2020春新教材高中物理第10章静电场中的能量第1节电势能和电势课件新人教版必修第三册
25
(3)如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点的电势能为EpA′＝EpB′＋WAB＝0 ＋WAB＝－3×10－5 J。 C点的电势能为 EpC′＝EpB′－WBC＝0－WBC＝－1.2×10－5 J。 答案 (1)增加了1.8×10－5 J (2)3×10－5 J 1.8×10－5 J (3)－3×10－5 J －1.2×10－5 J
33
答案 (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Eqlcos θ、 2Eqlcos θ。 (2)电势能与电荷量的比值相同，都为Elcos θ。 (3)与试探电荷的电荷量无关。
34
[探究归纳] 电势与电势能的区别与联系
项目 物理意义
电势φ 反映电场的能的性质的物理量
电势能Ep 反映电荷在电场中某点所具 有的能量
11
[思考判断] (1)某点的场强为零，电荷在该点的电势能一定为零。( × ) (2)正电荷和负电荷沿着电场线运动，电势能均减小。( × ) (3)电荷在电势高处具有的电势能一定大。( × )
12
[观图助学]
知识点三 电 势
13
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____。
14
[思考判断] (1)电场线密集处场强大，电势高。( × ) (2)某一点的电势为零，其场强一定为零。( × ) (3)某点的电势为零，电荷在该点的电势能一定为零。( √ )
15
核心要点 静电力做功与电势能 [观察探究]
(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？
Ep
2.公式：φ＝____q____。 3.单位：国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是V，1 V＝1 J/C。 4.特点：(1)相对性：电场中各点电势的高低，与所选取的零电势的位置有关，一般情
况下取__无__穷__远__或地球为零电势位置。 (2)标矢性：电势是标量，只有大小，没有方向，但有___正__负___。 5.与电场线关系：沿电场线方向电势___逐__渐__降__低___。
30
[针对训练2] 如图所示的匀强电场中，有A、B、C三点，AB＝5 cm，BC＝12 cm， 其中AB沿电场方向，BC和电场方向成60°角。一个电荷量为q＝4×10－8 C的正 电荷从A移到B，静电力做功为W1＝1.2×10－7 J。求： (1)匀强电场的电场强度E的大小； (2)该电荷从B到C，电荷的电势能改变多少？
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。负电荷的情况正好相反
由公式Ep＝qφ知，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
28
[针对训练 1] (多选)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M－Q＜N－Q。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 做正功，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 做正功，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
2.静电力做功的特点：在静电场中移动电荷时，静电力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___。
7
[思考判断] (1)只要电荷在电场中移动，静电力一定做功。( × ) (2)静电力做功与重力做功类似，与初末位置有关，与路径无关。( √ ) (3)电荷从电场中的A点运动到B点，路径不同，静电力做功不同。( × )
32
核心要点 对电势的理解 [观察探究]
如图所示的匀强电场，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)电势能与电荷量的比值是否相同？ (3)电势能与电荷量的比值与试探电荷的电荷量是否有关系？
1
2
第1节 电势能和电势
3
核心素养
物理观念
科学思维
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.理解电势的定义、定义式、单位， 能根据电场线判断电势高低。
1.通过类比法分析得出 静电力做功与电势能 变化的关系。 2.能用比值法定义电势。
4
[观图助学]
知识点一 静电力做功的特点
电场中某一点的电势φ的大小，只 电势能的大小是由点电荷q和 相关因素
跟电场本身有关，跟点电荷q无关 该点电势φ共同决定的
35
大小
正点电荷(＋q)：电势能的正负 电势沿电场线逐渐降低，规定零电势
跟电势的正负相同 点后，某点的电势高于零，则为正值；
负点电荷(－q)：电势能的正负 某点的电势低于零，则为负值
点处固定正点电荷，若一带负电的粒子仅在静电力作用下先从c点运动到b点，再 从b点运动到a点，则( )
A.两过程中静电力做的功相等 B.前一过程中静电力做的功大于后一过程中静电力做的功 C.前一过程中，粒子电势能不断减小 D.后一过程中，粒子动能不断增加
22
解析 因O点处的点电荷带正电，则场强方向由a指向c，带负电的粒子从c向a运 动，静电力做正功，已知ab＝bc，因ab间场强大于bc间场强，由W＝qEl定性分 析，Wcb<Wba，故A、B错误；粒子从c点运动到b点，再从b点运动到a点过程中， 静电力一直做正功，粒子电势能不断减小，动能不断增加，故C、D正确。 答案 CD
23
[例2] 将带电荷量为6×10－6 C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服静电力做了 3×10－5 J的功，再从B移到C，静电力做了1.2×10－5 J的功，则： (1)电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能改变了多少？ (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？ 思路点拨 (1)电势能的改变量对应静电力做功。 (2)电荷在某点具有的电势能与零电势能的选取有关，同时注意电势能的正负。
26
方法凝炼 1.静电力做功与电势能的联系
(1)电势能的高低与零电势能点的选取有关，电势能的变化与零电势能点的 选取无关。 (2)电势能与静电力做功的关系是求电势能变化或静电力做功的重要理论依 据。
27
2.电势能增减的判断方法
做功 判断法 电场线 判断法 电势 判断法
无论正、负电荷，只要静电力做正功，电荷的电势能一定减小； 反之，做负功则增大
8
知识点二 电势中某点由静止释放，它将如何运动？动能将如何变化？ (不计重力)是什么能转化为试探电荷的动能的呢？
9
1.电势能：电荷在__电__场____中具有的势能，用Ep表示。 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___。
19
2.电势能 (1)电势能Ep是由电场和电荷共同决定的，是属于电荷和电场所共有的，我们习 惯上说成电荷在电场中某点的电势能。 (2)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 确定参考点，也就是零势能点的位置。 (3)电势能是标量，有正负但没有方向。在同一电场中，电势能为正值表示电势 能大于参考点的电势能，电势能为负值表示电势能小于参考点的电势能。
20
3.静电力做功与电势能变化的关系 (1)WAB＝EpA－EpB。 静电力做正功，电势能减小；静电力做负功，电势能增加。 (2)在同一电场中，正电荷在电势高的地方电势能大，而负电荷在电势高的地方 电势能小。
21
[试题案例] [例1] (多选)如图，直线上有O、a、b、c四点，ab间的距离与bc间的距离相等。在O
跟电势的正负相反
单位 联系
伏特 V
焦耳 J
φ＝Eqp或 Ep＝qφ，二者均是标量
36
谨防易错： 两等量点电荷的连线上及连线的中垂线上各点电势的高低情况
连线上
连线的中垂线上
从中点沿中垂线向两 侧
连线上和中垂线上关 于
中点对称的点
37
两等量正电荷 中点处电势最低 与连线交点处电势最
高 电势逐渐降低
电势相等
29
解析 由正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 将正的点电荷从M点移到N点，静电力做正功，电势能减小，故A正确，B错误； 将负的点电荷由M点移到N点，克服静电力做功，电势能增加，故C错误；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做功的代数和为 零，电势能不变，故D正确。 答案 AD
17
(2)W＝qE·|AM|。电荷在匀强电场中沿不同路径由A点运动到B点，静电力做功 相同。说明静电力做功与路径无关，只与初、末位置有关。 (3)静电力做功与重力做功都与路径无关，静电力做功引起电势能的变化。
18
[探究归纳] 1.静电力做功的特点
(1)静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但与具体路径无关，这与 重力做功特点相似。 (2)静电力做功的特点不受物理条件限制，不管静电力是否变化，是否是匀强电 场，是直线运动还是曲线运动，静电力做功的特点不变。
24
解析 (1)WAC＝WAB＋WBC＝(－3×10－5＋1.2×10－5) J＝－1.8×10－5 J。 可见电势能增加了1.8×10－5 J。 (2)如果规定A点的电势能为零，由公式得该电荷在B点的电势能为 EpB＝EpA－WAB＝0－WAB＝3×10－5 J。 同理，C点的电势能为 EpC＝EpA－WAC＝0－WAC＝1.8×10－5 J。
两等量负电荷 中点处电势最高 与连线交点处电势最
(3)如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点的电势能为EpA′＝EpB′＋WAB＝0 ＋WAB＝－3×10－5 J。 C点的电势能为 EpC′＝EpB′－WBC＝0－WBC＝－1.2×10－5 J。 答案 (1)增加了1.8×10－5 J (2)3×10－5 J 1.8×10－5 J (3)－3×10－5 J －1.2×10－5 J
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答案 (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Eqlcos θ、 2Eqlcos θ。 (2)电势能与电荷量的比值相同，都为Elcos θ。 (3)与试探电荷的电荷量无关。
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[探究归纳] 电势与电势能的区别与联系
项目 物理意义
电势φ 反映电场的能的性质的物理量
电势能Ep 反映电荷在电场中某点所具 有的能量
11
[思考判断] (1)某点的场强为零，电荷在该点的电势能一定为零。( × ) (2)正电荷和负电荷沿着电场线运动，电势能均减小。( × ) (3)电荷在电势高处具有的电势能一定大。( × )
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[观图助学]
知识点三 电 势
13
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____。
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[思考判断] (1)电场线密集处场强大，电势高。( × ) (2)某一点的电势为零，其场强一定为零。( × ) (3)某点的电势为零，电荷在该点的电势能一定为零。( √ )
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核心要点 静电力做功与电势能 [观察探究]
(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？
Ep
2.公式：φ＝____q____。 3.单位：国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是V，1 V＝1 J/C。 4.特点：(1)相对性：电场中各点电势的高低，与所选取的零电势的位置有关，一般情
况下取__无__穷__远__或地球为零电势位置。 (2)标矢性：电势是标量，只有大小，没有方向，但有___正__负___。 5.与电场线关系：沿电场线方向电势___逐__渐__降__低___。
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[针对训练2] 如图所示的匀强电场中，有A、B、C三点，AB＝5 cm，BC＝12 cm， 其中AB沿电场方向，BC和电场方向成60°角。一个电荷量为q＝4×10－8 C的正 电荷从A移到B，静电力做功为W1＝1.2×10－7 J。求： (1)匀强电场的电场强度E的大小； (2)该电荷从B到C，电荷的电势能改变多少？
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。负电荷的情况正好相反
由公式Ep＝qφ知，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
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[针对训练 1] (多选)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M－Q＜N－Q。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 做正功，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 做正功，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
2.静电力做功的特点：在静电场中移动电荷时，静电力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___。
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[思考判断] (1)只要电荷在电场中移动，静电力一定做功。( × ) (2)静电力做功与重力做功类似，与初末位置有关，与路径无关。( √ ) (3)电荷从电场中的A点运动到B点，路径不同，静电力做功不同。( × )
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核心要点 对电势的理解 [观察探究]
如图所示的匀强电场，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)电势能与电荷量的比值是否相同？ (3)电势能与电荷量的比值与试探电荷的电荷量是否有关系？
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第1节 电势能和电势
3
核心素养
物理观念
科学思维
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.理解电势的定义、定义式、单位， 能根据电场线判断电势高低。
1.通过类比法分析得出 静电力做功与电势能 变化的关系。 2.能用比值法定义电势。
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[观图助学]
知识点一 静电力做功的特点
电场中某一点的电势φ的大小，只 电势能的大小是由点电荷q和 相关因素
跟电场本身有关，跟点电荷q无关 该点电势φ共同决定的
35
大小
正点电荷(＋q)：电势能的正负 电势沿电场线逐渐降低，规定零电势
跟电势的正负相同 点后，某点的电势高于零，则为正值；
负点电荷(－q)：电势能的正负 某点的电势低于零，则为负值
点处固定正点电荷，若一带负电的粒子仅在静电力作用下先从c点运动到b点，再 从b点运动到a点，则( )
A.两过程中静电力做的功相等 B.前一过程中静电力做的功大于后一过程中静电力做的功 C.前一过程中，粒子电势能不断减小 D.后一过程中，粒子动能不断增加
22
解析 因O点处的点电荷带正电，则场强方向由a指向c，带负电的粒子从c向a运 动，静电力做正功，已知ab＝bc，因ab间场强大于bc间场强，由W＝qEl定性分 析，Wcb<Wba，故A、B错误；粒子从c点运动到b点，再从b点运动到a点过程中， 静电力一直做正功，粒子电势能不断减小，动能不断增加，故C、D正确。 答案 CD
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[例2] 将带电荷量为6×10－6 C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服静电力做了 3×10－5 J的功，再从B移到C，静电力做了1.2×10－5 J的功，则： (1)电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能改变了多少？ (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？ 思路点拨 (1)电势能的改变量对应静电力做功。 (2)电荷在某点具有的电势能与零电势能的选取有关，同时注意电势能的正负。
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方法凝炼 1.静电力做功与电势能的联系
(1)电势能的高低与零电势能点的选取有关，电势能的变化与零电势能点的 选取无关。 (2)电势能与静电力做功的关系是求电势能变化或静电力做功的重要理论依 据。
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2.电势能增减的判断方法
做功 判断法 电场线 判断法 电势 判断法
无论正、负电荷，只要静电力做正功，电荷的电势能一定减小； 反之，做负功则增大
8
知识点二 电势中某点由静止释放，它将如何运动？动能将如何变化？ (不计重力)是什么能转化为试探电荷的动能的呢？
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1.电势能：电荷在__电__场____中具有的势能，用Ep表示。 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___。
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2.电势能 (1)电势能Ep是由电场和电荷共同决定的，是属于电荷和电场所共有的，我们习 惯上说成电荷在电场中某点的电势能。 (2)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 确定参考点，也就是零势能点的位置。 (3)电势能是标量，有正负但没有方向。在同一电场中，电势能为正值表示电势 能大于参考点的电势能，电势能为负值表示电势能小于参考点的电势能。
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3.静电力做功与电势能变化的关系 (1)WAB＝EpA－EpB。 静电力做正功，电势能减小；静电力做负功，电势能增加。 (2)在同一电场中，正电荷在电势高的地方电势能大，而负电荷在电势高的地方 电势能小。
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[试题案例] [例1] (多选)如图，直线上有O、a、b、c四点，ab间的距离与bc间的距离相等。在O
跟电势的正负相反
单位 联系
伏特 V
焦耳 J
φ＝Eqp或 Ep＝qφ，二者均是标量
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谨防易错： 两等量点电荷的连线上及连线的中垂线上各点电势的高低情况
连线上
连线的中垂线上
从中点沿中垂线向两 侧
连线上和中垂线上关 于
中点对称的点
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两等量正电荷 中点处电势最低 与连线交点处电势最
高 电势逐渐降低
电势相等
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解析 由正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 将正的点电荷从M点移到N点，静电力做正功，电势能减小，故A正确，B错误； 将负的点电荷由M点移到N点，克服静电力做功，电势能增加，故C错误；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做功的代数和为 零，电势能不变，故D正确。 答案 AD
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(2)W＝qE·|AM|。电荷在匀强电场中沿不同路径由A点运动到B点，静电力做功 相同。说明静电力做功与路径无关，只与初、末位置有关。 (3)静电力做功与重力做功都与路径无关，静电力做功引起电势能的变化。
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[探究归纳] 1.静电力做功的特点
(1)静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但与具体路径无关，这与 重力做功特点相似。 (2)静电力做功的特点不受物理条件限制，不管静电力是否变化，是否是匀强电 场，是直线运动还是曲线运动，静电力做功的特点不变。
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解析 (1)WAC＝WAB＋WBC＝(－3×10－5＋1.2×10－5) J＝－1.8×10－5 J。 可见电势能增加了1.8×10－5 J。 (2)如果规定A点的电势能为零，由公式得该电荷在B点的电势能为 EpB＝EpA－WAB＝0－WAB＝3×10－5 J。 同理，C点的电势能为 EpC＝EpA－WAC＝0－WAC＝1.8×10－5 J。
两等量负电荷 中点处电势最高 与连线交点处电势最
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新教材人教版高中物理必修第三册 第10章静电场中的能量 精品教学课件(共245页)
关。确定电荷的电势能，首先应确定参考点
标矢性 电势能是标量，有正负但没有方向
3．判断电势能大小的方法 (1)做功判定法：无论是哪种电荷，只要是电场力做了正功，电 荷的电势能一定是减少的；只要是电场力做了负功(克服电场力做 功)，电荷的电势能一定是增加的。 (2)电场线法：正电荷顺着电场线的方向移动，电势能一定减少， 逆着电场线的方向移动，电势能一定增加；负电荷顺着电场线的方 向移动，电势能一定增加，逆着电场线的方向移动，电势能一定减 少。
B [正电荷从 A 移到 B，静电力做正功，电势能减少；负电荷 从 A 移到 B，静电力做负功，电势能增加，因此 B 正确。]
3．如图所示，电场中有 A、B 两点，下列说法正确的是( )
A．场强 EA>EB，电势 φA<φB B．场强 EA<EB，电势 φA>φB C．将＋q 电荷从 A 点移到 B 点，电场力做负功 D．将－q 电荷分别放在 A、B 两点时具有的电势能 EpA>EpB
(3)若物体只受电场力作用，可根据动能的变化情况判断。根据 动能定理，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。
2．电势能的性质
性质
理解
电势能是由电场和电荷共同决定的，是属于电荷和电场所 系统性
共有的，我们习惯上说成电荷的电势能
电势能是相对的，其大小与选定的电势能为零的参考点有 相对性
[答案] (1)增加 1.8×10－5 J (2)3×10－5 J 1.8×10－5 J
2．在匀强电场中静电力做功：WAB＝qE·LABcos θ，其中 θ 为静 电力与位移间的夹角。
二、电势能
1．概念：电荷在静__电__场__中具有的势能。用 Ep 表示。
标矢性 电势能是标量，有正负但没有方向
3．判断电势能大小的方法 (1)做功判定法：无论是哪种电荷，只要是电场力做了正功，电 荷的电势能一定是减少的；只要是电场力做了负功(克服电场力做 功)，电荷的电势能一定是增加的。 (2)电场线法：正电荷顺着电场线的方向移动，电势能一定减少， 逆着电场线的方向移动，电势能一定增加；负电荷顺着电场线的方 向移动，电势能一定增加，逆着电场线的方向移动，电势能一定减 少。
B [正电荷从 A 移到 B，静电力做正功，电势能减少；负电荷 从 A 移到 B，静电力做负功，电势能增加，因此 B 正确。]
3．如图所示，电场中有 A、B 两点，下列说法正确的是( )
A．场强 EA>EB，电势 φA<φB B．场强 EA<EB，电势 φA>φB C．将＋q 电荷从 A 点移到 B 点，电场力做负功 D．将－q 电荷分别放在 A、B 两点时具有的电势能 EpA>EpB
(3)若物体只受电场力作用，可根据动能的变化情况判断。根据 动能定理，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。
2．电势能的性质
性质
理解
电势能是由电场和电荷共同决定的，是属于电荷和电场所 系统性
共有的，我们习惯上说成电荷的电势能
电势能是相对的，其大小与选定的电势能为零的参考点有 相对性
[答案] (1)增加 1.8×10－5 J (2)3×10－5 J 1.8×10－5 J
2．在匀强电场中静电力做功：WAB＝qE·LABcos θ，其中 θ 为静 电力与位移间的夹角。
二、电势能
1．概念：电荷在静__电__场__中具有的势能。用 Ep 表示。
人教版高中物理必修第三册精品课件 第十章 静电场中的能量 1.电势能和电势
(2)如果规定A点的电势能为零,由公式得该电荷在B点的电势能为
EpB=EpA-WAB=0-WAB=3×10-5 J。
同理,C点的电势能为EpC=EpA-WAC=0-WAC=1.8×10-5 J。
(3)如果规定B点的电势能为零,则该电荷在A点的电势能为
EpA'=EpB'+WAB=0+WAB=-3×10-5 J。
若物体的动能增加,则静电力做正功;若物体的动能减少,则静电力做负功。
针对训练1
在电场中,把电荷量为4×10-9 C的正点电荷从A点移到B点,克服静电力做
功6×10-8 J,下列说法正确的是(
)
A.电荷在B点具有的电势能是6×10-8 J
B.B点电势是15 V
C.电荷的电势能增加了6×10-8 J
D.电荷的电势能减少了6×10-8 J
变化静电力的做功情况。夹角是锐角时,静电力做正功;夹角是钝角时,静
电力做负功;静电力和瞬时速度方向垂直时,静电力不做功。
(3)根据电势能的变化情况判断。由静电力做功与电势能变化的关系可知:
若电势能增加,则静电力做负功;若电势能减少,则静电力做正功。
(4)若物体只受静电力作用,可根据动能的变化情况判断。根据动能定理,
电势能分别为Eqlcos θ、2Eqlcos θ;电势能与电荷量的比值相同,都为
Elcos θ。
【知识归纳】
1.对电势的理解
特点
理解
电势是相对的,电场中某点的电势大小与零电势点的选取有关。通
相对性
常将离场源电荷无穷远处,或地球表面选为零电势点
电场中某点的电势大小是由电场本身的性质决定的,与在该点是否
。
易错辨析 判一判
(1)某电场中,A点的电势φA=3 V,B点的电势φB=-4 V,则φA>φB。( √ )
EpB=EpA-WAB=0-WAB=3×10-5 J。
同理,C点的电势能为EpC=EpA-WAC=0-WAC=1.8×10-5 J。
(3)如果规定B点的电势能为零,则该电荷在A点的电势能为
EpA'=EpB'+WAB=0+WAB=-3×10-5 J。
若物体的动能增加,则静电力做正功;若物体的动能减少,则静电力做负功。
针对训练1
在电场中,把电荷量为4×10-9 C的正点电荷从A点移到B点,克服静电力做
功6×10-8 J,下列说法正确的是(
)
A.电荷在B点具有的电势能是6×10-8 J
B.B点电势是15 V
C.电荷的电势能增加了6×10-8 J
D.电荷的电势能减少了6×10-8 J
变化静电力的做功情况。夹角是锐角时,静电力做正功;夹角是钝角时,静
电力做负功;静电力和瞬时速度方向垂直时,静电力不做功。
(3)根据电势能的变化情况判断。由静电力做功与电势能变化的关系可知:
若电势能增加,则静电力做负功;若电势能减少,则静电力做正功。
(4)若物体只受静电力作用,可根据动能的变化情况判断。根据动能定理,
电势能分别为Eqlcos θ、2Eqlcos θ;电势能与电荷量的比值相同,都为
Elcos θ。
【知识归纳】
1.对电势的理解
特点
理解
电势是相对的,电场中某点的电势大小与零电势点的选取有关。通
相对性
常将离场源电荷无穷远处,或地球表面选为零电势点
电场中某点的电势大小是由电场本身的性质决定的,与在该点是否
。
易错辨析 判一判
(1)某电场中,A点的电势φA=3 V,B点的电势φB=-4 V,则φA>φB。( √ )
2020-2021学年新教材高中物理第十章静电场中的能量第1节电势能和电势课件新人教版必修3-20
微思考 电场力做功与路径无关，只跟起始位置和终止位置有关，这与前边 学过的哪种力做功类似？这种力做功又对应哪种能量变化？
【答案】重力做功，对场中，一根长为l的绝缘 杆，两端分别固定着电荷量为＋q和－q的小球(大小不计)．现让绝缘杆 绕中点O逆时针转动α角，则转动过程中两个带电小球克服电场力做功 为多少？
对电势的理解
怎样理解电势的定义？ 【答案】电势是电荷在电场中具有的电势能与其电荷量的比值，是 表示电场能量属性的一个物理量，在电场中某点电势的大小由电场本身 的条件决定，与在该点是否放了电荷，所放电荷的电性，电荷量均无关， 这和其他用比值定义的物理量相同．
探究总结 1．电势的性质 (1)相对性：电势是相对的，电场中某点的电势高低与电势零点的选 取有关．通常将离场源电荷无穷远处，或地球表面选为电势零点． (2)固有性：电场中某点的电势大小是由电场本身的性质决定的，与 在该点是否放有电荷及所放电荷的电荷量和电势能均无关．
3．在同一电场中，同样从A点到B点，移动正电荷与移动负电荷， 电荷的电势能的变化是相反的吗？
【答案】同一电场中，同样从A点到B点，移动正电荷与移动负电 荷时电场力的方向是相反的．因此，电场力所做的功也是正负相反的， 所以电势能的变化是相反的．
探究总结 1．电场力做功正、负的判定 (1)若电场力是恒力，当电场力方向与电荷位移方向夹角为锐角时， 电场力做正功；夹角为钝角时，电场力做负功；夹角为直角时，电场力 不做功．
(3)标量性：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．
本章难点 理解电势能的概念．知道静电力做功与两点间电势差的
物理必修三第十章静电场中的能量第一节10.1电势能和电势课件3份
10.1电势能和电势
问题导入
一个正电荷在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。由动能定理可知，该电荷的动能增加了WAB。
从能量转化的角度思考，物体动能增加了，意味着有另外一种形式的
能量减少了。这是一种什么形式的能量呢?
动能定理： W=Ek2Ek1
能量转化：什么能
M
= qE·
|AM|
沿折线AMB: W2 = qE·
|AM|
沿曲线AB:
W3 = qE·
|AM|
|AM|
沿任意路径静电力做功: W任意 = qE·
也
适
用
非
匀
强
电
场
在匀强电场中移动电荷时，静电力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。
二、电势能
W重力
重力势能
与路径无关
W电
电 势能 Ep
减小
EPA<EPB
增加
同一电场中，在同样的两点间，移动正电荷与移动负电荷，
电荷的电势能的增减是相反。
①具有相对性
零势能点
离源电荷无限远处
大地表面
若规定EPB=0 ，根据功能关系WAB=EPA-EPB
则EPA=WAB =qEd
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。
②具有系统性
重力势能不属于物体，而是物体与地球共有。
电势能不属于孤立电荷，是电荷与场源电荷共有。
✱电势能与重力势能也有不同点
移动过程中电场力做负功。于是同样规定B
为零势能点，A点的电势能变为负的。
电场
课堂练习
2020_2021学年新教材高中物理第十章静电场中的能量1电势能和电势课件新人教版必修3202103
4.电势的性质 ⑴电势具有相对性,要确定电势,应先规定电场中某处的电势为零。(通 常取离场源电荷无限远处或大地表面的电势为零)
⑵电势是标量,有正负,数值取决于零电势面的选取。 (负电势表示该处的电势比零电势处电势低)
⑶沿电场线方向电势降低。
例2. 将一电量为 q2106C 的点电荷从电场外一点P移至电场中某点A, 电场力做功 410-5J ，求A点的电势。
5.（多选）如图,一带正电的点电荷固定于O点,两虚线 圆均以O为圆心,两实线分别为带电粒子M和N先后在电 场中运动的轨迹,a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交 点。不计重力。下列说法正确的是 ( ABC ) A.M带负电荷,N带正电荷 B.M在b点的动能小于它在a点的动能 C.N在d点的电势能等于它在e点的电势能 D.N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功
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 D.电子的电势能先增加后减少
b
+
+
O
a
电荷在电场中移动
特殊情境
中一点移动到无限远处
w=qElcos 静电力做功
θ 电力做功
电势能 E p
体会课堂探究的乐趣， 汲取新知识的营养，
让我们一起 走 进 课 堂 吧！
一、静电力做功的特点。 【探究一：静电力做功的特点】
情景一：在匀强电场中，将电荷q从A沿直线移至B:
BE
qA+ ө F
M
问题：静电力做功多少？
分析结果： WFABcosqE AM
情景二：在匀强电场中，将电荷q从A沿折线移至
新教材2023版高中物理第十章静电场中的能量1.电势能和电势课件新人教版必修第三册
1.电势能和电势
必备知识·自主学习
关键能力·合作探究
课堂检测·素养达标
新课程标准
核心素养目标
物理观念
通过分析静电力做功，了解电势能概念的建立 过程，知道电势的定义
1.知道静电 场中的电荷
科学思维
通过对知识的类比，培养学生对现象的归纳能 力，对问题的分析、推理能力
具有电势能
了解电势的引入过程，知道电荷在电场中某点
答案：C
解析：正电荷从无限远移入电场中M点，电势能减少8.0×10－9 J，则EpM＝－ 8.0×10－9 J，根据φ＝Eqp得φM＝−8.0×q10−9 J<0.等量负电荷从无限远移入电场中的N
点，静电力做负功为9.0×10－9
J，电势能增加，则EpN＝9.0×10－9
J．根据φ＝Ep
q
得φN＝9.0×−1q0−9 J<0，即φN<φM<0.
关键能力·合作探究
探究点一 静电力做功与电势能 探究总结 1.静电力做功的特点 静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但与具体路径无 关，这与重力做功的特点相似． 2．对电势能的理解 (1)系统性：电势能是由电场和电荷共同决定的，是属于电荷和电场 所共有的，我们习惯上说成电荷的电势能． (2)相对性：电势能是相对的，其大小与选定的电势能为零的参考点 有关．确定电荷的电势能，首先应确定参考点． (3)电势能是标量，有正负但没有方向．
(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？
思维方法 电势能大小的计算主要有两种方法
(1)电势能的大小等于把电荷从该处移动到无穷远处时电场力做的功， 即Ep＝W∞；
(2)已知该处电势φ的情况下，可由公式Ep＝qφ计算．
必备知识·自主学习
关键能力·合作探究
课堂检测·素养达标
新课程标准
核心素养目标
物理观念
通过分析静电力做功，了解电势能概念的建立 过程，知道电势的定义
1.知道静电 场中的电荷
科学思维
通过对知识的类比，培养学生对现象的归纳能 力，对问题的分析、推理能力
具有电势能
了解电势的引入过程，知道电荷在电场中某点
答案：C
解析：正电荷从无限远移入电场中M点，电势能减少8.0×10－9 J，则EpM＝－ 8.0×10－9 J，根据φ＝Eqp得φM＝−8.0×q10−9 J<0.等量负电荷从无限远移入电场中的N
点，静电力做负功为9.0×10－9
J，电势能增加，则EpN＝9.0×10－9
J．根据φ＝Ep
q
得φN＝9.0×−1q0−9 J<0，即φN<φM<0.
关键能力·合作探究
探究点一 静电力做功与电势能 探究总结 1.静电力做功的特点 静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但与具体路径无 关，这与重力做功的特点相似． 2．对电势能的理解 (1)系统性：电势能是由电场和电荷共同决定的，是属于电荷和电场 所共有的，我们习惯上说成电荷的电势能． (2)相对性：电势能是相对的，其大小与选定的电势能为零的参考点 有关．确定电荷的电势能，首先应确定参考点． (3)电势能是标量，有正负但没有方向．
(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？
思维方法 电势能大小的计算主要有两种方法
(1)电势能的大小等于把电荷从该处移动到无穷远处时电场力做的功， 即Ep＝W∞；
(2)已知该处电势φ的情况下，可由公式Ep＝qφ计算．
2024版新教材高中物理第十章静电场中的能量1.电势能和电势课件新人教版必修第三册
________位置时静电力所做的功．
4．零势能位置的规定：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上的电势能规定为0.
三、电势
可类比重力场中的高度
电势能
1．电场中某一点的电势：电荷在电场中某一点的________与它的
电荷量
________之比，即φ＝________．
(2)由定义式φ＝ 求电势时，将各量的正、负号直接代入计算．
[训练2] (多选)如图所示，在正点电荷的电场中的一条电场线上依次有A、B、
C三点，分别把带电荷量为＋q和－q的点电荷依次放在这三点上，关于它们所具
有的电势能，下列说法中正确的是(
)
A．放上带电荷量为＋q的点电荷时，它们的电势能大小关系为EpA>EpB>EpC
低．
导学·掌握必备知识
共研·突破关键能力
精练·落实学科素养
导学·掌握必备知识
一、静电力做功的特点
1．静电力做功：在匀强电场中，静电力做功W＝qEl cos θ，其中θ
静电力与位移方向
为________________之间的夹角．
静电力可类比重力理解
2．特点：在匀强电场中移动电荷时，静电力所做的功与电荷的起始
(1)相对性：电势是相对的，电场中某点的电势高低与零电势点的选
取有关．通常将离场源电荷无限远处或大地选为零电势点．
(2)固有性：电场中某点的电势大小是由电场本身的性质决定的，与
在该点是否放有电荷及所放电荷的电荷量和电势能均无关．
(3)标矢性：电势是只有大小、没有方向的物理量，在规定了零电势
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
4．零势能位置的规定：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上的电势能规定为0.
三、电势
可类比重力场中的高度
电势能
1．电场中某一点的电势：电荷在电场中某一点的________与它的
电荷量
________之比，即φ＝________．
(2)由定义式φ＝ 求电势时，将各量的正、负号直接代入计算．
[训练2] (多选)如图所示，在正点电荷的电场中的一条电场线上依次有A、B、
C三点，分别把带电荷量为＋q和－q的点电荷依次放在这三点上，关于它们所具
有的电势能，下列说法中正确的是(
)
A．放上带电荷量为＋q的点电荷时，它们的电势能大小关系为EpA>EpB>EpC
低．
导学·掌握必备知识
共研·突破关键能力
精练·落实学科素养
导学·掌握必备知识
一、静电力做功的特点
1．静电力做功：在匀强电场中，静电力做功W＝qEl cos θ，其中θ
静电力与位移方向
为________________之间的夹角．
静电力可类比重力理解
2．特点：在匀强电场中移动电荷时，静电力所做的功与电荷的起始
(1)相对性：电势是相对的，电场中某点的电势高低与零电势点的选
取有关．通常将离场源电荷无限远处或大地选为零电势点．
(2)固有性：电场中某点的电势大小是由电场本身的性质决定的，与
在该点是否放有电荷及所放电荷的电荷量和电势能均无关．
(3)标矢性：电势是只有大小、没有方向的物理量，在规定了零电势
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
最新人教版高中物理必修第三册同步课件第10章 静电场中的能量1.电势能和电势
电势能是标量,有正负但没有方向。电势能为正值表示
标量性 电势能大于参考点的电势能,电势能为负值表示电势
能小于参考点的电势能
？
2.判断电势能大小的方法
(1)做功判定法:无论是哪种电荷,只要静电力做了正功,电荷
的电势能一定减少;静电力做了负功(克服静电力做功),电势
能一定增加。
(2)电场线法:正电荷顺着电场线的方向移动,电势能一定减
势能为负值时,表明电荷在该处电势能比0小。
？
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之比。
2.公式:φ= 。
3.单位:国际单位制中,电势的单位是伏特,符号是V,1 V=1
J/C。
？
4.特点
(1)相对性:电场中各点电势的高低,与所选取的零电势的位
置有关,一般情况下取离场源电荷无限远处或大地为零电势
比较项
电势 φ
电势能 Ep
反映电荷在电场中某点所具
物理意义 反映电场的能的性质的物理量
有的能量
电场中某一点的电势 φ 的大小,只 电势能的大小是由点电荷 q
相关因素
跟电场本身有关,跟点电荷 q 无关 和该点电势 φ 共同决定的
正点电荷(+q):电势能的正
电势沿电场线逐渐降低,规定零电
负跟电势的正负相同;负点
3.根据 φ=
可知,电势能等于零的位置,电势一定为零,那该
处电场强度一定是零吗?
提示:电势能为零的点是人为规定的,此处的电场强度不一
定为零。
？
合作探究·释疑解惑
知识点一
知识点二
知识点三
？
对静电力做功的理解
问题引领
如图所示,甲图中质量为m的小球沿三种不同的路径下落高
标量性 电势能大于参考点的电势能,电势能为负值表示电势
能小于参考点的电势能
？
2.判断电势能大小的方法
(1)做功判定法:无论是哪种电荷,只要静电力做了正功,电荷
的电势能一定减少;静电力做了负功(克服静电力做功),电势
能一定增加。
(2)电场线法:正电荷顺着电场线的方向移动,电势能一定减
势能为负值时,表明电荷在该处电势能比0小。
？
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之比。
2.公式:φ= 。
3.单位:国际单位制中,电势的单位是伏特,符号是V,1 V=1
J/C。
？
4.特点
(1)相对性:电场中各点电势的高低,与所选取的零电势的位
置有关,一般情况下取离场源电荷无限远处或大地为零电势
比较项
电势 φ
电势能 Ep
反映电荷在电场中某点所具
物理意义 反映电场的能的性质的物理量
有的能量
电场中某一点的电势 φ 的大小,只 电势能的大小是由点电荷 q
相关因素
跟电场本身有关,跟点电荷 q 无关 和该点电势 φ 共同决定的
正点电荷(+q):电势能的正
电势沿电场线逐渐降低,规定零电
负跟电势的正负相同;负点
3.根据 φ=
可知,电势能等于零的位置,电势一定为零,那该
处电场强度一定是零吗?
提示:电势能为零的点是人为规定的,此处的电场强度不一
定为零。
？
合作探究·释疑解惑
知识点一
知识点二
知识点三
？
对静电力做功的理解
问题引领
如图所示,甲图中质量为m的小球沿三种不同的路径下落高