电势能和电势课件高一上学期物理人教版

新课导入：将带+q

的小球静止放在电场中的A点，小球所受静电力F的方向？F小球在静电力F

作用下由A

点运动到B

点的过程中，静电力做功情况？小球动能的变化情况？什么形式的能量减少了，从而转化为了动能？温故知新：1.功的计算：

2.重力做功的特点:(1)与路径无关，由初、末位置的高度差来决定。

3.重力势能是相对的，须选定零势能参考面。重力做正功，重力势能减少重力做负功，重力势能增加

新知讲解：重力做功与路径无关，静电力做功是否也具有这一特点？一、静电力做功的特点+qMөABEFWAB=F·|AB|cosθ

=qE·|AM|W=qE·|AM|FWAMB=WAM+WMB=qE·|AM|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的起始位置和终止位置有关，与电荷经过的路径无关。将试探电荷+q放在电场强度E的匀强电场中沿不同路径从A点移动到B点，静电力对电荷做功分别为多少?对非匀强电场也适用F新知讲解：二、电势能Ep电做功的过程中伴随着能量的转化。问题中“所减少的能量”必定与静电力做功有关。1.电势能：电荷在电场中具有的势能。静电力做的功等于电势能的减少量2.静电力做功与电势能变化的关系：

静电力做正功，电势能减少静电力做负功，电势能增加课堂练习：1.如图在场强E=103N/C的匀强电场中，点电荷q=+1C从A移动到B，AB相距L=1m，电场力做功为多少？电势能如何变化？E+q+qFAB如何确定q在B点的电势能？解析：电场力做功W=qEL=103

JΔEP=−W=−103

J即电势能减少103

J新知讲解：二、电势能Ep电3.零势能点：电场中规定电势能为零的位置。（通常把离场源电荷无穷远处或大地处的电势能规定为零）4.电势能的大小：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。标量，没有方向，有正负，正负表大小。相对性5.电势能是电荷和电场所共有的。系统性课堂练习：2.将带电荷量为6×10－6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服静电力做了3×10－5J的功，再从B移到C，静电力做了1.2×10－5J的功，则：(1)电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能改变了多少？(2)如果规定A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少？(3)如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？解析：(1)WAC＝WAB＋WBC＝－1.8×10－5J

电势能增加了1.8×10－5J(2)

EpB＝EpA－WAB＝3×10－5J

，EpC＝EpA－WAC＝1.8×10－5J(3)EpA′＝EpB′＋WAB＝3×10－5J，EpC′＝EpB′－WBC＝－1.2×10－5J新知讲解：二、电势能Ep电6.电势能大小的五种判断方法：做功判断法无论正负电荷，只要电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增大。电场线判断法正电荷顺着电场线方向移动，电势能逐渐减小；逆着电场线方向移动，电势能逐渐增大。负电荷则相反。场源电荷法离场源正电荷越近，试探正电荷的电势能越大，试探负电荷的电势能越小；离场源负电荷越近，试探正电荷的电势能越小，试探负电荷的电势能越大。新知讲解：二、电势能Ep电6.电势能大小的五种判断方法：能量守恒法在电场中，若只有电场力做功时，电荷的动能和势能相互转化。动能增加，电势能减小；反之亦然。公式法由公式Ep=φq，φq的大小，正负一起带入。课堂练习：3.如图所示，直线上有O、a、b、c四点，ab间的距离与bc间的距离相等。在O点处固定正点电荷，若一带负电的粒子仅在静电力作用下先从c点运动到b点，再从b点运动到a点，则()A.两过程中静电力做的功相等B.前一过程中静电力做的功大于后一过程中静电力做的功C.前一过程中，粒子电势能不断减小D.后一过程中，粒子动能不断增加解析：场强方向由a指向c，带负电的粒子从c向a运动，静电力做正功，已知ab＝bc，因ab间场强大于bc间场强，由W＝qEl定性分析，Wcb<Wba，A、B错误；粒子从c点运动到b点，再从b点运动到a点过程中，静电力一直做正功，粒子电势能不断减小，动能不断增加，C、D正确。CD新知讲解：三、电势电场力的性质用场强E来描述，电场能的性质该用什么物理量描述？能否用“电势能”呢？EPA=qELcosθ

ALOθE+q规定电荷在O点的电势能为零。若放入+q的电荷在电场中A点，其在A点的电势能为多少？若放入+2q、+3q的电荷在电场中A点…电场能的性质是电场本身属性，只能由场源本身决定，与有无放入试探电荷无关。电势能的大小与试探电荷电量有关，故不能用电势能描述电场能的性质。新知讲解：三、电势φ1.定义：电荷在电场中某一点的电势能与它（试探电荷）的电荷量的比值。2.公式：

电荷量（C

）电荷在电场某点的电势能（J

）电势适用于任何电场,各个量必需带正负号比值定义式3.单位：伏特，符号V1V=1J/C标量，没有方向，有正负，正负表大小。4.电势零点的选择是任意的。（一般取无限远或大地的电势为0）沿电场线方向电势下降最快。新知讲解：三、电势φ5.电势能与电势的区别与联系：电势φ电势能Ep物理意义电场能的性质的物理量电荷在电场中某点所具有的能量相关因素只跟电场本身有关点电荷q和该点电势φ决定单位伏特V焦耳J联系或Ep＝qφ

，二者均是标量

4.把电荷量为q＝＋1.0×10－8C的电荷从无限远处移到电场中的A点，需要克服静电力做功W＝1.2×10－4J，那么：(1)q在A点的电势能和A点的电势各是多少？(2)q未移入电场前，A点的电势是多少？课堂练习：新知讲解：6.电势高低的四种判断方法：场源电荷正负法取无穷远处电势为零正电荷产生的电场中各点的电势均为正值，越靠近正电荷，电势越高；负电荷产生的电场中各点的电势均为负值，越靠近负电荷，电势越低。电场线方向法沿电场线方向，电势逐渐降低；逆着电场线方向，电势逐渐升高。三、电势φ新知讲解：6.电势高低的四种判断方法：三、电势φ电势能高低法正电荷的电势能大处电势高；负电荷的电势能大处电势低。电场力做功法电场力做正功，电势能减少，若为正电荷，电势降低；若为负电荷，电势升高。电场力做负功，电势能增加，若为正电荷，电势升高；若为负电荷，电势降低。5.某静电场的电场线分布如图所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ，电势分别为φP和φQ，则()A．EP＞EQ，φP＞φQ

B．EP＞EQ，φP＜φQC．EP＜EQ，φP＞φQ

D．EP＜EQ，φP＜φQA课堂练习：解析：P点处电场线分布的密集些，Q处电场线分布稀疏些，则EP＞EQ。图中电场线的方向由P指向Q，根据顺着电场线的方向，电势依次降落，有P点电势大于Q点电势。6.如图所示，实线是一个电场中的电场线，虚线是一个负试探电荷在这个电场中的轨迹，若电荷是从a处运动到b处，以下判断正确的是()A．电荷从a到b加速度减小B．b处电势能大C．b处电势高D．电荷在b处速度小BD课堂练习：解析：b处电场线比a处密，说明b处场强大于a处场强，所以b处加速度大于a处加速度，A错；由a到b电场力做负功，电势能增大，B对；试探电荷为负电荷，F的方向指向凹侧，所以电场线方向从疏到密，所以φa>φb，C错；由能量守恒，电势能增加，则动能减小，b点速度小，D对。新知讲解：7.两等量点电荷的连线上及连线的中垂