第一章静电场。
第四节第1课时电势能。
学习目标】1.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。
2.明确电势能的规定及电势能的计算。
学法指导及使用说明】
1. 课前根据学习目标自学课本，完成“自主学习”部分，重点、疑点用红笔标记。
2.课堂上通过小组合作、互动、展示加深对本节知识的理解，并完成“知识应用”
教学过程】预习案】
一、静电力做功的特点。
思考：带正电的试探电荷在匀强电场中由a点沿不同的路径运动到b点过程中静电力做的功相同吗？
类比重力做功，当电荷沿轨迹3运动时，可把它分成很多小段位移，而每一小段都可分解成与静电力和两部分，所有平行于静电力方向的位移之和等于ac的长度，故静电力所做功为w
结论：静电力做功与无关，只与电荷的和有关。）
说明：上述结论对于非匀强电场仍适用。
二、电势能。
1、静电力做功与电势能变化的关系。
类比重力做功与重力势能的关系，静电力对电荷做正功时其电势能动能 ，静电力对电荷做负功时其电势能动能由此可知：电荷在电场中不同的位置也具有不同的势能，我们把这种势能称为。
2、电势能的多少。
功是能量转化的量度，故静电力所做的功等于电荷电势能的 ，即 。
当我们规定电荷在b点所具有的电势能为零时，电荷在a点所具有的电势能即电荷在某点的电势能，等于把它从该点移动到位置时所做的功。
说明：电势能也具有相对性，选择不同的参考面（其电势能为零）同一电荷在同一位置所具有的电势能就一般规定离场源电荷的电势能规定为零。
3、电势能与重力势能的区别：
由于电荷的电性之分，正电荷沿着电场线方向移动时，静电力做功，电势能而负电荷沿着电场线方向移动时，静电力做功，电势能即等量的不同电荷在电场中同一位置所具有的电势能是。
预习自测】练习】.下列关于电荷的电势能的说法正确的是( )
a．电荷在电场强度大的地方，电势能一定大 b．电荷在电场强度为零的地方，电势能一定为零。
c．只在静电力的作用下，电荷的电势能一定减少 d．只在静电力的作用下，电荷的电势能可能增加，也可能减少。
**案】**点一： 静电力做功的特点。
一、 静电力做功的特点。
问题1】结合课本图（如图（1））,求出试探电荷+q在场强为e的匀强电场中沿不同路径从a运动到b静电力所做功。
1 试探电荷q在匀强电场e中沿直线从a到b，求解静电力做功。 （答。
试探电荷q在匀强电场e中沿直线从a到b，求解静电力做功。（答。
2 q沿折线amb从a到b。其中am与电场线平行，bm与电场线垂直。求解静电力做功。（答。
3 q沿任意曲线anb从a到b，求解静电力做功。（答。
通过中的计算你能总结出的结论是：静电力做功与电荷经过的路径关，（填有、无）， 与前面学习的力做功相似。
结论1】静电力做功的特点这个。
结论虽然是从匀强电场推导出来的，但它也可适用于。
**点二：电场力做功与电势能的关系。
问题1】电势能：由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在中具有势能，叫做电势能。电势能用表示。如a点的电势能一般表示为 , b点的电势能一般表示为。
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？为什么？
答： 。问题2】 如图，一点电荷+q在匀强电场e中静止释放，仅在静电力的作用下它做什么运动？什么能量增加？是什么形式的能量转化而来？（答。
问题3】 静电力做功与电势能变化的关系。
如右图，质量为m的小球从a到b下降h高的过程，重力做了多少功？重力势能变化了多少？重力做功与重力势能变化的关系是什么？写出表达式。（答。
在电场中(如右图)，当正电荷在电场中从a点移动到b点时，静电力做什么功？类比重力做功与重力势能变化的关系，分析电势能的变化，并写出静电力做功与电势能变化的关系式。（答： 。
在重力场中，从a到b，重力势能的变化量δep= 重力势能的减少量δep减类比重力场，在电场中，从a到b，电势能的变化量δep电势能的减少量δep减。
通过中的分析，若电荷q在电场中从a运动到b，静电力做功与电势能变化的关系： 若静电力做功为正功，电势能电荷在a点电势能 （填》、《或=）在b点的电势能。静电力做电势能增加，电荷在a点电势能 （填》、《或=）在b点的电势能。
结论2】静电力做功与电势能变化的关系表达式为。
问题4】电势能的计算。
1.如图，在场强e= 103n/c的匀强电场中，点电荷q=+1c从a移动到b,ab相距l=1m,（1）静电力做功为多少？电势能如何变化？（2）电荷在a点，b点的电势能为多少呢？
答： 。通过以上分析可以看到，静电力做的功只能决定电势能的变化量，而不能决定电荷在电场中某点的电势能的数值。
只有先把电场中某点的电势能规定为0，才能确定电荷在电场中其它点的电势能。
2.若规定epb=0,则epa3.若规定epa=0,则epb
结论】电荷在某点电势能在数值上等于把它从___移到位置时。
4.由上一问题可知， 要确定电荷在电场中某点的电势能，必须先选定电场中某点的电势能为零。 通常的电势能规定为0，或把的电势能规定为0 。
这说明电势能和重力势能一样具有___性，也是__ 量，电势能为负时，表示电荷在该处的电势能比零还要小。
问题5】电势能的变化与电荷电性的关系。
如图，①将正电荷从a移到b,静电力做什么功？电势能怎么变？ （答。
如果将负电荷从a移到b, 静电力做什么功？电势能怎么变？ （答。
通过中的分析，在同一电场中，从a点到b点，移动正电荷与移动负电荷，电荷的电势能的变化是的。由此知，电场中某点的电势能是电场和电荷共有的。
思考：以无穷远处为0势能点，则1.在正点电荷产生的电场中，一正试探电荷在电场中任一位置的电势能是正还是负？
（答： 。一负试探电荷在电场任一位置的电势能是正还是负？
（答： 。
2.在负点电荷产生的电场中，一正试探电荷在电场中任一位置的电势能是正还是负？（答： 。一负试探电荷在电场任一位置的电势能是正还是负？（答。总结】
第一课时教案 5
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