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课题:电场的能的性质

作者:未知 来源: 发布时间:2013年03月09日
 

课题:电场的能的性质

主备:丁树兵              第 1 课时  总第 1 课时

【教学目标】1.会判断电场中电势的高低、电荷电势能的变化.

2.会计算电场力做功及分析电场中的功能关系.

【教学重点】电场力做功跟电视能变化的关系

【教学难点】熟悉关于电场做功的判断及做功的正负

【教    具】

 

【教学过程】

一、电场力做功与电势能

[基础导引]

在如图1所示的匀强电场中,把正电荷qA点沿路径ACB

移到B点,与把它直接从A点沿直线AB移到B点,电场力做功

相同吗?所做的功是正功还是负功?电势能是增加还是减少?                     图1

[知识梳理]

1.电场力做功的特点

(1)在电场中移动电荷时,电场力做功与________无关,只与____________有关,可见电场力做功与________做功相似.

(2)在匀强电场中,电场力做的功W=________,其中d为沿________________的位移.

2.电势能

(1)定义:电荷在电场中具有的势能.电荷在某点的电势能,等于把它从该点移到__________位置时电场力所做的功.

(2)电场力做功与电势能变化的关系

电场力做的功等于________________________,即WAB=____________.

(3)电势能的相对性:电势能是相对的,通常把电荷在离场源电荷____________的电势能规定为零,或把电荷在________表面上的电势能规定为零.

二、电势和等势面

[基础导引]

图2甲、乙、丙分别是等量异种电荷、等量正电荷、正点电荷的电场线与等势面的分布情况.

 

甲        乙        丙

图2

问:(1)在图甲中,比较ABC三点的电势大小?

(2)在图乙中,O点、M点电势一样吗?

(3)在图丙中,ABC三点场强相等吗?电势相等吗?

 [知识梳理]

1.电势

(1)定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值.

(2)定义式:φ=____________.

(3)矢标性:电势是标量,其大小有正负之分,其正(负)表示该点电势比电势零点高(低).

(4)相对性:电势具有相对性,同一点的电势因__________的选取的不同而不同.

(5)沿着电场线方向电势逐渐降低.

2.等势面

(1)定义:电场中____________的各点构成的面.

(2)特点    

①电场线跟等势面________,即场强的方向跟等势面________.

②在________上移动电荷时电场力不做功.    

③电场线总是从__________的等势面指向__________的等势面.

④等差等势面越密的地方电场强度________;反之________.

三、电势差

[基础导引]

判断下列说法正确与否:

(1)电势差与电势一样,是相对量,与零电势点的选取有关                                  (  )

(2)电势差是一个矢量,有正值和负值之分                                                           (  )

(3)由于电场力做功跟移动电荷的路径无关,所以电势差也跟移动电荷的路径无关,只跟这两点的位置有关                                                                                            (  )

(4)AB两点的电势差是恒定的,不随零电势点的不同而改变,所以UABUBA(  )

[知识梳理]

1.电势差:电荷q在电场中AB两点间移动时,电场力所做的功WAB跟它的电荷量q的比值,叫做AB间的电势差,也叫电压.

公式:UAB=________.单位:伏(V).

2.电势差与电势的关系:UAB=________,电势差是标量,可以是正值,也可以是负值,而且有UAB=-UBA.

3.电势差UAB由________________________决定的,与移动的电荷q、电场力做的功WAB无关,与零电势点的选取也________.

4.电势差与电场强度的关系:匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿____________方向的距离的乘积.即UEd,也可以写作E=.

典例剖析

例1 如图3所示,xOy平面内有一匀强电场,场强为E,方向

未知,电场线跟x轴的负方向夹角为θ,电子在坐标平面xOy

内,从原点O以大  小为v0方向沿x轴正方向的初速度射入

电场,最后打在y轴上的M点.电子的质量为m,电荷量为

e,重力不计.则(  )                                                                            图3

A.O点电势高于M点电势

B.运动过程中电子在M点电势能最大

C.运动过程中,电子的电势能先减少后增加

D.电场力对电子先做负功,后做正功

典例剖析

例2 如图5所示,竖直向上的匀强电场中,绝缘轻质弹簧竖直

立于水平地面上,上面放一质量为m的带正电小球,小球与弹

簧不连接,施加外力F将小球向下压至某位置静止.现撤去F

小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中,重力、电场力对小

球所做的功分别为W1W2,小球离开弹簧时速度为v,不计                 图5

空气阻力,则上述过程中                                          (  )

A.小球与弹簧组成的系统机械能守恒B.小球的重力势能增加-W1

C.小球的机械能增加W1mv2D.小球的电势能减少W2

典例剖析

例3 如图7所示,一带电粒子以某速度进入竖直向上的匀

强电场中,仅在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹,

M点为轨迹的最高点.下列判断正确的是          (  )

A.该粒子带负电

B.粒子在最高点M的速率为零

C.粒子在电场中的电势能始终在增加                                             图7

D.粒子在电场中加速度不变

 7.综合应用动力学和功能观点解题

例4 如图9所示,在绝缘水平面上,有相距为LAB两点,

分别固定着两个带电荷量均为Q的正电荷.OAB连线的中

点,abAB连线上两点,其中AaBb=.一质量为m、电             图9

荷量为+q的小滑块(可视为质点)以初动能Ek0a点出发,沿

AB直线向b运动,其中小滑块第一次经过O点时的动能为2Ek0,第一次到达b点时的动能恰好为零,小滑块最终停在O点,已知静电力常量为k.求:

(1)小滑块与水平面间滑动摩擦力的大小;

(2)小滑块刚要到达b点时加速度的大小和方向;

(3)小滑块运动的总路程l路.

 

【二次备课】

【作业布置】                                                    

【教学后记】

 

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