高中物理新教材优质课公开课导学案10.1　电势能和电势（导学案）（原卷版）.doc

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第十章静电场中的能量

§10-1电势能和电势

一、学习目标

1.知道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。

3．知道电势的定义方法及其定义式、单位。

4．会根据电场力做功判断电势能的变化。

5．会分析判断电势的高低。

二、学习过程

【问题探究】1．如图所示，试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中，沿直线从A移动到B，静电力做的功为多少？若q沿折线AMB从A点移动到B点，静电力做的功为多少？

若q沿任意曲线从A点移动到B点，静电力做的功为多少？由此可得出什么结论？

2．对比电场力做功和重力做功的特点，它们有什么相同之处？重力做功引起重力势能的变化，电场力做功引起什么能的变化？

【知识点1】静电力做功的特点电势能

1．在匀强电场中移动电荷时，静电力所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．

2．电势能：电荷在电场中具有的势能，用Ep表示．

3．静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于电势能的减少量．表达式：WAB＝EpA－EpB.

(1)静电力做正功，电势能减少；(2)静电力做负功，电势能增加．

4．电势能的大小：电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到零势能位置时静电力所做的功．

5．电势能具有相对性

电势能零点的规定：通常把电荷在离场源电荷无限远处或把电荷在大地表面的电势能规定为0.

例题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，路径不同，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，则静电力做功为零

C．正电荷沿着电场线方向运动，静电力对正电荷做正功，负电荷逆着电场线方向运动，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

跟踪训练：（多选）如图所示，在匀强电场中将一个正点电荷从A点移到B点，分析这个过程以下说法中正确的是（）

A．电场力做正功 B．电场力做负功

C．正点电荷的电势能增加 D．正点电荷的电势能减少

例题2、如图所示，固定在Q点的正点电荷的电场中有M、N两点，已知，下列叙述正确的是（）

A．若把一正点电荷从M点沿直线移到N点，则静电力对该电荷做正功，电势能减少

B．若把一正点电荷从M点沿直线移到N点，则该电荷克服静电力做功，电势能增加

C．若把一负点电荷从M点沿直线移到N点，则静电力对该电荷做正功，电势能减少

D．若把一负点电荷从M点沿直线移到N点，再从N点沿不同路径移回到M点，则该电荷电势能不变

跟踪训练：将带电荷量为1×10─8C的正电荷，从无限远处移到电场中的A点，要克服电场力做功1×10─6J，（以无限远处电势为零）求：

（1）电荷的电势能是增加还是减少？求出电荷在A点的电势能？

（2）A点的电势是多少？

（3）在A点放上一个带电荷量为2×10─8C的负电荷，该电荷具有的电势能是多少？

【问题探究】在如图所示的匀强电场中，电场强度为E，取O点为零势能点，A点距O点的距离为l，AO连线与电场强度反方向的夹角为θ.

(1)电荷量分别为q和2q的正试探电荷在A点的电势能分别为多少？

(2)不同电荷在同一点的电势能与电荷量的比值是否相同？

(3)不同电荷在同一点的电势能与电荷量的比值与试探电荷的电荷量是否有关系？

【知识点2】电势

1．定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比．

2．公式：φ＝eq\f(Ep,q).

3．单位：在国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是V，1V＝1J/C.

4．电势高低的判断：沿着电场线方向电势逐渐降低．

5．电势的相对性：只有在规定了零电势点之后，才能确定电场中某点的电势，一般选大地或离场源电荷无限远处的电势为0.

6．电势是标量，只有大小，没有方向．

例题3、如图，带箭头的实线表示某静电场的电场线，虚线表示其等势面。已知a、b、c三点的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec，电势分别为φa、φb、φc。则（）

A．Ea＜Eb，φb＝φc B．Ea＞Eb，φa＞φb

C．Ea＞Eb，φa＜φb D．Eb＞Ec，φb＝φc

例题4、如图所示，电场中有A、B两点，则下列说法中正确的是（）

A．电势＞，场强EA＞EB

B．电势＜，场强EA＜EB

C．将+q电荷从A点移动到B电势能变大

D．将-q电荷从A点移动到B电势能变大

例题5、如图所示，在同一条电场线上有A、B、C三点，三点的电势分别是φA=5V、φB=-2V、φC=0，将电荷量q=-6×10-6C的点电荷从A移到B，再移到C。

（1）该电荷在A点、B点、C点具有的电势能各是多少？

（2）将该电荷从A移到B和从B