电势能和电势 高一下物理粤教版（2019）必修第三册

第一章

静电场的描述第4节

电势能和电势一个正电荷在匀强电场中只受到静电力F的作用，它在电场中由A点运动到B点时，静电力做了正功WAB。E

ABF是一种什么形式的能量在减少呢？由动能定理可知，该电荷的动能增加了WAB。根据能量守恒定律，动能增加就意味着有某种形式的能量在减少。1.通过讨论电场力对试探电荷做功，知道电场力做功与路径无关的特点，提高科学论证能力；2.将电场力做功与重力做功进行类比，理解电场力做功与电势能变化的关系，认识电势能的相对性，培养的能量观念；3.知道电势的定义方法及其定义公式、单位，体会比值定义法；4.知道等势面的定义，知道电场线一定垂直于等势面。01电场力做功

重力做功：W=mghh是高度差电场力做功：W=qEdd是位移重力做功具有跟路径无关的特点，电场力做功是否也具有这一特点?

讨论与交流：如图所示，在场强为E的匀强电场中，电量为+q的试探电荷沿三种不同路径从点A移动到点B，试讨论

(1)沿s1(AB)路径的电场力做功是多少？W1=qEd

讨论与交流：如图所示，在场强为E的匀强电场中，电量为+q的试探电荷沿三种不同路径从点A移动到点B，试讨论

(2)沿s2(ACB)路径的电场力做功是多少？W2=qELcosθ=qEd

讨论与交流：如图所示，在场强为E的匀强电场中，电量为+q的试探电荷沿三种不同路径从点A移动到点B，试讨论

(3)沿s3(ACB)路径的电场力做功是多少？W3=qEd1+qEd2+qEd3=qEd结论：电场力做功只与电量及其起点和终点的位置有关，与路径无关。2.电场力做功和电势能的关系（1）当WAB>0，则EpA>EpB,表明电场力做正功，电势能减小；（2）当WAB<0，则EpA<EpB,表明电场力做负功，电势能增加。WAB=EpA-EpB1.定义：电荷在电场中具有的势能叫电势能，用符号EP表示。02电势能3.电势能是相对的，具体数值与零势能面的选取有关；

通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为0，或把电荷在大地表面的电势能规定为0。多远算“无限远”呢？则电荷在电场中点A的电势能大小就等于将电荷从该点移到无穷远处电场力所做的功，即EpA=WAO4.电势能为电荷和对它作用的电场组成的系统共有。5.电势能是标量。qQ我们说某个电荷的电势能，只是一种简略的说法。1.电荷在某点的电势能，等于把它从该点移动到零势能面时静电力所做的功。EAB若以A点作为零势能面，则有

EPA-EPB=WAB因EPA=0，则EPB=-WAB如图，若A→B电场力所做功为WAB若以B点作为零势能面，则EPA-0=WAB即EPA=WAB

2.选择不同的零势能面，对于同一个带电体在同一点来说电势能大小是不相同的。6.电势能的大小：总结：电场中力的性质比值法

电场中能的性质【要求】电场的能的性质也是电场本身的一种属性，它只能由＿＿＿＿所决定，而与电场中有无放入试探电荷

。?物理量场源本身无关

试探电荷q↑电场力F↑电场力做功W↑有关×比值法？能否用“电势能EP”描述电场中能的性质吗？如何描述电场中能的性质

讨论与交流：如图所示，场强为E的匀强电场中，规定负极板的电势能为零(极板接地)。取极板附近一点O，从与点O

距离为d的点A，把一个电量q=q0的正试探电荷由点A移到点O，分析电场中能的性质。q0Edq0EdEd2q0Ed3q0Ed…nq0Ed2q0Ed3q0Ed…nq0EdEdEd…Ed

03电势4.意义：(1)电势有相对性,电场中某点的电势跟零电势的位置有关；(2)电势有固有性，电场中某点的电势的大小由电场本身决定，与该点是否放着电荷、电荷的电性、电荷量均无关

；(3)电势是标量，正负号不表示方向而表示大小，正值表示是高于零电势，负值表示是低于零电势，故沿电场线电势降低。1.定义：电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面。2.特点：(1)在同一等势面上移动电荷，电场力不做功；(2)电场线与等势面垂直，并指向电势低的等势面；(3)相邻等势面之间的电势之差通常是相等的。(4)不同等势面在空间不相交、不相切。04等势面同一等势面上的点，电势都相等

3.实例：几种常见的电场的电场线和等势面分布图例题：雷雨云层可以形成几百万伏以上的电压，足以击穿空气产生几十万安培的瞬间电流，电流生热使空气发光，形成闪电；空气受热突然膨胀发出巨响，发出雷声。如图所示，雷雨云底部的电势较地面低1.5×108V，闪电时，一个电子从雷雨云底部抵达地面，求它的电势能变化量。

1.(多选)下列说法中正确的是（）A.当两正点电荷相互靠近时，它们的电势能增大B.当两负点电荷相互靠近时，它们的电势能增大C.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能减小D.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能增大ABC2.(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5×10－6JCD3.一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图虚线所示，电场方向竖直向下。若不计空气阻力，则此带电油滴从a运动到b的过程中，能量变化情况为()A.动能减小B.电势能增加C.动能和电势能之和减少D.重力势能和电势能之和增加CEab4.（多选）如图所示，虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为φa、φ