电势能和电势教案-人教版(新教案).doc
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1、电势能和电势教学目标一 、知识与技能理解静电力做功的特点理解电势能的概念,理解静电力做功与电势能改变的关系理解电势的概念,理解电势的值与零电势的选择有关知道什么是等势面,理解在同一等势面上移动电荷时电场力不做功二、 过程与方法用所学功的概念推导静电力做功与路径的关系,亲身感受知识的建立过程三、情感、态度与价值观渗透从对生活中有关物理现象的观察,得到物理结论的方法,激发和培养学生探索自然规律的兴趣。教学重点:静电力的功和电势能的变化之间的关系理解电势的概念理解电势的值与零电势的选择有关教学难点:1 静电力做功与电势能改变的关系2 电势能与电势的相对性3 等势面的空间模型教学方法:师生互动、辩证思
2、维、逻辑推理教学用具:图片 视频 课时安排:课时教学过程:一、复习:电场电场强度的基本概念点电荷的场强电场的叠加原理电场线二、引入新课通过上节课的学习,我们建立了电场强度的概念,知道他是描述电场性质的物理量。倘若把一个静止的试探电荷放入电场中,他将在静电力的作用下作加速运动,经过一段时间后获得一定的速度,试探电荷的动能增加了。我们知道,这是静电力做功的结果,而功又是能转化的量度,那么,在这一过程中,是什么能转化为试探电荷的动能?这个能具有什么特点?它还可以引申出与它紧密相关哪些物理量?这些物理量具有怎样的性质?这就是本节课我们要讨论的问题。三、新课教学(一) 静电力做功的特点分别计算试探电荷在
3、电场强度为的匀强电场中沿几条不同路径从点到点静电力所做的功甲 乙 丙过程与方法甲图 在沿直线从移往的过程中,受到的静电力 ,静电力与位移的夹角始终为 ,静电力对所做的功为乙图 在沿折线从移往的过程中,在线段上静电力所做的功为在线段上,由于移动方向跟静电力垂直静电力不做功。在整个过程中静电力对 所做的功为所以丙图 沿任意曲线从移往。可以用无数组跟静电力垂直和平行的折线来无限逼近曲线。只要移动方向与静电力平行,静电力都做功,而移动方向与静电力垂直,静电力都不做功。那些与静电力平行的短折线的长度之和仍等于。因此,静电力所做的功还是学生计算前两种情况,教师引导学生分析第三种情况,最后拓展到一般情况。结
4、论:在匀强电场中移动电荷时,静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关,与电荷经过的路径无关。(与重力势能相类比,可让学生总结)(二) 电势能在必修物理课中我们学过,正是由于移动物体时重力做的功与路径无关,同一物体在地面附近的同一位置才具有确定的重力势能(在重力势能的零点选定之后),从而使重力势能的概念具有实际的意义。同样的,由于移动电荷时静电力做的功也与移动的路径无关,电荷在电场中也具有势能,此种势能叫做电势能。用符号 表示思考与讨论:如果电荷沿不同路径移动时静电力做的功不一样,还能建立电势能的概念吗?与重力做功类似,当正电荷在电场中从点移到点时,静电力做正功(图甲),电荷的电势能减少;当正
5、电荷在电场中从点移到点时,静电力做负功(图乙),即电荷克服静电力做功,电荷的电势能增加。由分析可知:静电力做的功等于电势能的减少量。若用表示电荷从点移动到点的过程中静电力做的功,和分别表示电荷在点和点的电势能,则 若规定点的电势能为零,则电荷在点的电势能等于 。也就是说,电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该点移到到零势能位置时所做的功零势能点的规定:无限远或大地表面静电力做功与重力做功的差异:物体与地球之间是引力关系,而电荷之间可能是引力也可能是斥力,由此而带来了不同的情况(学生讨论然后请学生代表回答)(三)电势我们通过静电场的研究认识了电场强度,现在要通过电势能的研究来认识另一个物理量电势
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