教学设计：高中课程标准.物理（人教版）选修3-1 主 备人：陈卫东 学科长审查签名：
§1.4电势能和电势(2课时)
(一)、学习目标
1、知道电势能是带电粒子在电场中所具有的能量。 2、知道电势的物理意义，会比较电场中各点电势高低
3.理解在等势面上移动电荷电场力不做功.因此电场线与等势面垂直，并且有电势高的等势面指向电势低的等势面，任何两等势面不相交. 思考题1电势能的变化与电场做功有什么关系？ 思考题2零电势点和零电势能点是怎么规定的？ （三）教学问题诊断分析 1、“当电场力做正功时，电势能降低，当电场力做负功时，电势能增加”这是学习的难点。 2、电势的高低判断要反复练习。 （四）、教学支持条件分析
为了加强学生对这部分知识的学习，帮助学生克服在学习过程中可能遇到的障碍，本节课要对静电力做功与运动路径无关,只与初末位置有关。以及W电=-△Ep，当电场力做正功时，电势能降低，当电场力做负功时，电势能增加进行反复讲解练习。 （五）、教学过程设计 1、教学基本流程
复习电场强度→本节学习要点→电势能→电势→练习、小结 2、教学情景
问题1静电力做功的特点？
设计意图：知道静电力做功与运动路径无关,只与初末位置有关。
问题2什么是电势能？电场力做功与电势能的变化量之间有什么关系？零电势能点是怎么规定的？
设计意图：知道W电=-△Ep，当电场力做正功时，电势能降低，当电场力做负功时，电势能增加。
问题3什么是电势？零电势点是怎么规定的？ 设计意图：知道电势的概念。
问题4沿电场线的方向电势如何变化？
设计意图：沿电场线的方向电势逐渐降低。
问题5什么是等势面？电场线与等势面间有何关系？ 设计意图：电场线与等势面垂直。
例题1.如图1所示，Q为带负电的绝缘小球，AB为一不带电的中性导体且放在Q附近，达到静电平衡状态时，下面判断正确的是（ ）
A.A端的电势高于B端的电势
B.以无限远或大地为零电势点，导体AB的电势高于零
图1
C.A、B两端电势相等
D.导体内的场强方向是由A指向B 解析：导体处于静电平衡状态时(1)
E内?0，否定选
项D； (2)导体是等势体，从而否定选项A，选项C是正
图2
确的.
静电平衡后电场线的分布示意图如图2所示，导体A端的正感应电荷发出电场线终止于Q，来自大地或无限远的电场线终止于B端负感应电荷.由沿电场线电势降低可知导体AB的电势?＜0.正确选项为C.
说明：至此，我们可以对导体处于静电平衡时的特点有一个全面的认识了：(1)场强：导体内部场强处处为零.(2)电势：导体是一个等势体，其表面是一个等势面.(3)电荷分布：电荷只分布在导体的外表面上.
【变式】如图为某匀强电场的等势面分布图，每两个相邻等势面相距2cm，则该匀强电场的场强大小和方向分别为 ( )
A．E=100V/m，竖直向下 B．E=100V/m，竖直向上 C．E=100V/m，水平向左 D．E=100V/m，水平向右
例题2. 某带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点，电场线、粒子在A点的初速度及运动轨迹如图3所示，可以判定（ ）
Ａ.粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度 Ｂ.粒子在A点的动能小于它在B点的动能 Ｃ.粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能 Ｄ.电场中A点的电势低于B点的电势
解析：由电场线的疏密可知场强EB?EA，所以粒子的加速度
图3
aB?aA.由定性画出的等势面并根据沿电场线方向电势降低，可知
电势?A＞?B，由粒子运动轨迹的弯曲趋向可知电场力做正功，所以动能、电势能的变化情况为EkB?EkA,?B??A.答案：Ｂ
说明：要注意掌握运用电场线和等势面判断电场的性质、在电场中移动电荷做功以及电荷电势能变化情况的分析方法. 【变式】如图，AB和CD为等势面，电势分别为U和U′，则U___U′(填〉、＝或〈)，负电荷q在M点和N点的电势能大小，EM____EN；若把q从M移到N是 力做功，做了____功.
(六)、目标检测
1．如图所示，在点电荷Q形成的电场中有A、B、C三点，若Q为正电荷， 则________点电势最高，将正电荷放在________点时电势能最大，将 负电荷放在________点时电势能最小.若Q为负电荷，则________点 电势最低，将正电荷放在________点时电势能最小，将负电荷放在 _______点时电势能最大.
2.等势面：电场中 的各点构成的面叫等势面. 3.等势面的特点：
(1)等势面一定与电场线 ，即跟场强的方向 .
(2)电场线总是由电势 的等势面指向电势 的等势面. (3)在同一等势面上移动电荷时电场力 功. 设计意图：检测目标完成情况
配餐作业
从下列三组题中任意选择两组题完成，建议选择AB或BC
A组题
1．如图所示，带箭头的线表示某一电场的电场线。在电场力作用下，一带电粒子（不计重力）经A点飞向B点，径迹如图中虚线所示，下列说法正确的是 ( ) A．粒子带正电
B．粒子在A点加速度小 C．粒子在B点动能大
D．A、B两点相比，B点电势较低 2. 关于等势面说法正确的是（ ）
A.电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功 B.等势面上各点场强相等
C.点电荷在真空中形成的电场的等势面是以点电荷为球心的一簇球面 D.匀强电场中的等势面是相互平行的垂直电场线的一簇平面 3.如图中虚线表示某个电场中的等势线，与它们对应的电势值标明在图中， OV的等势线上P点的切线，一个负电荷在P点时所受电场力方向为（ ） A．沿Pa方向 B．垂直
指向右侧
C．垂直 指向左侧 D．不能作出结论
设计意图：对学生进行基础知识练习 B组题
1.如图，A、B、C三点在匀强电场中，AC⊥BC ，∠ABC=60°，把一个电量q= 1×105CBC=20cm，
-的正电荷从A移到B，电场力不做功；从B移到C，电场力做功为?3×103J，则该匀强电场的场强大小和方向是 ( ) A．866V/m，垂直AC向上 B．866V/m，垂直AC向下 C．1000V/m，垂直AB斜向上 D．1000V/m，垂直AB斜向下
2.在方向水平向左，大小E＝100V/m的匀强电场中，有相距d=2cm的a、b两点，现将一带电
-荷量q=3×1010C的检验电荷由a点移至b点，该电荷的电势能变化量可能是( )
---A．0 B．6×1011J C．6×1010J D．6×108J 3.一个点电荷，从静电场中的a点移至b点，其电势能的变化为零，则（ ） A．a、b两点的场强一定相等 B．该电荷一定沿等势面移动
C．作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是垂直的 D．a、b两点的电势相等
4. 在一点电荷Q产生的电场中，一个α粒子（带正电荷）通过时的轨迹如图所示，图中虚线则表示电场的两个等势面a、b，以下说法中正确的是（ ）
A．点电荷Q可能为正电行，也可能为负电荷 B．运动中α粒子总是克服电场力做功
-
直线是电势为
C．α粒子在a、b两等势面时的动能一定有EKa?EKb D．α粒子在经过a、b两等势面上时的电势能一定有Epa?Epb
设计意图：提高学生对基础知识的学习，加强对库仑定律的巩固 C组题
1. 如图，一带电液滴在重力和匀强电场对它的作用力作用下，从静止开始由b沿直线动到d，且bd与竖直方向所夹的锐角为45°，则下列结论正确的是 ( ) A．此液滴带负电 B．液滴的加速度等于2g
C．合外力对液滴做的总功等于零 D．液滴的电势能减少
2.如图所示，虚线为平行的等势面，φ1、φ2、φ3表示三个等势面的值，已知φ1＞φ２＞φ３，一带电粒子以速度v0飞入电场，轨迹为实线所示，如不计重力，试判断： （1）电荷带什么电？
（2）电荷在A、B两点哪点电势能大？ （3）电荷在两点哪点动能较大？
设计意图：提高部分学生的的能力
教学反思：学生对这一节内容感到难，概念较多，对电场力做功与电势能的变化关系很难理解和掌握。
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