高中物理选修3-1《电势能和电势
电势和电势能
06年江苏连云港市最后模拟考试8 8．如图所示，在O点处放置一个正电荷。在过O点 的竖直平面内的A点，自由释放一个带正电的小球， 小球的质量为m、电荷量为q。小球落下的轨迹如图中 虚线所示，它与以O为圆心、R为半径的圆（图中实线 表示）相交于B 、 C两点，O 、 C在同一水平线上， ∠BOC=30°，A距离OC的竖直高度为h。若小球通过 B点的速度为v，则下列说法中正确的是 ( B D ) A．小球通过C点的速度大小是 2 gh B．小球通过C点的速度大小是 v 2 gR A 2 -mgh C．小球由A到C电场力做功是1/2mv B h D．小球由A到C机械能的损失是 R ° 30 C 2 O mg(h-R/2)-1/2mv
07届1月武汉市调研考试8 8．如图中的虚线为某电场的等势面，今有两个带电粒 子（不计重力和它们的相互作用力），以不同的速率、
沿不同的方向，从A点飞入电场后，分别沿径迹1和2 运动，由轨迹可以断定 （ B ） 1
A．两粒子带电量的绝对值一定不同 B．两粒子的电性一定不同 A C．两粒子的动能都是先减少后增大
07年扬州市期末调研测试11 11．如图所示，两平行金属板水平放置并接到电源 上，一个带电微粒P位于两板间恰好平衡，现用外 力将P 固定住（保持其电荷量不变），然后使两板 各绕其中点转过α角，如图中虚线所示，再撤去外 力以后，则P在两板间 （ A D ） A．重力势能将保持不变 P B．重力势能将变小 C．电势能将变大 D．电势能将变小 qE′ α 解：P恰好平衡，有 qE＝mg 微粒带负电， 两板转过α角， mg 有 qE′cos α ＝mg 带电微粒P 将沿水平向左运动，重力势能将保持不变， 与下板的电势差增大，微粒带负电，电势能将变小
电势能和电势
的高低。
4. 电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性。
5. 电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该处移 动到零势能位置所做的功。
二、静电力做功与电势能的关系
【情景1】：电荷仅在电场力作用下从A运动到B，静电力做什么功？电荷的电势
人教版高中物理选修3-1
第一章 静电场
第4节 电势能和电势
MENTAL HEALTH COUNSELING PPT
课堂导入
一个试探电荷在匀强电场中某点由静止释放,它将如何运动?动能将如何变化 ？（不计重力）
在电场力作用下电荷做加速运动,一段
E
时间后获得一定的速度,试探电荷的动
能增加。
+
是什么能转化为试探电荷的动能的呢？
3.电势
EP 电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值。
q
4.等势面 电场中电势相等的各点构成的面。
电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小 电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大
【类比】重力做功与重力势能的关系
重力对物体做正功，物体重力势能减小； 重力对物体做负功，物体重力势能增加； 即：重力做功等于重力势能的减少量；
二、静电力做功与电势能的关系 【探究结论】
静电力做功与电势能的关系： 静电力做的功等于电势能的减少量。
W W1 W2 W3 qE AM
一、静电力做功的特点
【讨论】将电荷q从A沿其他曲线移至B，静电力做功多少？如果移动电荷-q， 1～4的结论又如何？
B
B
E
A өF
F
++
人教版选修【3-1】1.4-电势能和电势【精品课件】
题 型 设 计 课 后 强 化 作 业
物理（人教版 ·选修3-1）
第一章 静电场
探 究 目 标
情 景
知道静电力做功的特点，了解静电力做功和电势
无关
，反映了
题
型
要
电场 的一种性质，叫做电场的 电势 ．
设 计
点
探 究
4．在地图上常用等高线 表示地形的高低，与此相似， 课
在电场中常用 等势面 表示电势的高低．电场中电势相同的
切
※
入
能变化的关系
自
主
研 习
※ ※ 掌握电势能、电势的概念、公式和性质
题 型 设
要
计
点
探
究
知道什么是等势面，理解在同一等势面上移动电
课
后
走 出
※ 荷静电力不做功，知道电场线与等势面垂直，并
强 化 作
误
业
区
且由电势高的等势面指向电势低的等势面
物理（人教版 ·选修3-1）
第一章 静电场
探
究
目
标
我们知道重力做正功，物体的重力势能减小，其高度
第一章 静电场
题 型 设 计 课 后 强 化 作 业
物理（人教版 ·选修3-1）
第一章 静电场
探 究 目 标
情 景
1．如图所示，电荷沿直线AB、折线ACB、曲线AB从A
切 入
移到B静电力做功相同，即静电力做功与电荷的 起始位置 和
自
终止位置 有关，但与 经过的路径 无关．
《电势能和电势》 说课稿
《电势能和电势》说课稿尊敬的各位评委老师：大家好！今天我说课的题目是“电势能和电势”。
接下来，我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析“电势能和电势”是高中物理选修 3-1 第一章静电场中非常重要的内容。
它既是对电场力做功特点的进一步深化理解，也是后续学习等势面、电容器等知识的基础。
在教材的编排上，先通过探究静电力做功的特点，引入电势能的概念，然后对比重力势能引入电势的概念。
这样的编排符合学生的认知规律，由浅入深，逐步建立起新的物理概念。
二、学情分析学生在之前的学习中已经掌握了功和能的关系，以及电场强度等相关知识，具备了一定的分析和推理能力。
但对于抽象的电势能和电势概念，理解起来可能会有一定的困难。
因此，在教学中要注重通过实例和实验，帮助学生建立直观的认识。
三、教学目标1、知识与技能目标（1）理解静电力做功的特点，掌握电势能的概念。
（2）理解电势的概念，知道电势与电场强度的区别与联系。
（3）会计算点电荷在电场中某点的电势能和电势。
2、过程与方法目标（1）通过类比重力势能的研究方法，培养学生的类比推理能力。
（2）通过对电势能和电势的探究过程，提高学生的分析问题和解决问题的能力。
3、情感态度与价值观目标（1）通过对物理概念的建立过程，让学生体会科学探究的严谨性和逻辑性。
（2）培养学生对物理学科的兴趣，激发学生的求知欲。
四、教学重难点1、教学重点（1）静电力做功的特点，电势能的概念。
（2）电势的概念及电势与电场强度的区别与联系。
2、教学难点（1）电势能概念的建立。
（2）电势的相对性及电势高低的判断。
五、教法与学法1、教法（1）讲授法：讲解电势能和电势的概念、规律，使学生形成系统的知识体系。
（2）类比法：通过与重力势能的类比，帮助学生理解电势能和电势的概念。
（3）实验法：通过实验演示，增强学生的感性认识，激发学生的学习兴趣。
2、学法（1）自主学习：学生通过预习，初步了解本节课的内容。
高中物理选修3-1-电势能和电势
电势能和电势知识集结知识元电场力做功与电势能的关系知识讲解电势能1．定义：电荷在电场中由于受到电场力作用而具有的势能叫做电势能．用字母E P表示,单位是焦耳2．电势能大小：若规定电荷在B点的电势能为零，E PB=0,则E PA=W AB。
即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。
与重力势能表达式E P=mgh类似，电势能表达式为E P=φq。
φ是电荷q所在位置处的电势。
电势类似于高度，详见后文。
3．零点的选择：在电场中选取哪点作为电势能的零点，原则上是任意的。
但通常会把离场源电荷无穷远处电势规定为零电势，因此电荷在离场源电荷无穷远处的电势能也为零，或者把电荷在大地表面的电势能规定为零。
4．电势能的相对性：电荷在电场中某点的电势能的大小与零势能点的选取有关，但电荷在两点间的电势能之差和零势能点的选取无关。
5．电势能的标矢性：电势能是标量，但有正负，正负号的意义在于电荷在电场中该点所具有的电势能比在电势能零点的电势能多了还是少了。
因此电势能正值一定比负值大。
6．功能关系：电荷在电场中A点具有的电势能是E PA，它在B点具有的电势能是E PB，电荷从A点到B点静电力做的功就等于电势能的减少量。
即W AB=E PA-E PB,即静电力做正功，电势能减小，静电力做负功，电势能增加。
因此电场力做功是电势能变化的量度，与电荷的正负无关。
电势1．定义：电荷在电场中某点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。
有符号φ表示，单位伏特V。
2．公式：3．物理意义：反映电场能的性质，数值越大，表明正电荷在该点具有的电势能越大，4．电势的决定因素：电场中各点的电势由电场本身和零电势位置的选取有关，也就是说与场源电荷有关。
若去无穷远处电势为零，则正场源电荷周围电势处处为正，负场源电荷周围电势处处为负。
5．电势是标量，但有正负。
类比高度，正电势一定比负电势高。
电场中某点电势高低与规定的零电势点的位置有关。
高二物理选修3-1(理科生)_《电势能和电势》知识要点和常见题型
第四节电势能和电势【知识要点】要点一判断电势高低的方法电场具有力的性质和能的性质，描述电场的物理量有电势、电势能、静电力、静电力做功等，为了更好地描述电场，还有电场线、等势面等概念，可以从多个角度判断电势高低．1．在正电荷产生的电场中，离电荷越近电势越高，在负电荷产生的电场中，离电荷越近，电势越低．2．电势的正负．若以无穷远处电势为零，则正点电荷周围各点电势为正，负点电荷周围各点电势为负．3．利用电场线判断电势高低．沿电场线的方向电势越来越低．4．根据只在静电力作用下电荷的移动情况来判断．只在静电力作用下，电荷由静止开始移动，正电荷总是由电势高的点移向电势低的点；负电荷总是由电势低的点移向电势高的点．但它们都是由电势能高的点移向电势能低的点．要点二理解等势面及其与电场线的关系1．电场线总是与等势面垂直的(因为如果电场线与等势面不垂直，电场在等势面上就有分量，在等势面上移动电荷，静电力就会做功)，因此，电荷沿电场线移动，静电力必定做功，而电荷沿等势面移动，静电力必定不做功．2．在同一电场中，等差等势面的疏密也反映了电场的强弱，等势面密处，电场线密，电场也强，反之则弱．3．已知等势面，可以画出电场线；已知电场线，也可以画出等势面．4．电场线反映了电场的分布情况，它是一簇带箭头的不闭合的有向曲线，而等势面是一系列的电势相等的点构成的面，可以是封闭的，也可以是不封闭的．要点三等势面的特点和应用1．特点(1)在同一等势面内任意两点间移动电荷时，静电力不做功．(2)在空间没有电荷的地方两等势面不相交．(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)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．(5)等势面是虚拟的，为描述电场的性质而假想的面．2．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的情况．(3)由于等势面和电场线垂直，已知等势面的形状分布，可以绘制电场线，从而确定电场大体分布．(4)由等差等势面的疏密，可以定性地确定某点场强的大小.【问题探究】1.重力做功和静电力做功的异同点如何？相关因素电场中某一点的电势φ的大小，只跟电场本身有关，跟检验电荷q无关电势能大小是由点电荷q和该点电势φ共同决定的大小正负电势沿电场线逐渐下降，取定零电势点后，某点的电势高于零者，为正值；某点的电势低于零者，为负值正点电荷(＋q)：电势能的正负跟电势的正负相同．负点电荷(－q)：电势能的正负跟电势的正负相反单位伏特V焦耳J联系φ＝E pqE p＝qφ3.常见电场等势面和电场线的图示应该怎样画？(1)点电荷电场：等势面是以点电荷为球心的一簇球面，越向外越稀疏，如图1－4－5所示．图1－4－5(2)等量异种点电荷的电场：是两簇对称曲面，两点电荷连线的中垂面是一个等势面．如图1－4－6所示．在从正电荷到负电荷的连线上电势逐渐降低，φA>φA′；在中垂线上φB＝φB′.图1－4－6(3)等量同种点电荷的电场：是两簇对称曲面，如图1－4－7所示，在AA′线上O点电势最低；在中垂线上O点电势最高，向两侧电势逐渐降低，A、A′和B、B′对称等势．图1－4－7【例题分析】一、电势能【例1】下列关于电荷的电势能的说法正确的是()A．电荷在电场强度大的地方，电势能一定大B．电荷在电场强度为零的地方，电势能一定为零C．只在静电力的作用下，电荷的电势能一定减少D．只在静电力的作用下，电荷的电势能可能增加，也可能减少答案 D解析电荷的电势能与电场强度无直接关系，A、B错误；如果电荷的初速度为零，电荷只在静电力的作用下，做加速运动，电荷的电势能转化为动能，电势能减少，但如果电荷的初速度不为零，电荷可能在静电力的作用下，先做减速运动，这样静电力对电荷做负功，电荷的动能转化为电势能，电势能增加，所以C错误，D正确．二、判断电势的高低【例2】在静电场中，把一个电荷量为q＝2.0×10－5C的负电荷由M点移到N点，静电力做功6.0×10－4 J，由N点移到P点，静电力做负功1.0×10－3 J，则M、N、P三点电势高低关系是________．答案φN>φM>φP解析首先画一条电场线,如上图所示.在中间位置附近画一点作为M点.因为由M→N静电力做正功,而负电荷所受静电力与场强方向相反，则可确定N点在M点左侧．由N→P静电力做负功，即沿着电场线移动，又因1.0×10－3 J>6.0×10－4 J，所以肯定移过了M点，即P点位于M点右侧．这样，M、N、P三点电势的高低关系是φN>φM>φP.【对点练习】1.有一电场的电场线如图1－4－9所示，图1－4－9电场中A、B两点电场强度的大小和电势分别用E A、E B和φA、φB表示，则() A．E A>E B，φA>φBB．E A>E B，φA<φBC．E A<E B，φA>φBD．E A<E B，φA<φB2．有关电场，下列说法正确的是()A．某点的电场强度大，该点的电势一定高B．某点的电势高，检验电荷在该点的电势能一定大C．某点的场强为零，检验电荷在该点的电势能一定为零D．某点的电势为零，检验电荷在该点的电势能一定为零3．将一个电荷量为－2×10－8 C的点电荷，从零电势点S移到M点要克服静电力做功4×10－8 J，则M点电势φM＝________ V．若将该电荷从M点移到N点，静电力做功14×10－8 J，则N点电势φN＝________ V，MN两点间的电势差U MN ＝________ V.4．如图1－4－10所示．图1－4－10(1)在图甲中，若规定E p A＝0，则E p B________0(填“>”“＝”或“<”)．(2)试分析静电力做功情况及相应的电势能变化情况．【常见题型】题型一静电力做功和电势能变化之间的关系如图1所示，图1把电荷量为－5×10－9C的电荷，从电场中的A点移到B点，其电势能__________(选填“增加”、“减少”或“不变”)；若A点的电势U A＝15 V，B点的电势U B＝10 V，则此过程中静电力做的功为________ J.[思维步步高] 电势能变化和静电力做功有什么关系？负电荷从A点移动到B，静电力做正功还是负功？静电力做功和电势能的变化在数值上有什么关系？[解析]将电荷从电场中的A点移到B点，静电力做负功，其电势能增加；A点的电势能为E p A＝qU A，B点的电势能为E p B＝qU B，静电力做功等于电势能变化量的相反数，即W＝E p A－E p B＝－2.5×10－8 J.[答案]增加－2.5×10－8 J[拓展探究]如果把该电荷从B点移动到A点，电势能怎么变化？静电力做功的数值是多少？如果是一个正电荷从B点移动到A点，正电荷的带电荷量是5×10－9 C，电势能怎么变化？静电力做功如何？[答案]减少 2.5×10－8 J增加－2.5×10－8 J[解析]如果把该电荷从B点移动到A点，静电力做正功，电势能减少．静电力做功为2.5×10－8 J；如果电荷的带电性质为正电荷，从B点移动到A点，静电力做负功，电势能增加了，静电力做负功，数值为－2.5×10－8 J.[方法点拨]电场中的功能关系：①静电力做功是电荷电势能变化的量度，具体来讲，静电力对电荷做正功时，电荷的电势能减少；静电力对电荷做负功时，电荷的电势能增加，并且，电势能增加或减少的数值等于静电力做功的数值．②电荷仅受静电力作用时，电荷的电势能与动能之和守恒．③电荷仅受静电力和重力作用时，电荷的电势能与机械能之和守恒.题型二电场中的功能关系质子和中子是由更基本的粒子即所谓“夸克”组成的．两个强作用电荷相反(类似于正负电荷)的夸克在距离很近时几乎没有相互作用(称为“渐近自由”)；在距离较远时，它们之间就会出现很强的引力(导致所谓“夸克禁闭”)．作为一个简单的模型，设这样的两夸克之间的相互作用力F 与它们之间的距离r 的关系为F ＝⎩⎨⎧ 0，0<r <r 1，－F 0，r 1≤r ≤r 2，0，r >r 2.式中F 0为大于零的常量，负号表示引力．用U 表示夸克间的势能，令U 0＝F 0(r 2－r 1)，取无穷远为零势能点．下列U －r 图示中正确的是( )[思维步步高] 零势能面的规定有何用处？无穷远处的势能和r ＝r 2处的势能是否相同？当r <r 1之后势能怎么变化？[解析] 从无穷远处电势为零开始到r ＝r 2位置，势能恒定为零，在r ＝r 2到r ＝r 1过程中，恒定引力做正功，势能逐渐均匀减小，即势能为负值且越来越小，此过程图象为A 、B 选项中所示；r <r 1之后势能不变，恒定为－U 0，由引力做功等于势能减少量，故U 0＝F 0(r 2－r 1)．[答案] B[拓展探究]空间存在竖直向上的匀强电场，图2质量为m 的带正电的微粒水平射入电场中，微粒的运动轨迹如图2所示，在相等的时间间隔内( )A．重力做的功相等B．静电力做的功相等C．静电力做的功大于重力做的功D．静电力做的功小于重力做的功[答案] C[解析]根据微粒的运动轨迹可知静电力大于重力，故选项C正确．由于微粒做曲线运动，故在相等时间间隔内，微粒的位移不相等，故选项A、B错误．[方法点拨]电势能大小的判断方法：①利用E p＝qφ来进行判断，电势能的正负号是表示大小的，在应用时把电荷量和电势都带上正负号进行分析判断．②利用做功的正负来判断，不管正电荷还是负电荷，静电力对电荷做正功，电势能减少；静电力对电荷做负功，电势能增加.【课后作业】一、选择题1．一点电荷仅受静电力作用，由A点无初速释放，先后经过电场中的B点和C点．点电荷在A、B、C三点的电势能分别用E A、E B、E C表示，则E A、E B 和E C间的关系可能是()A．E A>E B>E C B．E A<E B<E CC．E A<E C<E B D．E A>E C>E B2．如图3所示电场中A、B两点，图3则下列说法正确的是()A．电势φA>φB，场强E A>E BB．电势φA>φB，场强E A<E BC．将电荷＋q从A点移到B点静电力做了正功D．将电荷－q分别放在A、B两点时具有的电势能E p A>E p B3．如图4所示，图4某区域电场线左右对称分布，M、N为对称线上的两点．下列说法正确的是()A．M点电势一定高于N点电势B．M点场强一定大于N点场强C．正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能D．将电子从M点移动到N点，静电力做正功4．两个带异种电荷的物体间的距离增大一些时()A．静电力做正功，电势能增加B．静电力做负功，电势能增加C．静电力做负功，电势能减少D．静电力做正功，电势能减少5．如图5所示，图5O为两个等量异种电荷连线的中点，P为连线中垂线上的一点，比较O、P 两点的电势和场强大小()A．φO＝φP，E O>E PB．φO＝φP，E O＝E PC．φO>φP，E O＝E PD．φO＝φP，E O<E P6．在图6中虚线表示某一电场的等势面，图6现在用外力将负点电荷q从a点沿直线aOb匀速移动到b，图中cd为O点等势面的切线，则当电荷通过O点时外力的方向()A．平行于abB．平行于cdC．垂直于abD．垂直于cd7．如图7所示，图7固定在Q点的正点电荷的电场中有M、N两点，已知MQ<NQ.下列叙述正确的是()A．若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则静电力对该电荷做功，电势能减少B．若把一正的点电荷从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．若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点，则静电力对该电荷做功，电势能减少D．若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点，再从N点沿不同路径移回到M点；则该电荷克服静电力做的功等于静电力对该电荷所做的功，电势能不变二、计算论述题8．如图8所示，图8平行板电容器两极板间有场强为E的匀强电场，且带正电的极板接地．一质量为m、电荷量为＋q的带电粒子(不计重力)从x轴上坐标为x0处静止释放．(1)求该粒子在x0处的电势能E p x0.(2)试从牛顿第二定律出发，证明该带电粒子在极板间运动过程中，其动能与电势能之和保持不变．9.图9一根对称的“∧”型玻璃管置于竖直平面内，管所在的空间有竖直向上的匀强电场E.质量为m、带电荷量为＋q的小球在管内从A点由静止开始沿管向上运动，且与管壁的动摩擦因数为μ，管AB长为l，小球在B端与管作用没有能量损失，管与水平面夹角为θ，如图9所示．求从A开始，小球运动的总路程是多少？10．如图10所示，图10一绝缘细圆环半径为r，其环面固定在水平面上，场强为E的匀强电场与圆环平面平行，环上穿有一电荷量＋q，质量为m的小球，可沿圆环做无摩擦的圆周运动，若小球经A点时速度v A的方向恰与电场垂直，且圆环与小球间沿水平方向无力的作用．(1)求小环运动到A点的速度v A是多少？(2)当小球运动到与A点对称的B点时，小球对圆环在水平方向的作用力F B 是多少？参考答案 【对点练习】1.答案 D2.答案 D3.答案 －2 5 －7解析 本题可以根据电势差和电势的定义式解决． 由W SM ＝qU SM 得U SM ＝W SM q ＝－4×10－8－2×10－8V ＝2 V而U SM ＝φS －φM ，所以φM ＝φS －U SM ＝(0－2) V ＝－2 V 由W MN ＝qU MN 得U MN ＝W MN q ＝14×10－8－2×10－8 V ＝－7 V而U MN ＝φM －φN ，所以φN ＝φM －U MN ＝[－2－(－7)] V ＝5 V4.答案 (1)< (2)见解析解析(1)A→B 移动正电荷，W AB >0，故E p A >E p B ，若E p A ＝0，则E p B <0. (2)甲中从A→B 移动负电荷，W AB <0，E p A <E p B 乙中从B→A 移动负电荷，W AB >0，E p A <E p B . 【课后作业】 一、选择题1.答案 AD解析 点电荷在仅受静电力作用的情况下，动能和电势能相互转化，动能最小时，电势能最大，故E A ≥E B ，E A ≥E C ，A 、D 正确．2.答案 BC解析 场强是描述静电力的性质的物理量；电势是描述电场能的性质的物理量，二者无必然的联系．场强大的地方电势不一定大，电势大的地方，场强不一定大，另根据公式E p ＝φq 知，负电荷在电势低的地方电势能反而大．3.答案 AC解析 由图示电场线的分布示意图可知，MN 所在直线的电场线方向由M 指向N ，则M 点电势一定高于N 点电势；由于N 点所在处电场线分布密，所以N 点场强大于M 点场强；正电荷在电势高处电势能大，故在M 点电势能大于在N点电势能；电子从M点移动到N点，静电力做负功．综上所述，A、C选项正确．4.答案 B解析异种电荷之间是引力，距离增大时，引力做负功，电势能增加．5.答案 A6.答案 D7.答案AD解析由点电荷产生的电场的特点可知，M点的电势高，N点的电势低，所以正电荷从M点到N点，静电力做正功，电势能减少，故A对，B错；负电荷由M点到N点，克服静电力做功，电势能增加，故C错；静电力做功与路径无关，负点电荷又回到M点，则整个过程中静电力不做功，电势能不变，故D对．二、计算论述题8.答案(1)－qEx0(2)见解析解析(1)粒子由x0到O处静电力做的功为：W电＝－qEx0①W电＝－(0－E p x0)②联立①②得：E p x0＝－qEx0(2)在x轴上任取两点x1、x2，速度分别为v1、v2.F＝qE＝mav22－v21＝2a(x2－x1)联立得12mv 22－12mv21＝qE(x2－x1)所以12mv22＋(－qEx2)＝12mv21＋(－qEx1)即E k2＋E p2＝E k1＋E p1故在其运动过程中，其动能和势能之和保持不变．9.答案l tan θμ解析由题意知小球所受合力沿玻璃管斜向上，即qE sin θ>mg sin θ＋F f ，小球所受管壁弹力垂直管壁向下，作出受力分析如右图所示．小球最终静止在“∧”形顶端，设小球运动的总路程为x ，由动能定理知：qEl sin θ－mgl sin θ－μ(qE cos θ－mg cos θ)x ＝0，解得x ＝l tan θμ.10.答案 (1)qErm (2)6qE解析 (1)小球在A 点时所受的静电力充当向心力，由牛顿第二定律得：qE ＝mv 2A r解得v A ＝ qEr m(2)在B 点小球受力如右图所示，小球由A 运动到B 的过程中，根据动能定理qE·2r=221122B A mu mu -在B 点，FB 、qE 的合力充当向心力：2B B u F qE m r-=,得6B F qE =。
高中物理选修3-1电势能和电势知识点总结
【导语】⼈教版选修3-1第⼀章静电场第4节《电势能和电势》⼀直是⾼⼆学⽣学习难点，我们要掌握好这⼀节的知识点。
下⾯是⽆忧考给⼤家带来的⾼中物理电势能和电势知识点，希望对你有帮助。
⾼中物理电势能和电势知识点 ⼀、电势差：电势差等于电场中两点电势的差值。
电场中某点的电势，就是该点相对于零势点的电势差。
(1)计算式 (2)单位：伏特(V) (3)电势差是标量。
其正负表⽰⼤⼩。
⼆、电场⼒的功 电场⼒做功的特点： 电场⼒做功与重⼒做功⼀样，只与始末位置有关，与路径⽆关。
1.电势能：电荷处于电场中时所具有的,由其在电场中的位置决定的能量称为电势能. 注意：系统性、相对性 2.电势能的变化与电场⼒做功的关系 (1)电荷在电场中具有电势能。
(2)电场⼒对电荷做正功，电荷的电势能减⼩。
(3)电场⼒对电荷做负功，电荷的电势能增⼤。
(4)电场⼒做多少功，电荷电势能就变化多少。
(5)电势能是相对的，与零电势能⾯有关(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电势能规定为零。
) (6)电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性。
(7)电势能是标量。
3.电势能⼤⼩的确定 电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电场⼒所做的功。
三、电势 电势：置于电场中某点的试探电荷具有的电势能与其电量的⽐叫做该点的电势。
是描述电场的能的性质的物理量。
其⼤⼩与试探电荷的正负及电量q均⽆关，只与电场中该点在电场中的位置有关，故其可衡量电场的性质。
单位：伏特(V)标量 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。
2.电势的固有性：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。
3.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.) 4.计算时EP,q,都带正负号。
电势能和电势
高中物理选修3-1 静电场第四节 电势能和电势知识点一：静电力做功的特点把正电荷沿不同路径从A 点移到B 电场力做功？W AB = F ·|AB|cos θ=qE ·|AM|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,只与电荷的起始位置和终止位置有关，。
对于非匀强电场也适用知识点二：电势能A ：定义：由于移动电荷时静电力做功与移动路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做电势能，用E p 表示B ：静电力做功与电势能变化的关系静电力做正功，电势能减小，静电力做负功，电势能增加，或者说电荷克服静电力做了多少功，电势能增加多少 W AB =E pA -E pBC ：电势能的大小若要确定电荷在电场中的电势能，应先规定电场中电势能的零位置，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电势能规定为零。
所以，电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该处移动到零势能位置所做的功D ：对电势能概念的理解（1）W AB =E pA -E pB 适用匀强电场和非匀強电场，适合正电荷也适合负电荷（2）电荷在电场中某点电势能的大小与零势能点的选取有关，有相对性，但电荷在某两点间的电势能之差大大小与零势能点的选取无关，具有绝对性（3）静电力做功只能决定电势能的变化量，而不能决定电势能的数值（4）电势能是电荷和电场所具有的。
知识点三：电势A ：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，用φ表示B ：表达式：p=E qC ：单位：和电压的单位相同D ：电势是标量，只有大小，没有方向E ：电势与电场线的关系：顺电场线移动电势降低知识点四：电势的三个性质A ：电势的相对性：电场中某一点的电势的数值与零电势的选择有关B ：电势的固有性：电场中某点的电势大小是由电场本身决定的，与该点是否放有电荷无关C ：电势的标量性：电势是标量只有大小没有方向，但是有正负，正值表示电势高于零势能，负值表示电势低于零势能知识点五：等势面：电场中电势相同的各点构成的面称为等势面A ：特点：（1）在同一等势面上的各点电势相同，在同一等势面上移动电荷，静电力不做功；（2）电场线跟等势面一定垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面；（3）对于非匀強电场，电场强度大，等势面密集（1）电势能是标量，有3之分，其正负与零势能面选取有关 （2）电势能为负表示电荷在该处的电势能比选取的零势能面的势能小 若取B 为电势能零点，A 点移动到B 点静电力做功W AB ，则电荷在A 点的电势能为E pA=W AB若规定无穷远出为零电势，则正点电荷产生的电场中各点的电势都为正值，负点电荷产生的电场中各点的电势都为负值，且越靠近正点电荷的地方电势越高，岳靠近负点电荷的地方电势越低B AC EA a b cB 题型一：静电力做功1、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5×10－6JJD ．电荷的动能增加了5×10－6JJ2、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？（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？3、如图所示，在匀强电场中有A 、B 两点，将一电量为q 的正电荷从A 点移到B 点，第一次沿直线AB 移动该电荷，电场力做功为W 1；第二次沿路径ACB 移动该电荷，电场力做功W 2；第三次沿曲线AB 移动该电荷，电场力做功为W 3，则 ( )A ．W 1＞W 2＞W 3B ．W 1＜W 3＜W 2C ．W 1= W 2 = W 3D ．W 1= W 2＜W 34、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？（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？题型二：电势高低的判断1、试探电荷q1放在电场中的A 点,电势能为E(规定无限远处电势能为零),A 点的电势为________,若把试探电荷q1换成试探电荷q2放在电场中的A 点,A 点的电势为___________ (仍规定无限远处电势能为零).2、 将一电量为q=2×10-6C 的点电荷从电场外一点P 移至电场中某点A, 电场力做功4×10-5J,求A 点的电势.要求：分别以A 点和P 点为零势能点，两种方式来计算3、将带电荷量为1×108-C 的电荷，从无限远处移到电场中的A 点，要克服电场力做功1×106-J ．问：(1) 电荷的电势能是增加还是减小? 电荷在A 点具有多少电势能?(2) A 点的电势是多少?(3) 若电场力可以把带电荷量为2×108-C 的电荷从无限远处移到电场中的A 点，说明电荷带正电还是带负电? 电场力做了多少功? (取无限远处为电势零点)4、如图所示，a 、b 、c 是某电场中一条电场线AB 上的三点，且Aa=ab=bc=cB ，用φa 、φb 、φc 和E a 、E b 、E c 分别表示三点的电势和电场强度大小，（1）若该电场是匀强电场，则φa 、φb 、φc 的大小关系为 ，E a 、E b 、E c 的大小关系为 ；（2）若该电场是A 处的点电荷产生的，则φa 、φb 、φc 的大小关系为 ，E a 、E b 、E c 的大小关系为 ；（3）若该电场是B 处的点电荷产生的，则φa 、φb 、φc 的大小关系为 ，E a 、E b 、E c 的大小关系为 ；（4）若A 、B 处分别为两个等量异种电荷，则φa 、φb 、φc 的大小关系为 ，E a 、E b 、E c 的大小关系为5、如图所示，A 、B 是电场中两点，一个带负电的点电荷Q 在A 点所受的电场力要比它在B 点所受的电场力 ，该负电荷在A 点的电势能要比它在B 点的电势能 ，A 点的电场强度要 B 点的电场强度，A 点的电势要 于B 点的电势.6、如图41所示，在点电荷电场中的一条电场线上依次有A 、B 、C 三点，分别把+q 和-q 的试验电荷依次放在三点上，关于它所具有的电势能的正确说法是( )A ．放上+q 时，它们的电势能E PA ＞E PB ＞E PCB ．放上+q 时，它们的电势能E PA ＜E PB ＜E PCC ．放上－q 时，它们的电势能E PA ＞E PB ＞E PCD ．放上－q 时，它们的电势能E PA ＜E PB ＜E PC题型三：电场强度和电势的区别1、如图，是某电场中的一条直电场线，一电子（重力不计）从a 点由静止释放，它将沿直线向b 点运动，则可判断( )A ．该电场一定是匀强电场B ．场强E a 一定小于E bC ．电子具有的电势能E Pa 一定大于E PbD ．两点的电势φa 一定低于φb2、如图所示，Q 是带正电的点电荷，P 和P 为其电场中的两点．若E 1、E 2为P 1、P 2两点的电场强度的大小，φ1、φ2为P 1、P 2两点的电势，则 ( )A ．E 1 > E 2，φ1>φ2B ．E 1 > E 2，φ1<φ2 C ．E 1< E 2，φ1>φ2 D ．E 1< E 2，φ1<φ23、电场中有A 、B 两点，把电荷从A 点移到B 点的过程中，电场力对电荷做正功，则( )A ．电荷的电势能减少B ．电荷的电势能增加C ．A 点的场强比B 点的场强大D ．A 点的场强比B 点的场强小4、在电场中，已知A 点的电势高于B 点的电势，那么 ( )A ．把负电荷从A 点移到B 点，电场力做负功 B.把负电荷从A 点移到B 点，电场力做正功C ．把正电荷从B 点移到A 点，电场力做负功 D.把正电荷从B 点移到A 点，电场力做正功5、下列关于电场性质的说法，正确的是 ( )A ．电场强度大的地方，电场线一定密，电势也一定高B ．电场强度大的地方，电场线一定密，但电势不一定高C ．电场强度为零的地方，电势一定为零D ．电势为零的地方，电场强度一定为零6、如图所示,将带正电的粒子从电场中的A 点无初速地释放,不计重力的作用,则下列说法中正确的是A.带电粒子一定做加速直线运动B.带电粒子的电势能一定逐渐增大C.带电粒子的加速度一定越来越小D.带电粒子的加速度一定越来越大a b。
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七. 【回顾小结】 本节讨论了电场力做功，电场力做功与电势能的变化，电势，等势面等等，概念比较多，并且理解有一定难度，课后同学们要多看书，多理解.
教学反思
八.课后作业: 班级_______ 姓名_______________ 日期____________
4．下列关于静电场的说法中正确的是（ ）
A ．在点电荷形成的电场中没有电场强度相同的两点,但有电势相同的两点
B ．正电荷只有在电场力的作用下,一定从高电势向低电势处运动
C ．电场强度为零处,电势不一定为零,电势为零处电场强度不一定为零
D ．初速度为零的正电荷在电场力的作用下不一定沿电场线运动
5．如图所示，在等量异种点电荷的电场中，将一个正的试探电荷由a 点沿直线移到o 点，再沿直线由o 点移到c 点。
在该过程中，检验电荷所受的电场力大小和方向如何改变？其电势能又如何改变？
6．如图所示，在真空中有两个等量的正电荷q 1、q 2，分别固定于A 、B 两点，DC 为A 、B 连线的中垂线。
现将一正电荷q 3由C 点沿CD 移至无穷远，则在此过程中
A 、电势能逐渐减小
B 、电势能逐渐增大
C 、q 3受到的电场力逐渐减小
D 、q 3受到的电场力先逐渐增大后逐渐减小
（注：素材和资料部分来自网络，供参考。
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a o
c。