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《电势能和电势》导学案
　　一、学习课时
　　总共2学时，第1学时学习静电力做功和电势能，第2学时学习电势和等势面。
　　二、学习目标
　　1．通过讨论静电力对试探电荷做功，知道静电力做功与路径无关的特点；
　　2．将静电力做功与重力做功进行类比，理解静电力做功与电势能变化的关系，认识电势能的相对性；
　　3．能说出电势的定义方法及其定义公式、单位；
　　4．能说出等势面的定义，知道电场线一定垂直于等势面。
　　三、学习重点
　　理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。
　　四、学习难点
　　掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。
　　五、自主学习过程
第1学时
　　目标一：通过讨论静电力对试探电荷做功，知道静电力做功与路径无关的特点；
　　1．请你阅读教材15-16页后回答以下问题：
　　①试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中由A运动到B，静电力做功吗？做了多少功？
　　②试探电荷在匀强电场中沿折线由A到M再运动到B，静电力做了多少功？
　　以上分析我们得出的结论是： ；
　　静电力做特点： 。
　　不仅适用于 电场还适用于 电场
　　既然做功与重力做功如此相似，那其他特征也相似吗？
　　目标二：将静电力做功与重力做功进行类比，理解静电力做功与电势能变化的关系，认识电势能的相对性；
　　请你类比一下：

重力场中，重力：地球和物体之间存在的吸引力 电场中，电场力：电荷之间的作用力
有重力就有重力势能，物体在重力场中具有的势能叫重力势能，数值上等于物体移到参考点时重力所做的功 =mgh 有电场力就有相应的能，电荷在电场中具有的势能叫做电势能，数值上等于电荷移到参考点时电场力所做的功
由物体和地面间的相对位置决定 由电荷间的相对位置决定
重力做功，等于重力势能的减少量，重力势能改变=- 电场力做功，静电力做的功等于电势能的减少量，电势能改变= -
物体顺重力方向，重力做正功，重力势能减少； 物体逆重力方向，重力做负功，重力势能增加。 顺电场线移动， 正电荷，电场力做 功，电势能 负电荷，电场力做 功，电势能 逆电场线移动，正电荷，电场力做 功，电势能 负电荷，电场力做 功，电势能 若静电力做功为正功，电势能减少，电荷在A点电势能大于在B点的电势能。反之静电力做负功，电势能增加，电荷在A点电势能小于在B点的电势能。
　　活学活用：
　　1．有一电荷量q=-3×10-5C的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服静电力做功6×10-4J，从B点移到C点时静电力做功9×10-4J。问：
　　①以B为零势能点，电荷在A点时的电势能EPA1是多少？
　　②如果选取C为零势能点，则电荷在A点时的电势能EPA2是多少？
　　2．将一个-7．0 μC的电荷从无限远处移动到如图所示的电场中的A点时，电荷的电势能为-140μJ，问此过程中静电力做功多少？

　　3．在一个水平面上建立x轴，在过原点O垂直于x轴的平面的右侧空间有一个匀强电场，场强大小E＝6．0×105N/C，方向与x轴正方向相同．在O处放一个电荷量q＝－5．0×10－8 C，质量m＝1．0×10－2 kg的绝缘物块．物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0．20，沿x轴正方向给物块一个初速度v0＝2．0 m/s，如图11所示．（g取10 m/s2）试求：
　　（1）物块向右运动的最大距离； （2）物块最终停止的位置。
第2学时
　　目标三：能说出电势的定义方法及其定义公式、单位；
　　请你回忆：
　　电势能： ，静电力做功与电势能变化之间的关系表达式： 。
　　现在要通过电势能的研究来认识另一个新的物理量──电势。它同样是表征 。
　　电场强度的定义： 。
　　表达式： ，定义的方法 。
　　现在我们就要利用这种方法来研究电势。就是来研究电荷在电场中的 与它的 的比值。
　　阅读教材17页、18页“电势”后，请你分析：
　　若将一个试探电荷q放入电场强度为E场的匀强电场中的任意一点A，现将电荷q由A点移至O点：
　　①从A点移至O点的过程中静电力做功：
　　提示：静电力做功的特点： ；
　　所以从A到O选择路径： ；
　　②从A点移至O点的过程中电势能的变化量为：（规定电荷在O点的电势能为零）
　　③将①②结合得电荷在任意一点A的电势能为 ；
　　④电荷在任意一点A的电势能和电荷量的比值为 ；
　　分析④的结果，得出结论： ，
　　这个结论虽然是从匀强电场得出的，但可以证明，对于其他电场同样适用。
　　电势定义： ；
　　符号： ，表达式： ，（计算时要代入正负号）
　　单位： ，单位符号： ，
　　物理意义： ，
　　如果电荷量为1C的电荷在该点的电势能是1J，这一点的电势就是 。
　　电势是 量，只有 ，没有 ，电场中某一点的电势的数值与零电势的选择有关，即电势的数值决定于零电势的选择。因此，电势可以有 值，可以有 值。因此电势有正负之分，是由于其零电势的选择决定。
　　通常以大地或无穷远默认为零。
　　电势是表征电场中某点的能的性质的物理量，仅与电场中某点性质有关，与电场力做功的值及试探电荷量、电性无关。类似场强E。
　　思索：如何来判断电势的高低呢？
　　目标四：能说出等势面的定义，知道电场线一定垂直于等势面。
　　在地图上我们常用等高线来表示地形的高低，与此相似，电场中常用“等势面”来表示电势的高低。
　　请你阅读教材18页“等势面”
　　等势面定义：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，也是假想出来的。请你和老师一起分析等势面与电场线有什么关系？
　　在同一等势面上，任何两点间的电势　　　　，所以在同一等势面上移动电荷时静电力　　　　　　　　　　，由此可知，等势面一定与电场线　　　　　　，且由电势 的等势面指向电势 的等势面。
　　请你利用反证法说明：如果等势面与电场线不垂直情况会如何？
　　请你认识以下几种常见的电场的等势面


　　等量异、同种点电荷电场中的等势面是两簇对称曲面。
　　活学活用：
　　请你完成教材“问题与练习”1-7题。
六、课堂小结
同学一起总结本部分的内容
　　七、助你一臂之力
　　场能性质是电势，场线方向电势降；
　　场力做功是qEd，动能定理不能忘；
　　电场中有等势面，与它垂直画场线；
　　方向由高指向低，面密线密是特点

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