電勢(shì)能物理的教案

時(shí)間:2022-06-10 10:44:00

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電勢(shì)能物理的教案

(一)知識(shí)與技能

1、理解靜電力做功的特點(diǎn)、電勢(shì)能的概念、電勢(shì)能與電場(chǎng)力做功的關(guān)系。

2、理解電勢(shì)的概念,知道電勢(shì)是描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量。明確電勢(shì)能、電勢(shì)、靜電力的功、電勢(shì)能的關(guān)系。了解電勢(shì)與電場(chǎng)線的關(guān)系,了解等勢(shì)面的意義及與電場(chǎng)線的關(guān)系。

(二)過程與方法

通過與前面知識(shí)的結(jié)合,理解電勢(shì)能與靜電力做的功的關(guān)系,從而更好的了解電勢(shì)能和電勢(shì)的概念。

(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。

重點(diǎn):理解掌握電勢(shì)能、電勢(shì)、等勢(shì)面的概念及意義。

難點(diǎn):掌握電勢(shì)能與做功的關(guān)系,并能用此解決相關(guān)問題。

教學(xué)過程:

(一)復(fù)習(xí)前面相關(guān)知識(shí)

1.靜電力、電場(chǎng)強(qiáng)度概念,指出前面我們從力的性質(zhì)研究電場(chǎng),從本節(jié)起將從能量的角度研究電場(chǎng)。

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(chǎng)強(qiáng)為E的均強(qiáng)電場(chǎng)中沿不同路徑從A運(yùn)動(dòng)到B電場(chǎng)力做功的情況。

q沿直線從A到B

q沿折線從A到M、再?gòu)腗到B

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(chǎng)中,靜電力移動(dòng)電荷所做的功,只與始末兩點(diǎn)的位置有關(guān),而與電荷的運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)。

與重力做功類比,引出:

2.電勢(shì)能

電勢(shì)能:由于移動(dòng)電荷時(shí)靜電力做功與移動(dòng)的路徑無(wú)關(guān),電荷在電場(chǎng)中也具有勢(shì)能,這種勢(shì)能叫做電勢(shì)能。

靜電力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系:

靜電力做的功等于電勢(shì)能的變化量。寫成式子為:

注意:

①.電場(chǎng)力做正功,電荷的電勢(shì)能減小;電場(chǎng)力做負(fù)功,電荷的電勢(shì)能增加

②.電場(chǎng)力力做多少功,電勢(shì)能就變化多少,在只受電場(chǎng)力作用下,電勢(shì)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(chǎng)中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為正,負(fù)電荷在任一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為負(fù)。在負(fù)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為負(fù),負(fù)電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為正。

④.求電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)具有的電勢(shì)能

電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)A具有的電勢(shì)能EP等于將該點(diǎn)電荷由A點(diǎn)移到電勢(shì)零點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功W的。即EP=W

⑤.求電荷在電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)具有的電勢(shì)能高低

將電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)根據(jù)電場(chǎng)力做功情況判斷,電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,電荷在A點(diǎn)電勢(shì)能大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能,反之電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加,電荷在B點(diǎn)的電勢(shì)能小于在B點(diǎn)的電勢(shì)能。

⑥電勢(shì)能零點(diǎn)的規(guī)定

若要確定電荷在電場(chǎng)中的電勢(shì)能,應(yīng)先規(guī)定電場(chǎng)中電勢(shì)能的零位置。

關(guān)于電勢(shì)能零點(diǎn)的規(guī)定:P19(大地或無(wú)窮遠(yuǎn)默認(rèn)為零)

所以:電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能,等于靜電力把它從該點(diǎn)移動(dòng)到零電勢(shì)能位置時(shí)電場(chǎng)力所有做的功。如上式若取B為電勢(shì)能零點(diǎn),則A點(diǎn)的電勢(shì)能為:

舉例分析:對(duì)圖1。4-1中的各量附與一定的數(shù)值,后讓學(xué)生計(jì)算。(1課時(shí))

3.電勢(shì)---表征電場(chǎng)性質(zhì)的重要物理量度

通過研究電荷在電場(chǎng)中電勢(shì)能與它的電荷量的比值得出。參閱P20圖1。4--3

(1)定義:電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量的比值,叫做這一點(diǎn)的電勢(shì)。用表示。標(biāo)量,只有大小,沒有方向,但有正負(fù)。

(2)公式:(與試探電荷無(wú)關(guān))

(3)單位:伏特(V)

(4)電勢(shì)與電場(chǎng)線的關(guān)系:電勢(shì)順線降低。(電場(chǎng)線指向電勢(shì)降低的方向)

(5)零電勢(shì)位置的規(guī)定:電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)的數(shù)值與零電勢(shì)的選擇有關(guān),即電勢(shì)的數(shù)值決定于零電勢(shì)的選擇.(大地或無(wú)窮遠(yuǎn)默認(rèn)為零)

◎讓學(xué)生思考和討論P(yáng)21問題?!蛞龑?dǎo)學(xué)生分析問題與練習(xí)3、4

4.等勢(shì)面

⑴.定義:電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面

⑵.等勢(shì)面的性質(zhì):

①.在同一等勢(shì)面上各點(diǎn)電勢(shì)相等,所以在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷,電場(chǎng)力不做功

②.電場(chǎng)線跟等勢(shì)面一定垂直,并且由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面。

③.等勢(shì)面越密,電場(chǎng)強(qiáng)度越大

④.等勢(shì)面不相交,不相切

⑶.等勢(shì)面的用途:由等勢(shì)面描繪電場(chǎng)線。

⑷.幾種電場(chǎng)的電場(chǎng)線及等勢(shì)面

注意:①等量同種電荷連線和中線上

連線上:中點(diǎn)電勢(shì)最小

中線上:由中點(diǎn)到無(wú)窮遠(yuǎn)電勢(shì)逐漸減小,無(wú)窮遠(yuǎn)電勢(shì)為零。

②等量異種電荷連線上和中線上

連線上:由正電荷到負(fù)電荷電勢(shì)逐漸減小。

中線上:各點(diǎn)電勢(shì)相等且都等于零。

◎引導(dǎo)學(xué)生分析問題與練習(xí)7。

(三)小結(jié):對(duì)本節(jié)內(nèi)容要點(diǎn)進(jìn)行概括。

(四)鞏固新課

1.引導(dǎo)學(xué)生完成問題與練習(xí)其他題目。

2.閱讀教材內(nèi)容

教后記:

1、電勢(shì)能、電勢(shì)、等勢(shì)面都是非常抽象的概念,上課前就準(zhǔn)備用類比法(重力勢(shì)能、高度、等高線)幫助學(xué)生理解,在課上取得了一定效果,但時(shí)間安排上又出了問題,以后需要兩節(jié)課來(lái)解決這些問題。

2、學(xué)生對(duì)于電勢(shì)和電勢(shì)能的相對(duì)性的理解有障礙。

對(duì)于正電荷、負(fù)電荷在電勢(shì)大于0和小于0的地方具有的電勢(shì)能關(guān)系判斷不夠嫻熟。