人教版高二物理选修3-1第一章静电场第四节《电势能和电势》课件(共13张PPT)
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人教版高中物理选修3-1第1章第4节电势能和电势(共33张PPT)
1）单个点电荷：
特点：以点电荷为球心的一簇球面。
2）匀强电场：
3）等量异种点电荷：
特点：垂直于电场线的一簇平面。 特点：两簇对称的曲面。
4）等量同种点电荷：
5）形状不规则的带电导体：
特点：两簇对称的曲面。
特点：不规则球面，处于静电平衡的导 体是一个等势体，表面是一个等势面。
4、等势面的性质： （1）在同一等势面上的任何两点间移动电荷，由于电势差为零， 电场力不做功。 （2）等势面一定跟电场线垂直，即跟场强的方向垂直。 （3）电场线由电势较高的等势面指向电势较低的等势面。 （4）等差等势面越密，电场线也越密。 （5）等势面不相交。
值，叫做这一点的电势。
2、定义式A ：
WAPA
q
WEPAAP qq
EPA q
3、物理意义：描述电场的能的性质的物理量。
4、单位：1J/C=1V
5、电势是标量：只有大小，没有方向，但有正负之分，计算时 带入正负号。负电势表示比零电势低。
6、电势的相对性：某点的电势有正负，表示该点电势比零电
第 八 章
电 场
一、电场力做功的特点 1、将电荷q从A沿直线移至B:
W = F·|AB| cosθ = q E·|AM|
2、将电荷q从A沿折线移至B:
对A——M: 对M——B: 对全程:
W1 = q E ·|AM| W2 = 0 W = W1 + W2= q E·|AM|
3、将电荷q从A沿曲线移至B:
9、等量同种电荷和等量异种电荷的电势：
1）等量同种电荷：沿电场线方向递减，但中垂线上仍有电势。
2）等量异种电荷：沿电场线方向递减，中垂线上电势为0。
五、等势面（类比于等高线） 1、定义：电场中电势相等的点构成的面叫做等势面。 2、约定：为了使等势面能够反映电场的强弱，通常使相邻等势 面之间的电势差相等。（等差等势面） 3、几种典型分布的等势面：
特点：以点电荷为球心的一簇球面。
2）匀强电场：
3）等量异种点电荷：
特点：垂直于电场线的一簇平面。 特点：两簇对称的曲面。
4）等量同种点电荷：
5）形状不规则的带电导体：
特点：两簇对称的曲面。
特点：不规则球面，处于静电平衡的导 体是一个等势体，表面是一个等势面。
4、等势面的性质： （1）在同一等势面上的任何两点间移动电荷，由于电势差为零， 电场力不做功。 （2）等势面一定跟电场线垂直，即跟场强的方向垂直。 （3）电场线由电势较高的等势面指向电势较低的等势面。 （4）等差等势面越密，电场线也越密。 （5）等势面不相交。
值，叫做这一点的电势。
2、定义式A ：
WAPA
q
WEPAAP qq
EPA q
3、物理意义：描述电场的能的性质的物理量。
4、单位：1J/C=1V
5、电势是标量：只有大小，没有方向，但有正负之分，计算时 带入正负号。负电势表示比零电势低。
6、电势的相对性：某点的电势有正负，表示该点电势比零电
第 八 章
电 场
一、电场力做功的特点 1、将电荷q从A沿直线移至B:
W = F·|AB| cosθ = q E·|AM|
2、将电荷q从A沿折线移至B:
对A——M: 对M——B: 对全程:
W1 = q E ·|AM| W2 = 0 W = W1 + W2= q E·|AM|
3、将电荷q从A沿曲线移至B:
9、等量同种电荷和等量异种电荷的电势：
1）等量同种电荷：沿电场线方向递减，但中垂线上仍有电势。
2）等量异种电荷：沿电场线方向递减，中垂线上电势为0。
五、等势面（类比于等高线） 1、定义：电场中电势相等的点构成的面叫做等势面。 2、约定：为了使等势面能够反映电场的强弱，通常使相邻等势 面之间的电势差相等。（等差等势面） 3、几种典型分布的等势面：
静电场第4节电势能和电势课件-人教版高中物理选修3-1课件
(2)根据电场力和瞬时速度方向的夹角判断：夹角为锐角 时，电场力做正功；夹角为钝角时，电场力做负功；电场力 和瞬时速度方向垂直时不做功。此法常用于判断曲线运动中 变化电场力的做功情况。
(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。
(4)若物体只受电场力作用，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。
4×10－5 J (3)4×10－5 J
对电势和等势面的理解
1．电势的特点 (1)电势具有相对性：电势是相对的，电场中某点的电势值 与零电势点的选取有关。通常将离场源电荷无穷远处，或是地 球表面选为零电势点。 (2)电势是标量：电势是只有大小、没有方向的物理量，在 规定了电势零点后，电场中各点的电势可能是正值，也可能是 负值。正值表示该点的电势高于零电势；负值表示该点的电势 低于零电势。显然，电势的正负只表示大小，不表示方向。
2．电势高低的判断方法
电场线法 场源电荷
判断法
沿电场线方向，电势越来越低 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
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．等势面的特点 (1)等势面是为描述电场而假想的面。 (2)在电场线密集的地方，等差等势面密集；在电场线稀疏的 地方，等差等势面稀疏。 (3)电场线总是和等势面垂直，且从电势较高的等势面指向电 势较低的等势面。 (4)等势面的分布与零电势点的选取无关。 (5)在空间中两等势面不相交。 (6)在等势面内移动电荷，电场力不做功。
解析：(1)电场强度E的大小为E＝
F q
人教版高中物理选修3-1课件第一章第4节电势能和电势
如右图所示，在场强为E的匀强电场中有 相距为L的A、B两点，连线AB与电场线的夹角为θ，将 一电荷量为q的正电荷从A点移到B点，若沿直线AB移动 该电荷，电场力做的功W1＝________；若沿路径ACB移 动该电荷，电场力做的功W2＝________；若沿曲线ADB 移动该电荷，电场力做功W3＝________.由此可知电荷 在电场中移动时，电场力做功的特点是______．
答案：C
2．如右图所示，是某电场中的一条直线，一电子从a 点由静止释放，它将沿直线向b点运动，下列有关该电场情 况的判断正确的是( )
A．该电场一定是匀强电场 B．场强Ea一定小于Eb C．电子的电势能Epa＞Epb D．电子的电势能Epa＜Epb
解析：只有一条电场线，无法判断该电场是不是匀强 电场，也无法判断场强Ea和Eb的大小关系，A、B错；电子 在电场力作用下从a运动到b，电场力做正功，电势能减小， 故C对、D错．
(1)q沿直线从A移向B，静电力F＝qE，静电力与位移 的夹角始终为θ，如上图甲所示．
W＝F·|AB|cosθ＝qE·|AM|.
(2)q沿折线AMB从A点移往B点，在线段AM上静电力做 功W1＝qE·|AM|，在线段MB上，W2＝0.
W＝W1＋W2＝qE·|AM|. (3)q沿任意曲线ANB，从A点移动到B点，如上图乙所 示，与静电力平行的短折线的长度之和等于|AM|，
WAB＝EpA－EpB 即静电力做正功，电荷电势能一定减少；静电力做负功， 电荷电势能一定增加．
3．对电势能及其变化的四点理解
(1)WAB＝EpA－EpB既适应于匀强电场，也适应于非匀强 电场；既适应于正电荷，也适应于负电荷．
(2)电荷在电场中某点的电势能的大小与零电势能点的 选取有关，但电荷在某两点之间的电势能之差与零电势能 点的选取无关．
人教版高中物理选修3-1第一章第4节电势能和电势(共20张PPT)
K
D、粒子从L到M的过程中，动能减少
2019年9月17日星期二
19
习题（☆）
4、如图所示，三个等差等势面上有a、b、c、d四点，若将
一个正电荷由c经a移动到d电场力做正功W1，若由c经b移动
到d电场力做正功W2，则（ D ）
A.W1 W2，1 2 B.W1 W2，1 2 C.W1 W2，1 2 D.W1 W2，1 2
电势能与电势
2019年9月17日星期二
1
重力势能
1、重力做功的特点 只与运动物体的起点和终点的位置有关，而与物体所 经过的路径无关 2、重力做功与重力势能的关系
WG EP1 EP2 =-E p
3、重力势能等于物体所受重力与所处高度的乘积 相对性、系统性
2019年9月17日星期二
2
电场力做功
2019年9月17日星期二
18
习题（☆）
3、如图，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a 、b 和c ，一带正电粒子射入电场中，其
运动轨迹如实线KLMN所示。由图可知（AC）
c
A、粒子从K到L的过程中，电场力做负功 B、粒子从L到M的过程中，电场力做负功
b a MN L
C、粒子从K到L的过程中，电势能增加
若规定电荷在B点的电势能为零，则电荷在A点的电势能为 EPA WAB
若规定电荷在O点的电势能为零，则电荷在A点的电势能为 EPA WAO
电荷在某点（A）的电势能:等于把它从这点（A）移动到
零势能位置（O）时，电场力做的功
2019年9月17日星期二
6
习题（☆）
1、右图中MN为电场中某一条电场线方向向右，在线取两
人教版选修3-1 第一章 第4节 电势能和电势 (共15张PPT)
EP q EP ＜0
EP q EP ＞0
电荷在该点的电势低于零电势 电荷在该点的电势高于零电势
③电势与电荷无关，电势能与电荷有关
④电场线指向电势降落的方向
四、例题
【例】有一电荷量q=-3×10-6c的点电荷，从电
场中的A点移动到B点，克服静电力做功为 6×10-4 J. 问：若B点电势为零，则A点的电 势能和电势为多少？
4. 性质：相对性、系统性等
在牛胆中掺杂是否可以促进结石的形成
试验 成功！
比法的神奇，下面我们将 用类比法对静电场作进一步研究
静电场
重力场 相似性
一、静电力做功的特点
A m
1 B 2
h
WG= mgh 重力做功与 路径无关
B 猜想：静电力做功是 否也与路径无关？ 静电力做功与路径 无关，由初末位置来决 定.对于非匀强电场也 是适用的。
4.对电势能概念的理解
①零电势能： 一般取电荷在无穷远处或大地上 EP= 0 ② 电荷在某点的电势能等于把它从该点移到零电势能位置 时，静电力做的功 ③电势能具有相对性
EP ＞0 EP ＜0 ④电势能是标量
电荷在该点的电势能高于零电势能 电荷在该点的电势能低于零电势能
⑤电势能具有系统性 ⑥在电场中同样两点间移动电荷，正负电荷电势能的变 化情况相反
4
电势能和电势
类比分析法：将性质和特点在某些方面相 同或相近的不同物体加以比较，从而引发 猜想，并对对猜想做出验证的方法。
甲具有属性 a、b 、 c 乙具有属性 A、B 乙可能具有C属性
比较
猜想
求证
珍珠
牛黄
比较 猜想 求证
均来自生物体，均为体内分泌物凝结而成 在河蚌中掺入异物，促进分泌，多产珍珠
人教版高中物理选修3-1：第一章 1.4 电势能和电势 课件
3.将电荷q从A沿曲线移至B: B E
A ө q+
B
q
+
q+ F
E F
q + x2 F
F
M
q+
A
X1 F
M
W1 = q E · x1
W2 = q E · x2 ………… x1 + x2 + x3 +…=?
W3 = q E · x3
W = W1 + W2 + W3 +… = q E· |AM|
4.将电荷q从A沿其它曲线移至B，静电力做功？
议
1.若在AB两点间分别移动正、负电荷，请比较电荷电 势能的变化? 2.若取B点的电势能为零,则A点的电势能为多少? B E EPA = q E L COSθ 3.点电荷的电量为2q、 3q、… 则A点的电势能 为多少? 4.分析EPA/q一定吗？ L A ө q+
例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? A
q+ F
E B
◆电荷在B点具有的 电势能多大？ 设A点的电势能EPA=0 WAB = EPA－EPB =103J EPB = EPA－EPB =0 － 103J = － 103J ☆电势能是相对的，与 零电势能面有关。
展评
6. 静电力做功有什么特点？
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,与电荷的起始位置和终止位置有关。 ◆与初、末两点在电场线上的距离有关。
7. 这个结论适合于其它电场吗？ 对于非匀强电场也适用。
议
问题: 1.一个点电荷q在电场中某点由静止释 放,将如何运动?
物理：《电势能和电势》(新人教版选修3-1)ppt课件
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14
三. 电势
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
2. 公式:
EP q
3. 单位: 伏特 符号为V
1 V = 1 J/C
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16
对电势的理解
• 1：电势的相对性：某点电势的大小是相对于 零点电势而言的。零电势的选择是任意的， 一般选地面和无穷远为零势能面。
设场外一点P的电势为 p 0
解: 从P A,电场力做的功 W E PA
E P A W 4 1 5 0 J
AE q PA 2 4 1 1 0 0 6 5V2V 0
点评:电势的确定首先要确定零电势处,
且电势可以为负. 最新版整理ppt
18
3.电势为负数时,负号表示方向吗?
电势是标量,只有大小,没有方向.(负电势 表示该处的电势比零电势处电势低.)
10
例1．右图中MN为电场中某一条电场线方 向向右，在线取两点a、b 今将一电荷＋q
从a移到b则（ C ）
A.电场力做正功，＋q的电势能增加； B.电场力做负功，＋q的电势能增加； C.电场力做正功，＋q的电势能减少； D.电场力做负功，＋q的电势能减少。
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11
例2：A和B为电场中某条电场线上的点，如
图：将q=4×10-9的正电荷从A点移到B点需 克服电场力做功5 ×10-7J，则
⑴电场方向由A→B还是B→A？
⑵电荷在哪点时电势能大？大多少？
A
B
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12
电场的力的性质我们必须用场强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？
电场的能的性质也是电场本身的一种属性，
人教版高中物理选修(3-1)1.4《电势能和电势》ppt课件
答案：AD
3．外力克服电场力对电荷做功时( A．电荷的动能一定增大 B．电荷的动能一定减小
)
C．电荷一定从电势能大处移到电势能小处 D．电荷可能从电势能小处移到电势能大处
答案：D
4． (2010 年上海卷)三个点电荷电场的电场线分布如图 2 所 示， 图中 a、 b 两点处的场强大小分别为 Ea、 Eb， 电势分别为 φa、 φb( ) A．Ea>Eb，φa>φb B．Ea<Eb，φa<φb C．Ea>Eb，φa<φb D．Ea<Eb，φa>φb
图4
A．φO＝φP，EO>EP B．φO＝φP，EO＝EP C．φO>φP，EO＝EP D．φO＝φP，EO<EP
答案：A
8．如图 5 所示，实线表示一簇关于 x 轴对称的等势面，在 轴上有 A、B 两点，则( )
图5
A．A 点场强小于 B 点场强 B．A 点场强方向指向 x 轴负向 C．A 点场强大于 B 点场强 D．A 点电势高于 B 点电势
图3
A．该粒子带正电 B．该粒子的动能先增大后减小 C．该粒子的电势能先减小后增大 D．该粒子运动到无穷远处后，速度的大小一定仍为 v0
解析： 等量异种电荷连线的中垂线一定是等势线， 且与无 穷远处等电势，这是本题考查的重点。至于粒子的动能增减、 电势能变化情况，可以根据粒子轨迹的弯曲情况结合动能关系 判断出来。由粒子开始时一段轨迹可以判定，粒子在该电场中 受到大致向右的电场力，因而可以判断粒子带负电，A 不正确； 因为等量异种电荷连线的中垂面是一个等势面，又由两个电荷 的电性可以判定，由 a 到 b 电势逐渐升高。
答案：BCD
6．下列说法正确的是(
)
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沿任意路径电场力做功:
W甲= F·|AB|cosθ=qE·|AM| W乙= qE·|AM| W丙= qE·|AM|
W任意=qE·|AM|
结论：静电力做功与路径无关,由初末位置来决定.
电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢？
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引：一个试探电荷在电场中某点由静止释放,将 如何运动?
E
+
F
在电场力作用下电荷做加速运动,一段时间 后获得一定的速度,试探电荷的动能增加.
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什么能转换为动能的呢
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把正电荷沿不同路径从A点移到B电场力做功？
丙
B
甲
A +q
ө F
乙M
沿甲路径电场力做功: 沿乙路径电场力做功: 沿丙路径电场力做功:
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1、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
6、电势能有正负，却是标量，正负表示该点的电 势能比零点的电势能的高低。
7、电荷在电场中某一点A具有的电势能EP等于将 该点电荷由A点移到零势能位置时电场力所做的功 W。即EP=W
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（φ 标量）
1、定义：
电势
电势能 检验电荷的电量
EP
q
2、EP及q含符号
3、相对性：一般选取无穷远或大地电势为零。
1J/C=1 V
4、与电场线关系：沿电场线 (场强)方向电势越来越低
A
B
E φA ＞φB
5、电场中某点的电势的大小是由电场本身的性质决定的，与 放不放电荷及放什么电荷无关
6、电势是标量，在规定了零电势后，电场中各点的电势可以 是正值，也可以是负值。正值表示该点电势比零高，负值表 示该点电势比零低。正电荷的电场中电势为正，负电荷的电 场中电势为负
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1.4 电势能和电势
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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？
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
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５、讨论: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 。
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。
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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。
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（Ep） 标量
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。
A +
－A
B +
－B
２、电场力做功改变电势能 正电荷顺着电场线移动，电场力做正功，电势能减少
3、了解电势与电场线的关系，了解等 势面的意义及与电场线的关系。
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正电荷逆着电场线移动，电场力做负功，电势能增加
负电荷顺着电场线移动，电场力做负功，电势能增加
负电荷逆着电场线移动，电场力做正功，电势能减少
３、电场力做的功等于电势能的减少量 WAB EPA EPB
４、相对性：大地或无穷远默认为零
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势能分别为多少？
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EPA= -3× 10-5 J
EPC=-1.2× 10-5 J
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W甲= F·|AB|cosθ=qE·|AM| W乙= qE·|AM| W丙= qE·|AM|
W任意=qE·|AM|
结论：静电力做功与路径无关,由初末位置来决定.
电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢？
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引：一个试探电荷在电场中某点由静止释放,将 如何运动?
E
+
F
在电场力作用下电荷做加速运动,一段时间 后获得一定的速度,试探电荷的动能增加.
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什么能转换为动能的呢
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把正电荷沿不同路径从A点移到B电场力做功？
丙
B
甲
A +q
ө F
乙M
沿甲路径电场力做功: 沿乙路径电场力做功: 沿丙路径电场力做功:
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1、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
6、电势能有正负，却是标量，正负表示该点的电 势能比零点的电势能的高低。
7、电荷在电场中某一点A具有的电势能EP等于将 该点电荷由A点移到零势能位置时电场力所做的功 W。即EP=W
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（φ 标量）
1、定义：
电势
电势能 检验电荷的电量
EP
q
2、EP及q含符号
3、相对性：一般选取无穷远或大地电势为零。
1J/C=1 V
4、与电场线关系：沿电场线 (场强)方向电势越来越低
A
B
E φA ＞φB
5、电场中某点的电势的大小是由电场本身的性质决定的，与 放不放电荷及放什么电荷无关
6、电势是标量，在规定了零电势后，电场中各点的电势可以 是正值，也可以是负值。正值表示该点电势比零高，负值表 示该点电势比零低。正电荷的电场中电势为正，负电荷的电 场中电势为负
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1.4 电势能和电势
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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？
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
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５、讨论: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 。
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。
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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。
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（Ep） 标量
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。
A +
－A
B +
－B
２、电场力做功改变电势能 正电荷顺着电场线移动，电场力做正功，电势能减少
3、了解电势与电场线的关系，了解等 势面的意义及与电场线的关系。
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正电荷逆着电场线移动，电场力做负功，电势能增加
负电荷顺着电场线移动，电场力做负功，电势能增加
负电荷逆着电场线移动，电场力做正功，电势能减少
３、电场力做的功等于电势能的减少量 WAB EPA EPB
４、相对性：大地或无穷远默认为零
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势能分别为多少？
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EPA= -3× 10-5 J
EPC=-1.2× 10-5 J
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