2018学年第一学期人教版高二物理选修3-1第一章第四节《电势能和电势》学案

1、.选修3-1 第一章 静电场第四节 电势能和电势年级： 班级： 学号： 姓名： 学习目的：1.知道静电力做功的特点，掌握静电力做功与电势能变化的关系.2.理解电势能、电势的概念，能根据电场线判断电势上下.3.知道什么是等势面，并能理解等势面的特点 学习过程：【新知探究】一、静电力做功与电势能导学探究1如图2所示，试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中，沿直线从A挪动到B，静电力做的功为多少？假设q沿折线AMB从A点挪动到B点，静电力做的功为多少？图22假设q沿任意曲线从A点挪动到B点，静电力做的功为多少？由此可得出什么结论？3比照电场力做功和重力做功的特点，它们有什么一样之处？重力做功引起重力势

2、能的变化，电场力做功引起什么能的变化？知识深化1静电力做功的特点1静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但与详细途径无关，这与重力做功特点相似2静电力做功的特点不受物理条件限制，不管静电力是否变化，是否是匀强电场，是直线运动还是曲线运动，静电力做功的特点不变2电势能1电势能是由电场和电荷共同决定的，是属于电荷和电场所共有的，我们习惯上说成电荷在电场中某点的电势能2电势能是相对的，其大小与选定的参考点有关确定电荷的电势能，首先应确定参考点，也就是零势能点的位置3电势能是标量，有正负但没有方向电势能为正值表示电势能大于参考点的电势能，电势能为负值表示电势能小于参考点的电势能3静电力做功与电势

3、能变化的关系1WABEpAEpB.静电力做正功，电势能减小；静电力做负功，电势能增加2正电荷在电势高的地方电势能大，而负电荷在电势高的地方电势能小例1将带电荷量为6×106 C的负电荷从电场中的A点移到B点，抑制静电力做了3×105 J的功，再从B移到C，静电力做了1.2×105 J的功，那么：1电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能共改变了多少？2假如规定A点的电势能为零，那么该电荷在B点和C点的电势能分别为多少？3假如规定B点的电势能为零，那么该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？二、电势导学探究如图3所示的匀强电场，电场强度为E，取O点为零势能点，A点距

4、O点的间隔 为l，AO连线与电场强度反方向的夹角为.1电荷量分别为q和2q的试探电荷在A点的电势能分别为多少？2电势能与电荷量的比值是否一样？3电势能与电荷量的比值与试探电荷的电荷量是否有关系？知识深化1电势的相对性：电场中某点的电势是相对的，它的大小和零电势点的选取有关在物理学中，常取离场源电荷无限远处的电势为零，在实际应用中常取大地的电势为零2电场的固有性：电势是表示电场的能的性质的物理量，电场中某点的电势取决于电场本身，而与在该点是否放有电荷、电荷的电性及电荷量均无关3电势的标量性：电势虽然有正负，但电势是标量电势为正值表示该点电势高于零电势，电势为负值表示该点电势低于零电势，正负号不表

5、示方向4电势的定义式：，公式中的Ep、q在运算时均需代入正、负号例2假如把电荷量为q1.0×108 C的电荷从无限远处移到电场中的A点，需要抑制静电力做功W1.2×104 J，那么：1q在A点的电势能和A点的电势各是多少？2q未移入电场前，A点的电势是多少？例3将一正电荷从无穷远处移入电场中M点，电势能减少了8.0×109 J，假设将另一等量的负电荷从无穷远处移入电场中的N点，电势能增加了9.0×109 J，那么以下判断中正确的选项是AMN0 BNM0CNM0 DMN0小结：电势上下的判断方法1电场线法：沿电场线方向，电势越来越低2电势能判断法：由知，对

6、于正电荷，电势能越大，所在位置的电势越高；对于负电荷，电势能越小，所在位置的电势越高三、等势面导学探究1类比地图上的等高线，简述什么是等势面？2当电荷从同一等势面上的A点移到B点时，电荷的电势能是否变化？电场力做功情况如何？知识深化1等势面的特点及应用1在等势面上挪动电荷时静电力不做功，电荷的电势能不变2电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面，由此可以绘制电场线，从而可以确定电场的大体分布3等差等势面密的地方，电场强度较强；等差等势面疏的地方，电场强度较弱，由等差等势面的疏密可以定性确定场强大小4任意两个等势面都不相交2几种常见电场的等势面如图4所示图41点电荷的等势面是以

7、点电荷为球心的一簇球面2等量异号点电荷的等势面：点电荷的连线上，从正电荷到负电荷电势越来越低，中垂线是一条等势线3等量同号点电荷的等势面：等量正点电荷连线的中点电势最低，两点电荷连线的中垂线上该点的电势最高，从中点沿中垂线向两侧，电势越来越低等量负点电荷连线的中点电势最高，两点电荷连线的中垂线上该点的电势最低从中点沿中垂线向两侧，电势越来越高4匀强电场的等势面是垂直于电场线的一簇平行等间距的平面例4空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势面分布如图5所示，a、b、c、d为电场中的4个点那么图5AP、Q两点处的电荷等量同号Ba点和b点的电场强度一样Cc点的

8、电势低于d点的电势D负电荷从a到c，电势能减少针对训练 多项选择如图6所示，实线表示一簇关于x轴对称的等势面，在轴上有A、B两点，那么图6AA点场强小于B点场强BA点场强方向指向x轴负方向CA点场强大于B点场强DA点电势高于B点电势【练习拓展】1静电力做功的特点多项选择以下说法正确的选项是A电荷从电场中的A点运动到B点，途径不同，静电力做功的大小就可能不同B电荷从电场中的某点出发，运动一段时间后，又回到了该点，那么静电力做功为零C正电荷沿着电场线运动，静电力对正电荷做正功，负电荷逆着电场线运动，静电力对负电荷做正功D电荷在电场中运动，因为静电力可能对电荷做功，所以能量守恒定律在电场中并不成立2

9、电势多项选择关于电势，以下说法正确的选项是A电场中某点的电势大小等于单位正电荷从该点挪动到零电势点时，电场力所做的功B电场中某点的电势与零电势点的选取有关C由于电势是相对的，所以无法比较电场中两点的电势上下D电势是描绘电场的能的性质的物理量3等势面某电场中的等势面如图7所示，以下关于该电场的描绘正确的选项是图7AA点的电场强度比C点的小B负电荷在A点的电势能比在C点的电势能大C电荷沿等势面AB挪动的过程中，电场力始终不做功D正电荷由A挪动到C，电场力做负功 4静电力做功与电势能的变化多项选择如图8所示，a、b、c为电场中同一条电场线上的三点，其中c为a、b的中点假设一个运动的正电荷先后经过a、b两点，a、b两点的电势分别为a3 V，b7 V，那么图8Aa点的场强一定小于b点的场强Ba点场强有可能等于b点场强C正电荷在a点的动能小于在b点的动能D正电荷在