2020-2021学年新教材物理人教版必修第三册学案第十章第一节电势能和电势

1、第十章 第 1 节 电势能和电势学习目标1. 明确静电力做功的特点即静电力做功与路径无关。2.理解静电力做功与电势能变化的关系，理解电势能的概念 ，认识电势能的相对性。 重点难点1.知道电势的定义方法和定义式、单位。2.知道电势与电场线的关系。自主探究一、静电力做功的特点是 二、电势能.1.电势能的定义: .用表示.2.静电力做功与电势能变化的关系 : .3.如何求电荷在某点处具有的电势能 ? . 4.零势能面的选择 : .三、电势1.定义 : .2.电势是3. 电 场 线 指 向 电 势,它只有,没有方向,但有正负.的 方 向 . 顺 着 电 场 线 方 向 , 电 势 越 来越.4.零电势

2、位置的规定 : . 探究思考一、静电力做功的特点【探究 1】如图所示 ,质量为 m 的物体在重力场中 ,分别 :AB pA pB p(1)沿折线从 A 运动到 B;(2)沿直线从 A 运动到 B;(3)沿曲线从 A 运动到 B.重力分别做多少功 ?重力做功的特点是什么 ?重力做功与重力势能的关系是什 么?【思维导引】结合教材图 10.1-2,分析如图所示的试探电荷 q 在电场强度为 E 的匀强电场中沿不同路径从 A 运动到 B 电场力做功的情况.(1)q 沿直线从 A 到 B;(2)q 沿折线从 A 到 M、再从 M 到 B;(3)q 沿任意曲线从 A 到 B.二、静电力做功与电势能的关系【探

3、究 2】在重力场中由静止释放质点 ,质点一定加速运动,动能增加 ,势能减少 ; 如图所示 ,在静电场中 , 静电力做功使试探电荷获得动能 , 是什么转化为试探电荷的 动能的?【探究 3】重力做的正功等于减少的重力势能 ,克服重力做的功等于增加的重 力势能,用公式表示为 W =E -E =-E .那么,静电力做功与电势能的关系呢 ?【案例分析】分析对不同的电荷从 A 运动到 B 的过程中电势能的变化情况 .【探究 4】如何确定电荷在某点处具有的电势能 ?(类比分析 :如何求出 A 点的重力势能呢 ?进而总结出电势能的求法 .)【拓展】零势能面的选择 :通常把电荷离场源电荷无限远处的电势能规定为零

4、 , 或把电荷在大地表面上的电势能规定为零 .【探究 5】重力势能是物体和地球组成的系统所共有的 ,那么电势能是否也是 电荷和电场所共有的呢 ?(1)若被移动电荷的极性、电荷量不同 ,对其电势能有何影响 ?(2)若电荷所处电场发生变化 ,对位于其中的电荷的电势能有何影响 ?(3)若电场中没有电荷或者空间不存在电场 ,还有电势能吗 ?三、电势【探究 6】如何判断电势的高低呢?随堂训练1.一点电荷从电场中的 A 点移动到 B 点,静电力做功为零,则以下说法中正确的是( )A.A、B 两点的电势一定相等B.A、B 两点的电场强度一定相等C.该点电荷一定始终沿等势面运动D.作用于该点电荷的静电力方向与

5、其移动方向一定是始终垂直的a b a 2.如图所示,a、b、c 为电场中同一条水平方向电场线上的三点,c 为 ab 中点.a、b 电势分别为 U =5V、U =3V.下列叙述正确的是( )A.该电场在 c 点处的电势一定为 4VB.a 点处的场强 E 一定大于 b 点处的场强 EbC.一正电荷在 c 点的电势能一定大于在 b 点电势能D.一正电荷运动到 c 点时受到的电场力由 c 指向 a3.关于电势和电势能的说法正确的是( )A.电荷放在电势越高的位置电势能越大B.在电场中电势越高的位置,电荷的电量越大所具有的电势能就越大C.在正点电荷电场中的任意一点处,正电荷具有的电势能一定小于负电荷具有

6、的电势能D.在负点电荷电场中的任意一点处,正电荷具有的电势能一定小于负电荷具有的电势能 4.关于电势的高低, 下列说法正确的是( )A.沿着电场线的方向电势不一定降低B.电势降低的方向一定是电场线的方向C.正电荷只在电场力的作用下,一定向电势低的地方移动D.负电荷只在电场力的作用下由静止释放,一定向电势高的地方移动5.某电场的电场线分布如图所示，以下说法错误的是( )Ac 点场强大于 b 点场强Ba 点电势高于 b 点电势C若将一试探电荷+q 由 a 点释放，它将沿电场线运动到 b 点D若在 d 点再固定一点电荷Q，将一试探电荷+q 由 a 移至 b 的过程中，电势能减小AB ABABAB A

7、BA答案以及解析1.答案：A解析：分析:根据电场力做功公式 W =qU ,静电力做功为零,U =0,A、B 两点电势相等,电场强度不一定相等 . 电场力做功只与电荷的初末位置有关 , 与路径无关 , 可判断电荷不一定沿等势 面移动,静电力就不一定与移动方向垂直.解答:解:A、根据电场力做功公式 W =qU ,静电力做功为零,U =0,A、B 两点电势相等,故 A 正确.B、电场强度与电势没有直接关系,电势相等,场强不一定相等.故 B 错误.C、D 电场力做功只与电荷的初末位置有关,与路径无关,电场力做功为零,电荷不一定沿等势面 移动,静电力不一定与移动方向垂直.故 C、D 错误.故选 A.点评

8、:电场力与重力相似,做功只与初末位置有关,与路径无关.2.答案：C解析：A、当该电场是匀强电场时,由于沿电场方向相同距离电势差相等,则场在 c 点处的电势一定为 4V.当该电场不是匀强电场时,在 c 点处的电势不一定为 4V.故 A 错误.B、一条电场线无法比较电场线的疏密,就无法比较场强的大小,则 a 点处的场强 Ea 不一定大于 b 点处的场强 Eb.故 B 错误.C、由题,a 点的电势高于 b 点的电势,根据正电荷在电势高处电势能大可知,正电荷从c 点运动到 b 点电势能一定减少.故 C 正确.D、由题可判断电场线方向从 a 指向 b,正电荷运动 到 c 点时受到的电场力由 a 指向 b

9、.故 D 错误.故选 C3.答案：D解析：A、正电荷放在电势越高的位置电势能越大 ,而负电荷放在电势越高的位置电势能越小 . 故 A 错误.B、在电场中电势越高的位置 ,电荷的电量越大所具有的电势能不一定越大 ,与电荷的电性、电 势的正负有关.故 B 错误.C、无穷远处电势为零 ,在正点电荷电场中任意一点的电势为正值 ,则正电荷具有的电势能一定 大于负电荷具有的电势能.故 C 错误.D、无穷远处电势为零,在负点电荷电场中任意一点的电势为负值,则正电荷具有的电势能一定 小于负电荷具有的电势能.故 D 正确.故选 D4.答案：D解析：沿着电场线方向电势逐渐降低.故 A 错误.沿着电场线方向电势降低

10、,但是电势降低的方向不一定是电场线的方向,电势降低最快的方向是电场线的方向,故 B 错误.正电荷受力方向为电场强度的方向,正电荷的速度方向不确定,正电荷不一定向电势低的地方移动,所以 C 错误;负电荷受力方向为电场强度的反方向,负电荷由静止释放,一定向电势高的地方移动,所以 D 正确. 5.答案：AC解析：电场线密的地方场强大,所以 b 点场强大于 c 点场强，A 错误;沿若电场线方向电势降低，则 a 点电势高于 b 点电势，B 正确； 由图可知,该电场不是匀强电场，a、b 所在电场线是曲线，说明电场的方向是不断变化的，所以若将一试探电荷+q 由 a 点静止释放.它不可能沿电场线运动到 b 点,C 错 误 ; 若 不 加 点 电 荷 - Q ，将 一 试 探 电 荷 + q 从 a 点移到 b 点的过程中，电势降低，则电场力做正功，因此电势能减小;若在 d 点再固定一点电荷-Q，-Q 产生的电场中，a 点距-Q 远-些，所以 a 点的电势高,所以将一试探电荷+q 由 a 移 至 b 的过程中，电势能也减小，故在 d 点再固定一点电荷-