1、静电场中的能量复习内容内容一一 知识的梳理与整合知识的梳理与整合二二 核心素养的体现核心素养的体现三三 应用与体会应用与体会一、知识的梳理与整合静电场中的能量10.110.1电势能和电势电势能和电势10.210.2电势差电势差10.310.3电势差和电电势差和电场强度的关系场强度的关系10.410.4电容器的电容电容器的电容10.510.5带电粒子在带电粒子在电场中的运动电场中的运动想一想1.1.为什么要研究静电场中的能量？为什么要研究静电场中的能量？2.2.静电力做功有什么特点？静电力做功有什么特点？3.3.和和“重力做功与重力势能变化的关系重力做功与重力势能变化的关系”类比，静电力做功与电
2、势能变化有怎样的类比，静电力做功与电势能变化有怎样的关系？关系？想一想5.5.什么是电势差？什么是电势差？6.6.静电力做功与电势差有什么关系？静电力做功与电势差有什么关系？7.7.电势差与电场强度有什么关系？电势差与电场强度有什么关系？4.4.和定义电场强度的方式类比，如何定义和定义电场强度的方式类比，如何定义电势？电势？静电力静电力静电力的功静电力的功电势能电势能电场强度电场强度电势差电势差电势电势电场电荷FEqcosWFlABABWqUUEdABABUppABABWEEp=Eq想一想9.9.如何用物理量之比定义电容？如何用物理量之比定义电容？10.10.带电粒子在电场中如何加速？带电粒子
3、在电场中如何加速？11.11.带电粒子在电场中如何偏转？带电粒子在电场中如何偏转？8.8.什么是电容器？什么是电容器？静电场知静电场知识的应用识的应用二、核心素养的体现1 1 物理观念物理观念2 2 科学思维科学思维3 3 科学探究科学探究4 4 科学态度与责任科学态度与责任 章首语：章首语：古代，人们用弩来加速箭，箭的速古代，人们用弩来加速箭，箭的速度能达到度能达到102m/s数量级；后来人们又在枪膛中用火数量级；后来人们又在枪膛中用火药加速子弹，子弹的速度能达到药加速子弹，子弹的速度能达到103m/s数量级；而数量级；而现代人们需要用高速的微观粒子轰击另一微观粒子，现代人们需要用高速的微观
4、粒子轰击另一微观粒子，来进行科学研究，其速度的数量级达到来进行科学研究，其速度的数量级达到107m/s，那，那是怎样加速的呢？是怎样加速的呢？1.物理观念能量观念直线粒子加速器直线粒子加速器1.物理观念能量观念直线粒子加速器示意图直线粒子加速器示意图A、B板之间存在板之间存在静静电场电场1.物理观念能量观念带带电电粒子粒子q受到受到静电力静电力F粒子粒子q加速运动加速运动其速度的数量级达到其速度的数量级达到107m/s静电力做正功静电力做正功动能定理动能定理：粒粒子的动能增加子的动能增加运动与相互作用观念运动与相互作用观念能量观念能量观念1.物理观念能量观念 根据能量守恒定律，粒子动能增加了，
5、意味着另外一种形式的能量减少了，并且这种形式的能量的减少量也等于WAB。这种能量就是我们本章研究的这种能量就是我们本章研究的电势能电势能这是一种什么这是一种什么形式的能量呢？形式的能量呢？1.物理观念能量观念 分析带电粒子加速的问题，常常有两分析带电粒子加速的问题，常常有两种思路种思路 ：一种是利用牛顿第二定律结合匀变速一种是利用牛顿第二定律结合匀变速直线运动公式来分析；直线运动公式来分析；另一另一 种是利用静电力做功结合动能种是利用静电力做功结合动能定理来分析。定理来分析。1.物理观念能量观念电势能电势能电势电势试探电荷在电场中试探电荷在电场中某点的电势能与某点的电势能与其其电荷量之比跟试探
6、电荷量之比跟试探电荷无关电荷无关2.科学思维两个物理量之比定义新物理量p=Eq实验探究实验探究电容电容一个电容器两极板间的电一个电容器两极板间的电势差势差U与电荷量与电荷量Q成正比成正比对于不同的电容器，这个对于不同的电容器，这个比值一般是不同的比值一般是不同的2.科学思维两个物理量之比定义新物理量判断正误根据根据 ，电势与电势能成正比。，电势与电势能成正比。电势只与电场本身有关电势只与电场本身有关电容只与电容器本身有关电容只与电容器本身有关p=Eq想一想我们学过的物理量，还有哪我们学过的物理量，还有哪些也是用两个物理量之比定些也是用两个物理量之比定义的呢？义的呢？2.科学思维类比和和“重力做
7、功与重力势能变化的关系重力做功与重力势能变化的关系”类比，类比，静电力做功与电势能变化有怎样的关系？静电力做功与电势能变化有怎样的关系？静电力做功与路径无关，静电力做功与路径无关，是由始、末位置决定的是由始、末位置决定的重力重力做功与路径无关，做功与路径无关，是由始、末位置决定的是由始、末位置决定的试探电荷在电场中某点试探电荷在电场中某点所受的静电力与其电荷所受的静电力与其电荷量之比跟试探电荷无关量之比跟试探电荷无关。试探电荷在电场中某点试探电荷在电场中某点的电势能与的电势能与其其电荷量之电荷量之比跟试探电荷无关比跟试探电荷无关。和定义电场强度的方式类比，如何定义和定义电场强度的方式类比，如何
8、定义电势？电势？电场强度电场强度电势电势2.科学思维类比p=Eq想一想还有哪些问题我们也应用了还有哪些问题我们也应用了类比呢？类比呢？2.科学思维反证法两等势面可以相交吗？又如何证明呢？两等势面可以相交吗？又如何证明呢？假设假设两等势面相交两等势面相交交点会同时具交点会同时具有两个电势值有两个电势值还有什么命题的证明用过反证法？还有什么命题的证明用过反证法？两等势面可以相交吗？又如何证明呢？交点会同时具有两个电势值重力做功与路径无关，是由始、末位置决定的方法1：利用牛顿第二定律结合匀变速直线运动公式如何用物理量之比定义电容？科学思维两个物理量之比定义新物理量两等势面可以相交吗？又如何证明呢？重
9、力做功与路径无关，是由始、末位置决定的根据能量守恒定律，粒子动能增加了，意味着另外一种形式的能量减少了，并且这种形式的能量的减少量也等于WAB。而现代人们需要用高速的微观粒子轰击另一微观粒子，来进行科学研究，其速度的数量级达到107m/s，那是怎样加速的呢？所以电子在O点射出时的速度根据 ，电势与电势能成正比。静电力做功有什么特点？对于不同的电容器，这个比值一般是不同的当解决的问题属于匀强电场且涉及运动时间等描述运动过程的物理量时，适合运用牛顿第二定律结合匀变速直线运动公式思路分析；科学思维两个物理量之比定义新物理量5带电粒子在电场中的运动3电势差和电场强度的关系试探电荷在电场中某点所受的静电
10、力与其电荷量之比跟试探电荷无关。重力做功与路径无关，是由始、末位置决定的A点的电场强度比B点的大电势差与电场强度有什么关系？电荷量相等的试探电荷在这两点的电势能相等这道题适合用哪种思路分析呢？交点会同时具有两个电势值3.科学探究证据探究：探究：两极板间电势差跟所带电荷量的关系两极板间电势差跟所带电荷量的关系QU同一电容器的同一电容器的 是不变的是不变的QU4.科学态度与责任观察电容器的充、放电现象观察电容器的充、放电现象开关先后接开关先后接1 1和和2 2，会看到，会看到什么现象？什么现象？三、应用和体会例1 如图所示，两平行金属板相距为d，电势差为U，一个电子从O点沿垂直于极板的方向射出，最
11、远到达A点，然后返回。已知OA相距为h，电子质量为m，电子的电荷量为e，试计算此电子在O点射出时的速度。两种思路分析问题灵活应用物理量间关系电势差电势差电场强度电场强度静电力静电力方法方法1 1：利用牛顿第二定律结合匀变速直线运动公式：利用牛顿第二定律结合匀变速直线运动公式根据牛顿第二定律，电子的加速度根据牛顿第二定律，电子的加速度电子从电子从O运动到运动到A作匀减速直线运动作匀减速直线运动所以电子在所以电子在O点射出时的速度点射出时的速度202ahv02eUhmdv电势差电势差电场强度电场强度方法方法2 2：利用静电力做功结合动能定理：利用静电力做功结合动能定理电子由O运动到A静电力做功速度
12、减小，由动能定理得02eUhmdv2012OAeUmv所以电子在所以电子在O点射出时的速度点射出时的速度想一想这道题适合用哪种思路分析呢？这道题适合用哪种思路分析呢？牛顿第二定律结合匀牛顿第二定律结合匀变速直线运动公式变速直线运动公式？另一 种是利用静电力做功结合动能定理来分析。对于不同的电容器，这个比值一般是不同的试探电荷在电场中某点的电势能与其电荷量之比跟试探电荷无关。例1 如图所示，两平行金属板相距为d，电势差为U，一个电子从O点沿垂直于极板的方向射出，最远到达A点，然后返回。试探电荷在电场中某点的电势能与其电荷量之比跟试探电荷无关。这道题适合用哪种思路分析呢？章首语：古代，人们用弩来加
13、速箭，箭的速度能达到102m/s数量级；为什么要研究静电场中的能量？这道题适合用哪种思路分析呢？静电力做功与路径无关，是由始、末位置决定的试探电荷在电场中某点的电势能与其电荷量之比跟试探电荷无关。交点会同时具有两个电势值和“重力做功与重力势能变化的关系”类比，静电力做功与电势能变化有怎样的关系？重力做功与路径无关，是由始、末位置决定的静电力做功有什么特点？科学思维两个物理量之比定义新物理量5带电粒子在电场中的运动电子由O运动到A静电力做功速度减小，由动能定理得还有哪些问题我们也应用了类比呢？为什么要研究静电场中的能量？还有什么命题的证明用过反证法？已知OA相距为h，电子质量为m，电子的电荷量为
14、e，试计算此电子在O点射出时的速度。电势差与电场强度有什么关系？已知OA相距为h，电子质量为m，电子的电荷量为e，试计算此电子在O点射出时的速度。另一 种是利用静电力做功结合动能定理来分析。想一想这道题适合用哪种思路分析呢？这道题适合用哪种思路分析呢？还是还是静电力做功静电力做功结合动能定理结合动能定理？当问题只涉及位移、速率等动能定理公式中的物理量或非匀强电场情景时，适合运用静电力做功结合动能定理思路分析。当解决的问题属于匀强电场且涉及运动时间等描当解决的问题属于匀强电场且涉及运动时间等描述运动过程的物理量时，适合运用述运动过程的物理量时，适合运用牛顿第二定律牛顿第二定律结合匀变速直线运动公
15、式结合匀变速直线运动公式思路分析思路分析 ；总结一下总结一下匀强电场匀强电场只涉及位移、速率只涉及位移、速率不不涉及运动时间涉及运动时间两种思路分析都可以两种思路分析都可以选择选择静电力做功结静电力做功结合动能定理合动能定理分析分析例例2 2 如图表示某电场等势面的分布情况。如图表示某电场等势面的分布情况。（1 1）如果把电子从如果把电子从b等势面移动到等势面移动到e等势面，静电等势面，静电力做功是多少？力做功是多少？（2 2）在电场中的在电场中的A、B两点放置电荷量相等的试探两点放置电荷量相等的试探电荷，试比较它们所受静电力的大小和电势能的大电荷，试比较它们所受静电力的大小和电势能的大小。小
16、。灵活应用物理量间关系静电力的功静电力的功电势差电势差（1 1）电势电势()bebebeWeUe （2 2）电场线较密的地方等势线也较密电场线较密的地方等势线也较密所以电荷量相等的试探电荷在所以电荷量相等的试探电荷在A点所受电场力点所受电场力大于在大于在B点所受电场力。点所受电场力。A A点的电场强度比点的电场强度比B B点的大点的大静电力静电力电场强度电场强度FEq电势能电势能电势电势电荷量相等的试探电荷在这两点的电势能相等电荷量相等的试探电荷在这两点的电势能相等A点和点和B点在同一个等势面上点在同一个等势面上p=Eq课堂小结知识的梳理知识的梳理核心素养的体现核心素养的体现1.物理观念2.科学思维3.科学探究4.科学态度与责任同学们，再见
