電荷量有關(guān)(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)，與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān)(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)，該結(jié)論在任何電場中均成立.，只要初、末位置確定了，移動電荷q做的功就是確定值.[即學即用] 判斷下列說法的正誤.(1)電荷從電場中的A點運動到B點，路徑不同，電場力做功的大小就可能不同.()(2)電荷從電場中的某點開始出發(fā)，運動一段時間后，又回到了該點，則電場力做功為零.(√)(3)正電荷沿著電場線運動，電場力對正電荷做正功，負電荷逆著電場線運動，電場力對負電荷做正功.(√)(4)在勻強電場中，電場力做功與路徑無關(guān)，在非勻強電場中，電場力做功與路徑有關(guān).()二、電勢能[導(dǎo)學探究] (1)物體從高處向低處運動，重力做什么功？物體的重力勢能如何變化？重力做功和物體的重力勢能變化有什么關(guān)系？(2)正電荷順著電場線移動，電場力做什么功？電荷的電勢能如何變化？負電荷順著電場線移動，電場力做什么功？電荷的電勢能如何變化？電勢能的變化與電場力做功有什么關(guān)系？答案 (1)重力做正功 重力勢能減少 WG＝Ep1－Ep2(2)電場力做正功 電勢能減少 電場力做負功 電勢能增加 W電＝Ep1－Ep2[知識梳理]：電荷在靜電場中也具有勢能，這種勢能叫做電勢能，用符號Ep表示.：WAB＝EpA－EpB，即電場力做正功，電勢能減少，電場力做負功，電勢能增加.，等于把它從這點移動到無窮遠位置時靜電力做的功.電勢能零點的規(guī)定：通常把電荷在離場源電荷無限遠處或把電荷在大地表面上的電勢能規(guī)定為零.[即學即用] 判斷下列說法的正誤.(1)電場力做正功，電荷的電勢能減少，電場力做負功，電荷的電勢能增加.(√)(2)正電荷和負電荷沿著電場線運動，電勢能均減少.()(3)確定電荷在某點的電勢能應(yīng)先規(guī)定零勢能點.(√)(4)因電勢能有正負之分，所以電勢能是矢量.()三、電勢與電勢差[導(dǎo)學探究] (1)在圖1中將電荷量分別為q、2q的電荷分別從A點移到B點，兩電荷電勢能的變化是否相同？電勢能的變化與電荷量的比值是否相同？這個比值與電荷量有關(guān)嗎？(2)若取B點為零勢能點，兩電荷在A點的電勢能分別為多大？電勢能與電荷量的比值分別為多大？答案 (1)電勢能的變化EpA－EpB＝WAB＝EqLcosθ與電荷量q成正比，故兩電荷電勢能的變化不同，但電勢能的變化與電荷量的比值＝ELcosθ相同，即－＝定值，與電荷量q無關(guān)，只與A、B兩點位置有關(guān).(2)兩電荷在A點的電勢能EpA分別為qELcosθ、但與電荷量的比值相同，都為ELcosθ.[知識梳理](1)定義：電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量的比值.(2)表達式：φ＝，單位為伏特，符號為V.電場中某點的電勢與檢驗電荷q無關(guān)，取決于電場本身.(3)電勢是標量，只有大小，沒有方向，但有正負之分，電勢為正表示比零電勢高，電勢為負表示比零電勢低.(4)零電勢點選取原則：一般選大地或無窮遠處為零電勢點，只有選取了零電勢點才能確定某點的電勢大小.(5)沿電場線方向，電勢逐漸降低.：電場中兩點電勢的差值.(1)電勢差的計算公式：UAB＝φA－φB，UBA＝φB－φA，UAB＝－UBA.(2)電場力做功與電勢差的關(guān)系：WAB＝qUAB或UAB＝.
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