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2016-02-29
【归纳】⑴定义:电场中电势相等的点构成的面
师生互动:一起总结等势面的特点。投影教材图1.4-5(如图所示)
⑵.等势面的性质:
①.在同一等势面上各点电势相等,所以在同一等势面上移动电荷,电场力不做功
②.电场线跟等势面一定垂直,并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。
在同一等势面上移动电荷时,电场力不做功,这表明电荷受的电场力方向与电荷的移动方向(在等势面上)始终保持垂直,所以电场钱眼等势面垂直.由于沿电场线方向电势一定降低,所以电场线由高电势的等势面指向低电势的等势面.
③.等势面越密,电场强度越大
④.等势面不相交,不相切
⑶.等势面的用途:
①.利用等势面可以形象地描述电场具有能的性质.
②.由等势面来绘制电场线.
实际中测量电势比测定场强容易,所以常用等势面研究电场,先测绘出等势面的形状和分布,再根据电场线与等势面相互垂直,绘出电场线分布,这样就知道了所研究的电场.
⑷.几种电场的电场线及等势面
(1)点电荷的电场:等势面是以点电荷为球心的一族球面,如图所示.
(2)等量异种点电荷的电场:等势面如图所示,两簇对称曲面,
两点电荷连线的中垂面为一个等势面.
等量异种电荷连线上和中线上
连线上:由正电荷到负电荷电势逐渐减小。
中线上:各点电势相等且都等于零。
(3)等量同种点电荷的电场:等势面如图所示.两簇对称曲面
注意:①等量同种电荷连线和中线上
连线上:中点电势最小
中线上:由中点到无穷远电势逐渐减小,无穷远电势为零。
(4)匀强电场:等势面是垂直于电场线的一族平面,如图所示.
(三)课堂总结、点评
教师活动:让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结,其他同学在笔记本上总结,然后请同学评价黑板上的小结内容。
学生活动:认真总结概括本节内容,并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结,看谁的更好,好在什么地方。
点评:总结课堂内容,培养学生概括总结能力。教师要放开,让学生自己总结所学内容,允许内容的顺序不同,从而构建他们自己的知识框架。
(四)实例探究
1、对基本概念的理解
[例2]如图所示,为一负点电荷产生的电场中有A、B两点,两点间电势之差为200V,电量为-6×10-8C的点电荷从B移到A,它的电势能改变多少?是增加还是减少?该电荷在A、B两点的电势能哪个大?哪点场强大?哪点电势高?
[点评]:电势能是增加还是减少可分三步判定:
(1)电场力是什么方向——由于移动的是负电荷,它受电场力的方向跟场强方向相反(图示向右)
(2)电荷移动方向和电场力方向的关系——电荷由B向A移动,与受电场力方向相反。
(3)电场力做正功还是做负功——电场力做负功,因而电势能增加。
说明:通过本例介绍了判断电势能的增减、比较电势的高低的基本方法,望认真体会。
2、电场知识的综合应用
[例3]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
(五)作业布置
书面完成P19“问题与练习”第1、2、3、7题;思考并回答其他小题。
【板书设计】
第四节、电势能和电势
一、静电力做功的特点
结论:静电力做的功只与电荷的起始位置和终点位置有关,与电荷经过的路径无关。
二、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,这种势能我们叫做电势能。电势能用Ep表示。
2.讨论:静电力做功与电势能变化的关系
WAB= -(EpB-EpA)=EpA-EPB
3.求电荷在某点处具有的电势能
4.零势能面的选择
三、电势
1.定义:φ=EP/q
2.电势是标量,它只有大小没有方向,但有正负。
3.电场线指向电势降低的方向。电势顺线降低;顺着电场线方向,电势越来越低。
4.零电势位置的规定。
四、等势面
1.等势面:电场中电势相同的各点构成的面。
2.等势面与电场线的关系
3.应用等势面:由等势面描绘电场线
体验性实验:测绘两个异种点电荷的静电场。
【教学体会】
电势能、电势的概念是本节的重点。恰当地选择概念的引入方式,能够帮助学生理解概念。教材先讨论静电力做功的特点,而后引入电势能的概念,随后引入电势的概念,教材用类比的方法,类比力学中重力做功,重力势能的概念,这样使学生在已有知识中逐步理解,能帮助学生真正掌握电势能和电势的概念。
另外,本节的电场力做功与电势能的关系,在高考中考查频率较高,因它与力学知识结合,能测试学生的综合能力。
等势面的内容虽然不属于重点,但正象电场线形象地描述电场强度,可帮助学生很好地理解电场强度这个重要概念一样,等势面的学习,也同样对电势,下节课要学习的电势差这些重点概念的理解有非常大的帮助。
对等势面的教学,为了使学生容易理解,同样采用了对比的方法,与地图上的等高线对比,而对同一等势面上移动电荷时电场力不做功,电场线跟等势面垂直等的理解,则采用了推理的方法,训练了学生的逻辑思维能力。
通过实践教学,重在让学生有对比的观点去学习物理知识。课中多次用到类比的物理思想,让学生对知识有更多的牵连,能对前面的知识达到灵活的应用,牵带多种方法学习物理知识,同时也反映出了选修3-1的设计思想。
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