Monday, January 7, 2013

phy01 W=qELAM =qELABcos ,任何电场中,静电力移动电荷所做的功,只与始末两点的位置有关,而与电荷的运动路径无关,零势能参考面


静电力做功的特点
结合课本图14-1(右图)分析试探电荷q在场强为E的均强电场中沿不同路径从A运动到B电场力做功的情况。
(1)       q沿直线从AB
(2)       q沿折线从AM、再从MB
(3)       q沿任意曲线线AB
    结果都一样即:W=qELAM =qELABcos
【结论】:在任何电场中,静电力移动电荷所做的功,只与始末两点的位置有关,而与电荷的运动路径无关



课 题

§2.1电场力做功与电势能

课 型

新授课(课时)

   

(一)  知识与技能

理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系。

(二)过程与方法

通过与前面知识的结合,理解电势能与静电力做的功的关系

(三)情感态度与价值观

    尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题,增强科学探究的价值观。

 

教学重点、难点

重点理解掌握电势能概念及意义。

难点掌握电势能与做功的关系,并能用此解决相关问题。

 


探究、讲授、讨论、练习

 

    多媒体课件

   


教学过程:

(一)复习前面相关知识

         1.静电力、电场强度概念,指出前面我们从力的性质研究电场,从本节起将从能量的角度研究电场。

2.复习功和能量的关系。

从静电力做功使试探电荷获得动能入手,提出问题:是什么能转化为试探电荷的动能?引入新课。

(二)进行新课

1.静电力做功的特点

结合课本图14-1(右图)分析试探电荷q在场强为E的均强电场中沿不同路径从A运动到B电场力做功的情况。

(1)       q沿直线从AB

(2)       q沿折线从AM、再从MB

(3)       q沿任意曲线线AB

    结果都一样即:W=qELAM =qELABcos

【结论】:在任何电场中,静电力移动电荷所做的功,只与始末两点的位置有关,而与电荷的运动路径无关。

与重力做功类比,引出:

2.电势能

(1)       电势能:由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关,电荷在电场中也具有势能,这种势能叫做电势能。

(2)       静电力做功与电势能变化的关系:

         静电力做的功等于电势能的变化量。写成式子为:

注意:

.电场力做正功,电荷的电势能减小;电场力做负功,电荷的电势能增加

.电场力力做多少功,电势能就变化多少,在只受电场力作用下,电势能与动能相互转化,而它们的总量保持不变。

.在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为正,负电荷在任

一点具有的电势能都为负。

在负电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为负,负电荷在任意一点具有的电势能都为正。

.求电荷在电场中某点具有的电势能

电荷在电场中某一点A具有的电势能EP等于将该点电荷由A点移到电势零点电场力所做的功W的。即EP=W

.求电荷在电场中AB两点具有的电势能高低

将电荷由A点移到B点根据电场力做功情况判断,电场力做正功,电势能减小,电荷在A点电势能大于在B点的电势能,反之电场力做负功,电势能增加,电荷在B点的电势能小于在B点的电势能。

电势能零点的规定

         若要确定电荷在电场中的电势能,应先规定电场中电势能的零位置。

         关于电势能零点的规定:(大地或无穷远默认为零)

         所以:电荷在电场中某点的电势能,等于静电力把它从该点移动到零电势能位置时电场力所有做的功。如上式若取B为电势能零点,则A点的电势能为:           


【例】如图所示,光滑绝缘细杆竖直放置,细杆右侧距杆0.3m处有一固定的点电荷QAB是细杆上的两点,点AQ、点B与的连线与杆的夹角均为 =37°。一中间有小孔的带电小球穿在绝缘细杆上滑下,通过A 点时加速度为零,速度为3m/s,取g=10m/s2,求小球下落到B点时的加速度和速度的大小。

【解析】求小球至B的加速度,从受力分析出发,探求小球在AB两点的受力情况,从而确定加速度的关系。

A处,小球受力如图所示,由题意可知:

K· ……

B处,小球受力如图所示,由题意可知:

K· ……

由⑴、⑵得a=2g=20m/s2

小球从AB受到的合力为变力,故不宜用牛顿定律和运动学公式求解,抓住AB处在等势面上由AB电场力做功为零这个特点,用动能定理求解。

mghAB=

解得vB=5m/s

 

 


 


 


 


  

    课后作业P29 1-3

        

一、静电力做功的特点

      与路径无关,只与起点和终点的位置有关

二、电势能:电荷在电场中具有的势能

1、静电力做的功等于电势能的减少量:

               WAB=EPA-EPB

     静电力做正功,电势能减少

     静电力做负功,电势能增加

2、电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功

3、电势能是相对的,须建立零势能参考面。

     电势能有正负之分,负值表示比零还要小

 

高中物理课堂教学教案             

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