2022魯科版選修(3-1)第一節(jié)《電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能》word教案1 教學(xué)目標(biāo) （一）知識(shí)與技能 理解靜電力做功的特點(diǎn)、電勢(shì)能的概念、電勢(shì)能與電場(chǎng)力做功的關(guān)系。 （二）過程與方法 通過與前面知識(shí)的結(jié)合，理解電勢(shì)能與靜電力做的功的關(guān)系 （三）情感態(tài)度與價(jià)值觀 嘗試運(yùn)用物理原理和研究方法解決一些與生產(chǎn)和生活相關(guān)的實(shí)際問題，增強(qiáng)科學(xué)探究的價(jià)值觀。 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn) 重點(diǎn)：理解掌握電勢(shì)能概念及意義。 難點(diǎn)：掌握電勢(shì)能與做功的關(guān)系，并能用此解決相關(guān)問題。 教學(xué)方法 探究、講授、討論、練習(xí) 教學(xué)手段: 多媒體課件 教學(xué)過程： （一）引入新課 電荷間的相互作用力是通過電場(chǎng)發(fā)生的，地球?qū)ξ矬w產(chǎn)生重力也不需物體與地球接觸，這個(gè)力又是通過什么發(fā)生的呢？ 重力場(chǎng)。 重力場(chǎng)對(duì)處于其中的物體都要產(chǎn)生重力的作用，電場(chǎng)在這一點(diǎn)上與重力場(chǎng)相似，其實(shí)電場(chǎng)與重力場(chǎng)相似的地方還很多，這節(jié)課通過對(duì)比的方法來從能量的角度來進(jìn)一步研究電場(chǎng)。 （二）進(jìn)行新課 一、電場(chǎng)力做功與路徑無關(guān) 師：物體在重力場(chǎng)中受到重力作用，重力對(duì)物體做功與 無關(guān)， 有關(guān)。 電荷在電場(chǎng)中受到電場(chǎng)力作用，電場(chǎng)力做功是不是也是這樣呢？ 1.分析電荷在勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)力做功的情況。 2.過度到非勻強(qiáng)電場(chǎng)。 二、電勢(shì)能 1.電勢(shì)能 師：物體在重力場(chǎng)中由于受到重力作用而具有一種勢(shì)能，物理上把這種勢(shì)能叫重力勢(shì)能，與此相同，電荷在電場(chǎng)中由于受到電場(chǎng)力的作用也具有一種勢(shì)能，物理上把這種勢(shì)能叫電勢(shì)能。 2.電勢(shì)能的確定 師：電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)具有的電勢(shì)能如何確定呢？我們先來回顧一下重力場(chǎng)中重力勢(shì)能是的確定。 師：重力勢(shì)能等于什么？ 生：等于重力與物體相對(duì)于零勢(shì)能面的高度乘積。 師：請(qǐng)同學(xué)們看看物體分別在圖中A、C兩點(diǎn)的重力勢(shì)能與物體分別由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B和由C點(diǎn)移動(dòng)到B重力所做的功關(guān)系？（以B點(diǎn)為零勢(shì)能點(diǎn)） 生：物體分別在圖中A、C兩點(diǎn)的重力勢(shì)能等于物體分別由A、C兩點(diǎn)移動(dòng)到零勢(shì)能點(diǎn)B的過程中重力所做的功。 師：物體在重力場(chǎng)中某點(diǎn)具有的重力勢(shì)能，等于把物體由該點(diǎn)移動(dòng)到零勢(shì)能點(diǎn)（參考點(diǎn)）的過程中重力對(duì)物體所做的功。 H2 A B C H1 地面 A d1 +q B C E d2 EPA=WAB=Eqd1，EPC=WCB=-Eqd2 （以B點(diǎn)這零勢(shì)能點(diǎn)） EPA=WAB=mgH1，EPC=WCB=-mgH2（以B點(diǎn)這零勢(shì)能點(diǎn)） 師：與重力場(chǎng)相似，電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)具有的電勢(shì)能等于把電荷從該點(diǎn)移動(dòng)到參考點(diǎn)的過程中電場(chǎng)力所做的功。 3.電勢(shì)能是標(biāo)量。 師：從上面例子看到電勢(shì)有正、負(fù)，正、負(fù)是不是表示電勢(shì)能的方向呢？ 生： 師：電勢(shì)能是標(biāo)量，正、負(fù)號(hào)不表示方向，表示的是電勢(shì)能的大小，一個(gè)電場(chǎng)中不同地方放入同一電荷，正電勢(shì)能.>零電勢(shì)能>負(fù)電勢(shì)能。如EPA>EPB>EPC。 4.電勢(shì)能是電場(chǎng)和放入電場(chǎng)中的電荷共有。 師：在重力場(chǎng)中，重力勢(shì)能是物體單獨(dú)具有還物體與地球共有？ 生：平時(shí)的說法上，說物體具有多少重力勢(shì)能，其實(shí)是物體與地球共有多少重力勢(shì)能。 師：與此相似，電勢(shì)能是電場(chǎng)和放入電場(chǎng)中的電荷共有，但習(xí)慣上只說電荷具有。 5.電勢(shì)能的變化與電場(chǎng)力做功的關(guān)系： 師：重力勢(shì)能變化與重力做功的對(duì)應(yīng)關(guān)系是怎樣的？ 生： 師：同樣，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少，減少的電勢(shì)能等于電場(chǎng)力對(duì)電荷所做的功；電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，增加的電勢(shì)能等于電荷克服電場(chǎng)力所做的功。如，A→B，ΔEp減=WAB；C→B，ΔEp增=∣WCB∣ 6.電勢(shì)能是相對(duì)的，與零勢(shì)能點(diǎn)的先取有關(guān)，但電勢(shì)能變化是絕對(duì)的，與零勢(shì)能點(diǎn)的先取無關(guān)。 師：重力勢(shì)能與零勢(shì)能點(diǎn)的選取是否有關(guān)？重力勢(shì)能的變化呢？ 生： 師：與重力勢(shì)能相同，電勢(shì)能與零勢(shì)能點(diǎn)的選取有關(guān)， 但電勢(shì)能的變化與零勢(shì)能點(diǎn)的選取無關(guān)。即，電勢(shì)能是相對(duì)的，與零勢(shì)能點(diǎn)的先取有關(guān)，但電勢(shì)能變化是絕對(duì)的，與零勢(shì)能點(diǎn)的先取無關(guān)。如，選C為零勢(shì)能點(diǎn)，EPA=WAC=Eq(d1+d2)，但A→B，ΔEp減=WAB； 7.零勢(shì)能點(diǎn)的先取。 師：零勢(shì)能點(diǎn)的選取是任意的，對(duì)于點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)，一般選無窮遠(yuǎn)處為零勢(shì)能點(diǎn)。在某些實(shí)際問題中，通常選取大地為零勢(shì)能點(diǎn)。 三、課堂鞏固練習(xí) A BA 1、有一帶電量q=-3×10-6C的點(diǎn)電荷，從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí)，克服電場(chǎng)力做功６×10-4J，從B點(diǎn)移到C點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力做功9×10－4J.問：（１）以B為零勢(shì)能點(diǎn)，電荷在A點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能EPA1= - ６×10-4 J，（２）如選取C點(diǎn)的電勢(shì)能為零，則電荷在A點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能EPA2= 3×10-4 J 2.如圖所示電場(chǎng)中，將正電荷+q從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，電勢(shì)能 ，從B點(diǎn)移到A，電勢(shì)能 ，若電荷是-q呢？ 3.讓兩個(gè)帶同種電荷的小不球靠近，電勢(shì)能 ，讓它們遠(yuǎn)離， 電勢(shì)能 ; 若兩小球帶異種電荷呢？ ·A ·B ·O ·A ·B ·O 甲 乙 圖1-4-5 4.如圖1-4-5甲是等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線，乙是等量同號(hào)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線。AOB是兩點(diǎn)電荷的連線的垂直平分線，O是連線的中點(diǎn)。（1）在甲圖中，把單位正試探電荷從O點(diǎn)沿OA移動(dòng)到無限遠(yuǎn)處，電場(chǎng)力是否做功？電勢(shì)能是否變化？怎樣變化？（2）在乙圖中，把單位正試探電荷從O點(diǎn)沿OA移動(dòng)到無限遠(yuǎn)處，電場(chǎng)力是否做功？電勢(shì)能是否變化？怎樣變化？ 四、課外思考題 ·A 12.如圖所示的電場(chǎng)中，把點(diǎn)電荷+q從A移動(dòng)到無限遠(yuǎn)處，電場(chǎng)力做功為W1；把點(diǎn)電荷+2q從A移動(dòng)到無限遠(yuǎn)處，電場(chǎng)力做功為W2；把點(diǎn)電荷+nq從A移動(dòng)到無限遠(yuǎn)處，電場(chǎng)力做功為Wn；求（1）W1：W2：Wn等于多少？（2）+q,+2q,+nq在A點(diǎn)的電勢(shì)能EP?。篍P2：EPn又是多少？（3）由此可見，不同電荷在電場(chǎng)中同一點(diǎn)的電勢(shì)能與電荷的帶電量比值有怎樣的關(guān)系？（4）若是把上述電荷從無窮遠(yuǎn)處移到B點(diǎn)，電勢(shì)能與電荷的帶電量比值還滿足相同的關(guān)系嗎？比值與移到A點(diǎn)的比值相同嗎？ 作業(yè) 1.課本練習(xí)。 2.名師一號(hào)。 教學(xué)反思：多舉一些例子，鞏固電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系。