資源簡介

10.1電勢能和電勢
一學科核心素養
物理觀念：通過類比的方法建立電勢和電勢能的概念。
科學思維：通過對知識的類比能力，培養學生對現象的歸納能力，對問題的分析、推理能力。
科學探究：通過討論靜電力對試探電荷做功，知道靜電力做功與路徑無關的特點
科學態度與責任：利用知識類比和遷移激發學生學習興趣，培養學生靈活運用知識和對科學的求知欲。
二學習重難點
【重點】
理解掌握電勢能、電勢及意義。
【難點】
電勢的概念，掌握電勢能與做功的關系，并能學以致用。
三課前預習
1．靜電力做功的特點
（1）靜電力做功∶在勻強電場中，靜電力做功。其中θ為_____________之間的夾角。
（2）靜電力做功的特點∶在靜電場中移動電荷時，靜電力做的功與電荷的起始位置和終止位置_____（選填“有關”或“無關”），與電荷經過的路徑________（選填“有關”或“無關”）。
12．電勢能
（1）定義：電荷在_____中具有的勢能，用Ep表示。
（2）靜電力做功與電勢能變化的關系：靜電力做的功等于電勢能的減少量。表達式：WAB=______。
a.靜電力做正功，電勢能____ ；
b.靜電力做負功，電勢能_____。
（3）電勢能的大小：電荷在某點的電勢能，等于把它從這點移動到_______時靜電力所做的功。
（4）電勢能具有相對性
電勢能零點的規定：通常把電荷在離場源電荷無限遠處或把電荷在_______的電勢能規定為0。
3．在“用描跡法畫出電場中平面上的等勢線”的實驗中：
(1)下列各實驗步驟中，___有錯誤，應改為_____；按正確操作步驟排序為____（填字母）；
A．在導電紙上畫出兩電極的連線，在該線上對稱地找出等距的5個基準點（abcde），并用探針印在白紙上；
B．連接好電極柱的電路并閉合電鍵；
C．在木板上先鋪上白紙，再鋪上復寫紙，然后再鋪上導電紙，導電面向下；
D．取下白紙，將所找的等勢點連成等勢線；
E.電壓傳感器的一個探針接觸某基準點不動，另一探針緩慢移動直到顯示電勢差為零時復印一點，類似找出若干等勢點。
(2)在電源接通的情況，ab間電勢差Uab和bc間電勢差Ubc的大小關系是Uab___Ubc（選填“>”，“<”或“=”）；
(3)圖示黑點代表實驗中各記錄點，請將實驗結果連成等勢線，并畫出三條電場線_____。
4．電勢
（1）定義∶電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量的_______。
（2）公式∶φ=。
（3）單位∶國際單位制中，電勢的單位是伏特，符號是V，1 V=1 J/C。
（4）特點∶
①相對性∶電場中各點電勢的高低，與所選取的零電勢的位置有關，一般情況下取__________或地球為零電勢位置。
②標矢性∶電勢是標量，只有大小，沒有方向，但有________。
（4）與電場線的關系∶沿電場線方向電勢___________________。
5．電場的基本性質是對放入其中的電荷有_______的作用，因此電場強度是描述電場的_______的性質的物理量。電場強度的定義是E＝_______，適用于任何電場。電荷在電場中具有的勢能叫做電勢能Ep，電場中某點的電荷的電勢能跟它的電量的比值，叫做這一點的___。它是描述電場_______的性質的物理量。
四自我檢測
1．一帶正電粒子僅在電場力作用下沿直線運動，其速度隨時間變化的圖象如圖所示，tA、tB時刻粒子分別經過A點和B點，A、B兩點的場強大小分別為EA、EB，電勢分別為φA、φB，則可以判斷（　　）
A．EA＜EB B．EA＞EB C．φA＝φB D．φA＜φB
2．如圖1所示，某電場中的一條電場線有三點O、A、B，且OA=AB，一帶負電的粒子僅在電場力作用下，由靜止從O點經A點運動到B點，選O點為坐標原點，運動方向為正向建立坐標系，該粒子的速度與位移圖像如圖2所示。已知無窮遠處的電勢為0。則對于O、A、B三點的電勢、、、電場強度的大小EO、EA、EB等，下列說法不正確的是（　　）
A．粒子從O點經A點再到B點的過程中，粒子的電勢能與動能的和不變
B．
C．
D．EO>EA>EB
3．如圖所示，用兩根長均為0.3 m的輕質絕緣細線M、N把帶電小球甲懸掛在水平天花板上，兩線之間的夾角為θ=60°。小球甲電荷量2.0×10-6 C、質量0.1 kg，沿N延長線距甲0.3 m處的水平地面上固定有一帶等量同種電荷的小球乙。開始整個裝置處于靜止狀態，小球甲、乙均可視為點電荷，靜電力常量k=9×109 N·m2/C2，重力加速度取10 m/s2。某時刻剪斷線N，則（　　）
A．剪斷線N前，N上拉力大小為N
B．剪斷線N前，N上拉力大小為N
C．剪斷線N后，小球甲仍在原位置靜止
D．剪斷線N后，小球甲移動很小一段距離內電勢能減小
4．由如圖所示的電場線可判定（　　）
A．該電場一定是勻強電場
B．負電荷放在B點的電勢能比放在A點的電勢能大
C．A點的電勢一定低于B點的電勢
D．負電荷放在B點所受電場力方向向右
5．2020年9月21日，《自然·天文學》在線發表了中國慧眼衛星最新觀測結果：在高于200keV以上的能段發現了黑洞雙星系統的低頻QPO，這是迄今為止發現的能量最高的低頻QPO現象。其中eV指的是一個電子經過1伏特電勢差加速后獲得的能量，則“200keV”的能量是（　　）
A． B． C． D．
6．如圖所示，a、b兩點位于以正點電荷+Q（Q＞0）為球心的球面上，c點在球面外，則（　　）
A．a點場強的大小比b點大 B．b點場強的大小比c點小
C．a點電勢比c點高 D．b點電勢比c點低
7．水平光滑的絕緣木板上O點的正上方固定一正點電荷，其電荷量為Q，a、b、c為木板上以O為圓心的三個等間距同心圓。現將一帶正電的小球P從木板上O點附近靜止釋放，在小球依次經過a、b、c位置的過程中，下列說法錯誤的是（ ）
A．點電荷電場的電勢逐漸降低
B．點電荷電場的電場強度逐漸減小
C．小球運動的加速度逐漸增大
D．小球的電勢能逐漸減小
8．兩個等量同種電荷固定于光滑水平面上，其連線中垂線上有A、B、C三點，如圖甲所示，一個電荷量為2C，質量為1kg的小物塊從C點靜止釋放，其運動的v-t圖象如圖乙所示，其中B點處為整條圖線切線斜率最大的位置（圖中標出了該切線）．則下列說法正確的是
A．B點為中垂線上電場強度最大的點，場強E=1V/m
B．由C到A的過程中物塊的電勢能先減小后變大
C．由C點到A點電勢逐漸升高
D．A、B兩點間的電勢差=5V
9．對于勻強電場區域內各點，下列判斷正確的是（　　）
A．勻強電場區域內各點的電場強度相等
B．正電荷在電場中所受電場力的方向與電場線方向相反
C．勻強電場區域內各點的電勢相等
D．勻強電場中的等勢面是與電場線平行的平面
10．如圖所示，在x軸上相距為L的兩點固定有等量同種正電荷，虛線是中心在的中點、邊長也為L的正方形，是正方形的四個頂點，且兩點在x軸上。下列說法正確的是（　　）
A．將一電子從a點由靜止釋放，電子可能沿直線運動到d點
B．將一電子從a點垂直正方形所在平面以某一速度釋放，電子可能做勻速圓周運動
C．將一電子從a點沿直線移至c點過程，電子電勢能先增大后減小
D．將一電子從a點沿折線移至c點過程，靜電力先做正功后做負功
三課前預習
1． 靜電力與位移方向 有關 無關
2． 電場 EpA-EpB 減少 增加 零勢能位置 大地表面
3． C 導電面向上 CABED > 見解析所示
4． 比值 無窮遠 正負 逐漸降低
5． 力 力 電勢 能
四自我檢測
1．A
2．D
3．A
4．B
5．A
6．C
7．C
8．A
9．A
10．B

展開更多......

收起↑