电势能和电势【知识精讲+拓展提升】 高二物理 备课精研课件 （人教版2019必修第三册）

第1节电势能和电势第十章静电场中的能量课标定位1、理解电场力做功的特点；2、通过类比法建构电势能概念；3、通过比值定义法建构电势概念；4、电场力做功与电势能变化的对应关系。素养阐释1、物理观念：电势能、电势2、科学思维：体会类比法建构电势能，归纳法、比值定义法等思维方法建构电势概念的过程，提升科学探究的能力。引入问题：一个带正电的试探电荷在匀强电场中某点由静止释放，若只受静电力作用，将如何运动?动能如何变化？E在电场力作用下电荷加速运动，试探电荷的动能增加.+F思考：是什么能转化为试探电荷的动能呢?地球负电荷m+q用类比法研究电场中的能量的性质重力场电场mgqE场方向场方向地球附近的重力场跟负电荷的电场相似一、静电力做功的特点在电场中，静电力做功也与路径无关吗？你将创设怎样的情境来论证这一问题呢？类比：在重力场中，重力做功与路径无关

如图，在匀强电场中把正电荷q沿三种不同的路径从A点移到B点，求静电力做的功分别是多少？BMAFq+甲乙丙E

先独立思考，根据功的公式写出三种情况下的结果表达式，然后阅读课本相关内容，并做好自由发言准备。θMEW=F·|AB|cosθ=qE·|AM|1.将电荷q从A沿直线移至B:AB+qFθMEAB2.将电荷q从A沿折线移至B:对AM:W1=qE·|AM|对MB:W2=0对全程:W=W1+W2=qE·|AM|+qFθ3.将电荷q从A沿曲线移至B:MөEAB+qFEAB+qF+qF+qF+qFW=W1+W2+W3+…

=qE·|AM|W1=qE·x1W2=qE·x2W3=qE·x3…………Mx1+x2+x3+…=?x1x2微元法结论:静电力做功的特点

在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷经过的路径无关,只与电荷的起始位置和终止位置有关。此结论对于非匀强电场也适用思考：电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢？【课堂反馈1】(多选)下列说法正确的是(

)A．电荷从电场中的A点运动到B点，每次经过的路径不同，电场力做的功可能不同B．电荷从电场中的某点开始出发，运动一段路径后，又回到了该点，则电场力做功为零C．正电荷沿着电场线运动，电场力对正电荷做正功，负电荷逆着电场线运动，电场力对负电荷做正功D．电荷在电场中运动，因为有电场力对电荷做功，所以能量守恒定律在电场中不成立BC二、电势能h回顾重力做功的特点?ABCmg

mg

mg

1.重力场中，由于重力做功与路径无关，同一物体在地面附近的同一位置才具有确定的重力势能。2.重力势能:3.在静电场中，是否也存在与位置有关的势能呢？类比可以给出电势能的概念。用类比法研究电场能的性质重力场电场类比1.静电力做功与电荷经过的路径无关,只与电荷的起始位置和终止位置有关。2.电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做电势能。W电与电势能的关系?1.与路径无关,由初末位置的高度差来决定。2.重力做功WG与重力势能的关系：3.重力势能:等于将物体由该点移至零势能点重力所做的功。AB++AB－－1、定义：电荷在电场中受到电场力而具有的与位置有关的势能叫做电势能，用Ep表示。2、电场力做的功等于电势能的减少量静电力对电荷做正功，电荷的电势能减小静电力对电荷做负功，电荷的电势能增大

思考：怎样求电荷在电场中某位置时具有的电势能？②电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功。

①电势能与重力势能一样，具有相对性。必须先规定零电势能点。MEABө+q+qF比如：规定电荷在B点的电势能为零【课堂检测2】（多选）一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场力做了5×10－6J的功，那么()A．电荷在B处时将具有5×10－6J的电势能B．电荷在B处将具有5×10－6J的动能C．电荷的电势能减少了5×10－6JD．电荷的动能增加了5×10－6JCD

思考：电场的力的性质我们用场强E来描述，那么电场的能的性质我们又应该用什么物理量来描述呢？能否用“电势能”呢？A0lθE-该比值与q无关，仅与电场及A点的位置有关，叫做电势设Ep0=0，从A到O过程中零势能参考点∴EpA

=qElcosθ

三、电势(electricpotential)1、定义：

电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。3、定义式：(计算时要代入正负号)2、物理意义：反映电场能的性质，由电场本身的性质决定的，与是否引入电荷，以及引入电荷的电性和电量无关。4、单位：伏特，符号为V1V=1J/C5、电势只有大小，没有方向，是标量(有正负)，正值表示该点电势比零高，负值表示该点电势比零低。6、电势具有相对性类比电势高度电势能重力势能确定电势，应先规定电场中某处的电势为零。(一般选取无穷远电势为0，实际应用中常取大地电势为0)如何利用电场线比较电势的高低？沿着电场线方向,电势将怎样变化?ABE7.沿电场线(场强)方向电势逐渐降低思考与讨论电势降低的方向就是电场线的方向吗？不一定公式性质意义图解电场强度EE=F/q矢量描述电场的力的性质电势φφ=Ep/q标量描述电场的能的性质电场强度与电势的比较

思考：场强度大的的地方电势是否一定高？反之又如何？ABCD结论:E大处φ不一定高(低)；φ高处E不一定大(小)EA>EB,φA>φBEC>ED,φC<φD【课堂检测3】如图所示，a、b、c是某电场中的三条电场线，PQ为一带正电粒子只在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹．由此可以知道（）A.Q点电势比P点高B.带电粒子通过P点时的电势能较小C.带电粒子通过P点时的动能较小D.带电粒子通过P点时的加速度较小AB课堂小结1、静电力做功的特点2、电势能3、电势在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷经过的路径无关,只与电荷的起始位置和终止位置有关。沿着电场线的方向，电势逐渐降低【课堂检测1】如图所示,在等量正点电荷形成的电场中,它们连线的中垂面ab上,有一电子,从静止开始由a运动到b的过程中(a、b相对O对称),下列说法正确的是()A.电子的电势能始终增多B.电子的电势能始终减少C.电子的电势能先减少后增加D.电子的电势能先增加后减少COab++EEFF做正功做负功电势能减少电势能增加

【课堂检测3】某静电场的电场线分布如图所示，图中A、B两点的电场强度大小分别为EA和EB，电势分别为φA和φB，将带电量为q的负电荷分别放在A、B两点时具有的电势能分别为EpA和EpB，则有