高中物理选修3-1学案5：1.4 电势能和电势
物理：1.4电势能和电势学案导学新人教版选修3-1
1.4电势能和电势学案（一）学习目标：1、理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系。
重点：理解掌握电势能、电势、。
难点：掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。
自主学习：一、静电力做功的特点：二、电势能：1、静电力做负功，2、静电力做正功，3、在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为，负电荷在任一点具有的电势能都为。
4、在负电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为，负电荷在任意一点具有的电势能都为。
5、电荷在电场中某一点A具有的电势能E P等于将该点电荷由A点移到电场力所做的功W的。
即E P=W6、若要确定电荷在电场中的电势能，应先规定的零位置。
一、静电力做功的特点让试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中沿几条不同路径从A点运动到B点，我们来计算这几种情况下静电力对电荷所做的功。
W＝F|AB|＝qE|AB| W＝F|AB|cosθ＝qE|AB| W＝W1+W2+W3+……其中F＝qE|AM|分析三种情况下的做功的数据结果，结合具体的问题情景，从中找到共同点和不同点，联系前面所学的知识，归纳得出相关的物理知识。
从中发现问题和知识结论。
结论：静电力做的功只与位置有关，与电荷无关。
拓展：该特点对于非匀强电场中也是成立的。
二、电势能寻找类比点：力做功只与物体位置有关，而与运动路径无关的事例在物理中有哪些呢？属于什么能？（移动物体时重力做的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。
）思考：静电力做功也与路径无关，是否隶属势能？我们可以给它一个物理名称吗？1．电势能：由于移动电荷时静电力做了功电荷能做功说明电荷具有能。
而且做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能我们叫做电势能。
电势能用E p表示。
【思考与讨论】如果做功与路径有关，那能否建立电势能的概念呢？2．讨论：静电力做功与电势能变化的关系通过知识的类比，让学生能从中感受到新知识的得出也可以通过已有获取。
高中物理 1.4电势能和电势导学案 新人教版选修3-1(2021年最新整理)
高中物理 1.4电势能和电势导学案新人教版选修3-1编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（高中物理1.4电势能和电势导学案新人教版选修3-1）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为高中物理 1.4电势能和电势导学案新人教版选修3-1的全部内容。
第一章静电场第四节电势能和电势【学习目标】1、理解静电力做功的特点，电势能的概念，电势能与电场力做功的关系。
2、理解电势的概念，明确电势能、电势、静电力的功，电势能的关系,了解电势与电场线的关系，等势面的意义以及与电场线的关系。
3、理解掌握电势差的概念、定义式与应用.【重点难点】重点:理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。
难点：掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。
预习案【自主学习】静电力做功的特点：结合课本图1。
4-1（右图）分析试探电荷q在场强为E的均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沿任意曲线线A到B:＿＿＿＿＿＿＿结论：在任何电场中，静电力移动电荷所做的功，只与＿＿＿＿＿＿＿有关，而与＿＿＿＿＿＿＿无关。
【学始于疑】探究案【合作探究一】电势能对比“重力势能的定义”；“重力做功与重力势能的变化关系”回答下列问题．问题1：什么是电势能？问题2：电场力做功与电势能变化的关系是怎样的？问题3：电势能的零点在什么地方？【合作探究二】电势问题:如图2所示的匀强电场,场强为E，取O点为零势能点,A点距O点为l，AO连线与电场强度反方向的夹角为θ.电荷量分别为q和2q的电荷在A点的电势能为多少？电势能是否相同？电势能与电荷量的比值是否相同？图2【合作探究三】等势面问题1:类比于地图上的等高线，回答什么是等势面？问题2：为什么等势面一定跟电场线垂直？归纳总结:【课堂小结/本节知识网络】一、电势能与电场力做功：电场力做正功，电荷的电势能减小；电场力做负功,电荷的电势能增加. 电场力做多少功，电势能就变化多少。
高中物理选修3-1教案设计.4 电势能和电势
EPA W 4 10 5 J
A
EPA q
4 10 5 2 10 6
V
20V
点评:电势的确定首先要确定零电势处, 且电势可以为负.
思考
在上面关于电势能和电势的讨 论及插图中,我们一直把试探电荷q 当作正电荷处理.请把q当做负电荷, 重复以上讨论.其结果与上面的结果 是否一致?
·B ·A ·Q
·C
在地图上我们常用等高线来表示地形的高低，与此相 似，电场中常用“等势面”来表示电势的高低。
四、等势面：电场中电势相同的各点构成的面。
（1）在同一等势面上移动电荷，电场力不做功； （2）等势面与电场线处处垂直； （3）等势面间的疏密程度表示了场强的大小；等
势面的法线表示了电场的方向，电场线的方 向是由高等势面指向低等势面。 （4）匀强电场的等势面是一组相互平行的疏密均 匀的平面；
正电荷从B点移到A 点时,静电力做负功,即电 荷克服静电力做功,电荷 的电势能增加.
二.电势能
1. 定义: 电场中的电荷由于受到电场力 作用而具有的势能。
2. 静电力做的功等于电势能的减少量
WAB = EPA – EPB =－ΔEP
例1. 如图,在场强
E
103
N
的匀强电场
C
中,点电荷q=+1C从A移动到B,AB相距L=1m,
(通常把离场源无限远处或大地表面的 电势能规定为零)
什么是比值定 义法?之前学过的什 么物理量是通过它 定义的?
讨论电势能与电荷的比值?
A+
E
L
取O点的电势能为零, 则:
θ
O
EPA = q E L COSθ
高中物理选修3-1学案4：1.4 电势能和电势
1.4 电势能和电势学习目标：1.知道静电力做功的特点，掌握静电力做功与电势能变化的关系． 2．理解电势能、电势的概念，知道参考点的选取原则． 3．知道什么是等势面，并能理解等势面的特点．自主学习：一、静电力做功的特点在电场中把点电荷q 从A 点移动到B 点，不管走什么路径，静电力所做的功都相同．说明静电力做功与电荷经过的路径无关，与电荷的起始位置和终止位置有关．(如图所示)二、电势能1．概念：电荷在电场中具有的势能． 2．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，W AB ＝E p A －E p B .⎩⎪⎨⎪⎧电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加.3．电势能的确定 (1)先确定零电势能位置．(2)通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零，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．电势能是相对的．[想一想] 1.当正电荷顺着电场线运动时，电势能是增加还是减少？当负电荷顺着电场线运动时呢？提示：正电荷顺着电场线运动时，电场力做正功，电势能减少；负电荷顺着电场线运动时，电场力做负功，电势能增加.三、电势1．概念：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值．2．公式和单位：电势的定义公式为φ＝E p q，单位是伏特，符号是V.3．相对性：电势也是相对的，常取离场源电荷无限远处的电势为零，大地的电势为零，电势可以是正值，也可以是负值，没有方向，因此是标量．4．与电场线关系：沿电场线的方向电势降低．[想一想] 2.电荷处在电场中，在电势越高的位置电势能越大吗？提示：不一定.正电荷在电势越高处电势能越大，负电荷在电势越高处电势能越小. 四、等势面1．定义：电场中电势相等的各点构成的面． 2．特点(1)等势面一定跟电场线垂直，即跟场强方向垂直．(2)电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面，两个不同的等势面永不相交． (3)两个等势面间的电势差是恒定的，但在非匀强电场中，两个等势面间的距离并不恒定，场强大的地方，两等势面间的距离小，场强小的地方，两等势面间的距离大．3．应用(1)由等势面可以判断电场中各点电势的高低及差别． (2)由等势面可以判断电荷在电场中移动时静电力做功情况．(3)已知等势面的分布和其形状，再根据电场线与等势面相互垂直的特点，就能描绘出电场线的分布情况，确定电场的分布．[想一想] 3.电势不相等的两个等势面能相交吗？提示：不同等势面电势不相等，若两等势面相交，则在交点处电势就有两个值，这与实际相矛盾，所以两等势面不相交.讲练互动：电场力做功特点和做功正负的判断1．对电场力做功特点的理解(1)电场力对电荷所做的功，与电荷的初末位置有关，与电荷经过的路径无关．该结论适用于任何静电场．(2)无论带电体在电场中做直线运动还是做曲线运动，无论带电体只受电场力作用还是受多个力作用，无论电场力做正功还是做负功，电场力做功的特点不变．2．电场力做功正负的判断(1)根据电场力和位移的方向夹角判断．夹角为锐角电场力做正功，夹角为钝角电场力做负功，夹角等于90°，电场力不做功．(2)根据电场力和瞬时速度方向的夹角判断．夹角是锐角电场力做正功，夹角是钝角电场力做负功，电场力和瞬时速度方向垂直时电场力不做功．(3)根据电势能的变化情况判断．若电势能增加，则电场力做负功；若电势能减小，则电场力做正功，若电势能不变，则电场力不做功．(4)若物体只受静电力作用，可根据动能的变化情况判断．若物体的动能增加，则电场力做正功，若物体的动能减少，则电场力做负功，若动能不变，则电场力不做功．特别提醒：计算电场力的功时要注意电荷的电性，移动的方向，场强的方向等，以便正确确定功的正负．如图所示为方向向下的匀强电场．两粒子M、N质量相等，所带电荷的绝对值也相等．现将M、N从O点以相同速度射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条曲线所示．a、b、c为曲线上的三个点，其中b点与O点连线与电场线垂直．若不计重力，则( )A．M带负电荷，N带正电荷B．M带正电荷，N带负电荷C．N在从O点运动至a点的过程中克服电场力做功D．M在从O点运动至b点的过程中，电场力对它做的功等于零[思路探究] (1)物体做曲线运动的条件是什么？(2)判断力做正、负功的方法是什么？[[解析]] 根据两粒子的运动轨迹可判断，M受向下的静电力，N受向上的静电力，分别与电场方向同向、反向，故M带正电，N带负电，A错误B正确．N粒子从O到a，电场力与位移Oa的夹角小于90°，做正功，C错误；M粒子从O到b，电场力与位移Ob垂直，故电场力做功等于零，D正确．故选BD.[[答案]] BD借题发挥带电体只在电场力作用下的能量转化规律(1)从动能定理角度考虑，带电体动能的变化量等于电场力对它做的功．(2)从电场力做功与带电体的电势能变化的关系考虑，带电体的电势能的减少量等于电场力对它做的功．(3)从能量守恒角度考虑，带电体动能的增加量等于它的电势能的减少量．1.如图所示表示某静电场等势面的分布，电荷量为1.6×10－9C的正电荷从A经B、C到达D点．从A到D，静电力对电荷做的功为( )A．4.8×10－8 J B．－4.8×10－8 JC．8.0×10－8 J D．－8.0×10－8 J[解析]选 B.静电力做功与电荷运动的路径无关，只与电荷的起始位置和终止位置有关．从A到D，静电力对电荷做的功为W＝U AD q＝(φA－φD)q＝(－40＋10)×1.6×10－9 J＝－4.8×10－8 J，A、C、D错误，B正确．电势能及其变化情况的判断1．电势能(1)电势能是由电场和电荷共同决定的，属于电荷和电场所共有的，我们习惯上说成电荷的电势能．(2)电势能是标量，有正负但没有方向，其正负表示大小．(3)电势能是相对的，其大小与选定的参考点有关．确定电荷的电势能，首先应先确定参考点，也就是零势能点的位置．(4)电势能和重力势能很类似，可作如下对比：2．电势能增减的判断方法(1)做功判断法无论正、负电荷，只要电场力做正功，电荷的电势能一定减小；只要电场力做负功，电荷的电势能一定增大．(2)电场线判断法①正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大．②负电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小．(3)电势判断法由公式E p＝qφ，正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势高的地方电势能小．有一带负电的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服电场力做功6×10－4 J．从B点移到C点，电场力做功9×10－4 J，问：(1)若以A点为零电势能点，B、C两点的电势能各为多少？A、C间的电势能之差为多少？(2)若以B点为零电势能点，A、C两点的电势能各为多少？A、C之间的电势能之差为多少？[思路探究] 电势能变化与电场力做功的关系是什么？[[解析]] (1)以A点为零电势能点，则E p A＝0，由电势能的变化与电场力做功的关系得：A→B：W AB＝E p A－E p B①E p B＝E p A－W AB＝0－(－6×10－4) J＝6×10－4 JB→C：W BC＝E p B－E p C②E p C＝E p B－W BC＝6×10－4 J－9×10－4 J＝－3×10－4 JA、C两点的电势能之差：ΔE p＝E p A－E p C＝0－(－3×10－4) J＝3×10－4 J.(2)以B点为零电势能点，则E′p B＝0A→B：由①式得：E′p A＝W AB＋E′p B＝－6×10－4 J＋0＝－6×10－4 JB→C：由②式得：E′p C＝E′p B－W BC＝0－9×10－4 J＝－9×10－4 JA、C两点的电势能之差为：ΔE ′p ＝E ′p A －E ′p B ＝－6×10－4J －(－9×10－4) J ＝3×10－4J. [[答案]] 见[解析]借题发挥(1)电势和电势能具有相对性，与零势面的选择有关．(2)由φ＝E p q求电势时，可将各量的“＋”、“－”直接代入计算，这样更方便．2．(2013·高考天津卷)两个带等量正电的点电荷，固定在图中P 、Q 两点，MN 为PQ 连线的中垂线，交PQ 于O 点，A 为MN 上的一点．一带负电的试探电荷q ，从A 由静止释放，只在静电力作用下运动，取无限远处的电势为零，则( )A ．q 由A 向O 的运动是匀加速直线运动B ．q 由A 向O 运动的过程电势能逐渐减小C．q运动到O点时的动能最大D．q运动到O点时的电势能为零[解析]选BC.由A向O的电场强度改变，加速度改变，选项A错误；q由A向O运动的过程，电场力始终做正功，过O点后电场力做负功，选项B、C均正确；无穷远处电势能为零，O点时电势能为负值，选项D错误．对电势的理解和电势高低的判断1．对电势概念的理解(1)电势的相对性①电势是相对的，只有先确定了零电势点的位置，才能确定其他点的电势．②电场中某点的电势跟零电势位置的选择有关．③实际问题中，常选取无限远处电势为零，或取大地电势为零．(2)电势的固有性电势φ是表示电场能量属性的一个物理量，电场中某点处φ的大小是由电场本身的条件决定的，与在该点处是否放着电荷、电荷的电性、电荷量均无关．(3)电势的矢标性①电势是标量，只有大小，没有方向．②电势有正、负，正值表示该点电势比零电势高，负值表示该点电势比零电势低．③当规定了无限远处电势为零时，正电荷产生的电场中各点的电势均为正值，且越靠近正电荷的地方电势越高．负电荷形成的电场则相反．2．电场中两点电势高低的判断方法(1)电场线法：沿电场线方向，电势越来越低．(2)场源电荷判断法：离场源正电荷越近的点，电势越高；离场源负电荷越近的点，电势越低．(3)电势能判断法：对于正电荷，电势能越大，所在位置的电势越高；对于负电荷，电势能越小，所在位置的电势越高．3．电势与电场强度的比较电势φ 电场强度E 物理意义描述电场的能的性质描述电场的力的性质大小①电场中某点的电势等于单位正电荷由该点移到零电势点时电场力做的功②φ＝E pq，φ在数值上等于单位正电荷在电场中该点具有的电势能①电场中某点的场强等于放在该点点电荷所受的电场力F 跟点电荷电荷量q的比值②E ＝F q，E 在数值上等于单位正电荷在该点所受到的静电力(2)沿电场线的方向电势降低，电势降低最快的方向沿电场线的方向．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E P 和E Q ，电势分别为φP 和φQ ，则( )A ．E P >E Q ，φP >φQB ．E P >E Q ，φP <φQC ．E P <E Q ，φP >φQD ．E P <E Q ，φP <φQ[[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E P >E Q .图中，电场线的方向是由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．[[答案]] A借题发挥沿场强方向电势降低，但电势降低的方向不一定是场强的方向．3．将一正电荷从无穷远处移入电场中M 点，电势能减少了8.0×10－9J ，若将另一等量的负电荷从无穷远处移入电场中的N 点，电势能增加了9.0×10－9J ，则下列判断正确的是( )A ．φM <φN <0B ．φN >φM >0C ．φN <φM <0D ．φM >φN >0[解析]选C.取无穷远处电势为0，则正电荷在M 点的电势能为－8.0×10－9J ，负电荷在N 点的电势能为9.0×10－9J ，则正电荷在N 点的电势能为－9.0×10－9J ．由φ＝E pq得：φM <0，φN <0.又因E p M >E p N ，所以φM >φN ，故C 正确．对等势面的认识1．几种典型的电场的等势面形状不规则的带电导体不规则曲面电场线等势面物理意义形象描述电场强度的强弱形象描述电场中各点电势的高低来源从正电荷发出，终止于负电荷电场中电势相同的各点构成的面图线特点带箭头的不闭合的曲线，两电场线不相交可以闭合，也可以不闭合，不同等势面不相交描述电场曲线上某一点的切线方向为场强方向，疏密表示场强大小等势面的垂线方向为场强方向，等差等势面的疏密表示场强大小做功情况电荷沿电场线移动时电场力必做功电荷沿等势面移动时电场力不做功联系(1)沿电场线方向电势降低(2)电场线与等势面垂直如图所示，虚线同心圆是一簇某静电场中的等势面，其电势分别是φa、φb和φc，一带正电粒子射入电场中，运动轨迹如图中实线KLMN所示．由图可知( )A．粒子从K到L的过程中，静电力做负功，电势能增加B．粒子从L到M的过程中，静电力做负功，电势能增加C．φa>φb>φcD．φa<φb<φc[思路探究] (1)如何由运动轨迹判断受力方向？(2)如何由等势面判断受力方向？[[解析]] 由等势面的分布规律可知，该电场为点电荷的电场．由运动轨迹可知，运动的正电荷跟场源电荷的相互作用是排斥，所以场源电荷是正电荷．根据电场线与等势面垂直，电场的分布是发散状辐射向外的．正电荷从K到L受静电力的方向背离圆心，与移动方向夹角大于90°，做负功，电荷的电势能增加，选项A正确；从L到M，可看做从跟轨迹有交点的同一等势面的点到M，受到的静电力与移动方向夹角小于90°，静电力做正功，电荷的电势能减少，选项B错误；根据电场线的方向是电势降低的方向可知选项D正确．故选AD.[[答案]] AD借题发挥粒子在同一等势面上的电势能是相等的，从同一等势面上的不同点移动电荷到某一点，静电力做功是相同的．4．(2013·高考上海卷)两异种点电荷电场中的部分等势面如图所示，已知A点电势高于B点电势．若位于a、b处点电荷的电荷量大小分别为q a和q b，则( )A．a处为正电荷，q a<q bB．a处为正电荷，q a>q bC．a处为负电荷，q a<q bD．a处为负电荷，q a>q b[解析]选B.根据A点电势高于B点电势可知，a处为正电荷，由于等势面密集处靠近b 电荷，故q a>q b，选项B正确．思维启迪方法技巧——等量点电荷的连线及其中垂线上电势变化的规律1．等量正点电荷(如图甲)：连线上中点O的电势最低，在中垂线上O点的电势却最高，从中点沿中垂线向两侧，电势逐渐降低，连线上A、A′和中垂线上B、B′对称等势．2．等量负点电荷：连线上中点的电势最高，中垂线上该点的电势最低．从中点沿中垂线向两侧，电势逐渐升高，连线上和中垂线上关于中点的对称点等势．3．等量异种点电荷(如图乙)：在从正电荷到负电荷的连线上电势逐渐降低，φA′>φA，中垂线是一等势线，φB＝φB′，若沿中垂线移动电荷，电场力不做功．[范例] 如图所示，在x 轴上相距为L 的两点固定两个等量异种点电荷＋Q 、－Q ，虚线是以＋Q 所在点为圆心、L2为半径的圆，a 、b 、c 、d 是圆上的四个点，其中a 、c 两点在x轴上，b 、d 两点关于x 轴对称．下列判断正确的是( )A ．b 、d 两点处的电势相同B ．四个点中c 点处的电势最低C ．b 、d 两点处的电场强度相同D ．将一试探电荷＋q 沿圆周由a 点移至c 点，＋q 的电势能减小[[解析]] 根据等量异种点电荷电场线及等势线的分布可知b 、d 两点电势相同，电场强度大小相等、方向不同，选项A 正确，C 错误．c 点电势为0，由a 经b 到c ，电势越来越低，正电荷由a 经b 到c 电势能越来越小，选项B 、D 正确．[[答案]] ABD[名师点评] 应熟练掌握等量同种、等量异种电荷的电场线、等势面的分布特点，此部分内容是历年高考热点.。
选修3-1 1.4电势能和电势 教案(DOC)
4．电势能和电势教材分析：本节内容为物理选修3－1中第一章静电场中第四节的教学内容，它处在电场强度之后，位于电势差之前，起到承上启下的作用。
它是课程教学中利用物理思维方法较多的一堂课，尤其是用类比的方法达到对新知识的探究，同时让学生就具体的物理知识迁移埋下思维铺垫。
教材从电场对电荷做功的角度出发，推知在匀强电场中电场力做功与移动电荷的路径无关。
进而指出这个结论对非匀强电场也是适用的，并与重力势能类比，说明电荷在电场中也是具有电势能。
电场力做功的过程就是电势能的变化量，而不能决定电荷在电场中某点的电势能的数值，因此有必要规定电势能零点。
对学生能力的提高和对知识的迁移、灵活运用给予了思维上的指导作用。
学情分析（1）已知学生对功的计算，重力做功的特点，重力做功与重力势能变化的关系，能量守恒定律等内容已相当熟悉（2）未知1．静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系；2．电势的概念，电势是描述电场能的性质的物理量；3．电势能、电势、静电力做功、电势能的关系；4．电势与电场线的关系；5．等势面的意义及与电场线的关系（3）想知运用物理原理和研究方法，解决一些与生产和生活相关的实际问题，增强科学价值观。
（4）难知掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题（5）错知等势面的相关概念教具准备投影仪、多媒体课件。
课时安排2课时教学过程［新课导入］问题：电场的两个基本性质是什么？电场的两个基本性质：电场对放入其中的电荷有力的作用（电场的力的性质），并使之具有能（电场的能的性质）。
我们已经建立了电场强度的概念，知道它是描述电场性质的物理量。
倘若把一个静止的试探电荷放入电场中，它将在静电力的作用下做加速运动，经过一段时间后获得一定的速度，试探电荷的动能增加了。
我们知道，这是静电力做功的结果，而功又是能量变化的量度，那么，在这一过程中，是什么能转化成试探电荷的动能呢？为此，我们首先要研究静电力做功的特点和电场力做功与能量变化之间的关系。
高中物理选修3-1导学案-静电场-4 电势能和电势
高中物理学修3-1导学案科目物理编制时间8 月 4 日编制者贾培清编号004 课题：静电场——4 电势能和电势班级姓名课前预习学案：预习目标：1、理解电势能、电势的概念。
2、能熟练应用电势能、电势的有关知识分析解决实际问题。
预习内容：1、静电力的功W=Fl=qEl，l应是沿电场线方向的位移，静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但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。
和重力势能一样要确定零势能位置，通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零。
比零电势能高的电势能为正，比零电势能低的电势能为负。
电势能用E P表示，单位：焦耳（J）3、电势能与静电力做功的关系：W AB=E P A－E P B，静电力做正功时电势能减少，静电力做负功时电势能增加。
4、电势(1)电势定义：φ=E P/q。
(2)电势是标量，单位：伏特，简称伏，用V表示，1V=1J／C。
(3)选离场源电荷无限远处电势为0：在正电荷的电场中，各点电势为正。
在负电荷电场中，各点电势为负。
(4)沿电场线方向，电势降低。
5、等势面：电场中电势相等的点构成的面(1)在同一等势面上的任意两点间移动电荷静电力不做功，等势面一定与电场线垂直。
(2)匀强电场中的等势面是与电场线垂直的一族平面。
6、电势能、电势的大小、正负的判断方法：(1)根据场源电荷判断：离场源正电荷越近电势越高，检验正电荷（或负电荷）的电势能越大（或越小），离场源负电荷越近电势越低，检验正电荷（或负电荷）的电势能越小（或越大）。
(2)根据电场线判断：顺着电场线的方向电势降低，检验正电荷（或负电荷）的电势能减少（或增加），逆着电场线的方向电势升高，检验正电荷（或负电荷）的电势能增加（或减少）。
(3)根据检验电荷判断：静电力对正电荷做正功时，正电荷由高电势（或电势能大）的点移向低电势（或电势能小）的点，电场力对负电荷做正功时，负电荷由低电势（或电势能大）的点移向高电势（或电势能小）的点。
高中物理选修3-1教案：1.4电势能和电势
渤海高中高二物理教案
主备人：使用人：时间：2018年9月13日
课题
1.4电势能和电势
课型
新授课
教学
重点
1、静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系。
2、电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。
依据：根据普通高中物理课程标准及2017高中物理考纲中要求学生理解物理概念及物理规律的确切含义
1、提出问题：静电力做功的特点。
2、电势能
3、提问电势概念
补充答案
1、学生回答。
2、学生根据问题讲解识点
学生分组讨论，交换不同意见
3、学生回答并补充。
1、承接自主学习
2、引起学生学习知识的欲望
3、让学生参与课堂活动，主动思考本节课重点内容。
7分钟
2
做议讲评环节
3.(2016·山东威海二模)如图所示,A,B,C为匀强电场中的三个点,已知∠CAB=60°,AB=2AC=2 cm, A=0 V, B=-8 V,将一带电荷量为q=3×10-5 C的正电荷从A点移到C点,电场力做功6×10-5 J,则下列说法正确的是(B)
4．零势能面的选择
三、电势
1．定义：φ＝EP/q
2．电势是标量，它只有大小没有方向，但有正负。
3．电场线指向电势降低的方向。电势顺线降低；顺着电场线方向，电势越来越低。
4．零电势位置的规定。
四、等势面
1．等势面：电场中电势相同的各点构成的面。
2．等势面与电场线的关系
3．应用等势面：由等势面描绘电场线
结论：静电力做的功只与电荷的起始位置和终点位置有关，与电荷经过的路径无关。
二、电势能
1．电势能：由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能我们叫做电势能。电势能用Ep表示。
选修3-1 1.4电势能和电势
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。
２、一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时， CD ) 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5×10－6J D．电荷的动能增加了5×10－6J
静电力作功，电势能改变
静电力做正功，电势能就减少 静电力做负功，电势能就增加
重力做正功，重力势能就减少 重力做负功，重力势能就增加
W重 = EP初-EP末
W电 = EP初-EP末
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。
EP 2、定义式： q
电势能 重力势能
EPB=3× 10-5 J EPC=1.8× 10-5 J
（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？ EPA= -3× 10-5 J EPC=-1.2× 10-5 J
4、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( C ) 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 O
３、将带电量为6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克 服电场力做了3×10-5J的功，再从B移到C，电场力做了 1.2×10-5J的功，则 （1）电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能共改变了多 少？ 增加了1.8× 10-5J.
（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？
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
学习内容 1.4电势能和电势
学习目标1、理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系。
2、理解电势的概念，知道电势是描述电场的能的性质的物理量。
3、明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。
4、了解电势与电场线的关系，等势面的意义及与电场线的关系。
学习重、难点
重点：理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。
难点：掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题学法指导自主、合作、探究
知识链接1．回顾：静电力、电场强度、重力势能的概念。
2．一个静止的试探电荷放入电场中，它在静电力的作用下将做加速运动而获得动能，请同学们思考：是什么能转化为试探电荷的动能？
学习过程
用案人
自我创
新
[自主学习]
一．静电力做功的特点
结合课本图1.4-1（右图）分析试探电荷q在场强为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，W1= 。
（2）q沿折线从A到M、再从M到B，W2= 。
（3）q沿任意曲线线A到B，W3= 。
结果：
结论：。
静电力做功特点与重力做功一样吗？
二．电势能（与重力势能相类比）
）
零电势的选择有关，即电势的数值决定于零电势的选择．
讨论（合作学习）：
1、电势的高低与电场线的关系：。
2、正电荷的电场中电势为正，负电荷的电场中电势为负
四．等势面
⑴．定义：电场中电势相等的点构成的面
⑵．几种电场的电场线及等势面（虚线）
（3）等势面的特点
1、在等势面上移动电荷，电场力不做功
2、电场线（或E）⊥等势面
3、电场线由高的等势面指向低的等势面
4、等势面不相交，可以闭合
5、静电平衡的导体是等势体，表面是等势
面（了解）
7、沿电场方向电势降低最快（场强方向是电势降落最快的地方）
特别说明：（结合上面图理解）
①等量同种电荷（正）连线和中线上
连线上：中点电势最小
中线上：由中点到无穷远电势逐渐减小，无穷远电势为零。
②等量异种电荷连线上和中线上
20
10
连线上：由正电荷到负电荷电势逐渐减小。
中线上：各点电势相等且都等于零。
达标检测1、电荷在电场中移动时的下列判断中，正确的是（）
A．正电荷顺着电场线移动，电场力做功，电势能增加
B．正电荷逆着电场线移动，克服电场力做功，电势能减少
C．负电荷顺着电场线移动，克服电场力做功，电势能减少
D．负电荷逆着电场线移动，电场力做功，电势能减少
2、如图所示，A、B、C为电场中同一电场线上的三点，设电荷在电场中只受电场力作用，则下列说法正确的是（）
A、若在C点无初速释放正电荷，电荷向B运动，电势能减小
B、若在C点无初速释放正电荷，电荷向B运动，电势能增大
C、若在C点无初速释放负电荷，电荷向A运动，电势能增大
D、若在C点无初速释放负电荷，电荷向A运动，电势能减小
3、如图6，在点电荷＋Q电场中，以＋Q为球心的同一球面上有A、B、C三点，把正检验电荷从球内P点移到A、B、C各点时电场力作功W PA、W PB、W PC的大小关系为________．
4、如图7，a、b、c、d为某电场中的等势面，一带正电粒子飞
入电场后只在电场力作用下沿M点到N点的虚线运动．由图可知，
四个等势面电势U a、U b、U c、U d由高到低的排列顺序是_______，
带电粒子在M、N两点中，电势能较大的是_________点．
5、如图3，绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为E．在与环心等高处放有一质量为m、带电＋q的小球，由静止开始沿轨道运动，下述说法正确的是（）
A．小球在运动过程中机械能守恒
B．小球经过环的最低点时速度最大
C．小球经过环的最低点时对轨道压力为（mg＋Eq）
D．小球经过环的最低点时对轨道压力为3（mg－qE）
6、若带正电的小球只受电场力的作用，则它在任意一段时间内（）
A．一定沿着电场线由高电势向低电势运动
B．一定沿着电场线由低电势向高电势运动
C．不一定沿电场线运动，但一定由高电势向低电势运动
D．不一定沿电场线运动，也不一定由高电势向低电势运动
7、在静电场中，关于场强和电势的说法正确的是（）
A．电场强度大的地方电势一定高
B．电势为零的地方场强也一定为零
C．场强为零的地方电势也一定为零
D．场强大小相同的点电势不一定相同
8、在匀强电场中有a、b、c三点，位置关系如图52-6所示，其中ab=√3 cm，bc=1cm已知电场线与abc三点所在的平面平行,若将电量为-2×10－８C的点电荷从a 移到b，电场力不做功，而把该电荷从a移到c，电场力做功为1.8×10－７J
(1)画出通过 a、b、c 三点的电场线
(2)求该匀强电场的电场强度
--☆参考答案☆-- 1、D 2、A 3、W PA=W PB=W PC
4、U a>U b>U c>U d，N
5、C
6、D
7、D
8、。