10.1电势能和电势 2020-2021学年高一物理教学讲义（人教版2019必修第三册 ）

10.1 电势能和电势 教材分析 1、理解带电粒子在电场中的运动规律，并能分析解决加速和偏转方向的问题． 2、知道示波管的构造和基本原理． 教学目标 ·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。 ·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。 ·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，了解等势面的意义及与电场线的关系。 情感态度与价值观 ·尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产、生活相关的实际问题，增强科学 探究的价值观。利用知识类比和迁移激发学生学习兴趣，培养学生灵活运用知识和对科学的求知欲。 ·利用等势面图象的对称美，形态美以获得美的享受、美的愉悦，自己画图，在学习知识的同时提高对美的感受力和鉴别力。 ·在研究问题时，要培养突 教学重点难点 1．重点 ·理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。 2．难点 ·掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。出主要矛盾，忽略次要因素的思维方法。 知识点一、静电力做功特点 如下图所示试探电荷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。 q沿直线从A到B q沿折线从A到M、再从M到B q沿任意曲线线A到B 结果都一样即：W=qELAM =qELABcos =（1）特点：静电力对某电荷所做的功，与该电荷的电荷量有关，与电荷经过的路径无关，该结论在任何电场中均成立。 （2）静电力做功与重力做功相似，计算时只要初、末位置确定了，静电力做的功就是确定值。 【经典例题1】（安徽省亳州市第二完全中学2020-2021学年高二（上）期中物理试题）如图所示，一水平放置的金属板正上方有一固定的正电荷Q，一表面绝缘的带正电小球（可视为质点且不影响Q的电场），从左端以初速度v0滑上金属板的上表面，已知金属板上表面光滑，则小球在向右运动到右端的过程中（　　） A. 小球作匀速运动 B. 小球先减速运动，后加速运动 C. 小球受的电场力作正功 D. 小球受的电场力做负功 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】正电荷Q在金属板的上表面所形成的电场的电场线垂直于金属板表面，所以带正电小球，从左端以初速度v0滑上金属板的上表面过程中所受的电场力始终竖直向下，因此小球做匀速直线运动，电场力不做功，所以A正确；BCD错误； 故选A。 【经典例题2】（北京市西城区第四十三中学2020-2021学年高二（上）期中物理试题）把负点电荷沿电场线由a点移至c点的过程中，关于电场力对电荷所做的功和电荷电势能的变化，下列说法正确的是（　　） A. 电场力做正功，电势能增加 B. 电场力做正功，电势能减少 C. 电场力做负功，电势能增加 D. 电场力做负功，电势能减少 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】把负点电荷沿电场线由a点移至c点过程中，受力与位移方向相反，故电场力做负功时电势能增加，故C正确ABD错误。 故选C。 【变式训练2】（多选）（青海省海西州高级中学2020-2021学年高二（上）期中物理试题）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所做的功等于静电力对该电荷所做的功，电势能不变 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．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，所以正的点电荷从M点沿直线移到N点，静电力做正功，电势能减少，故A正确，B错误； C．负的点电荷由M点沿直线移到N点，克服静电力做功，电势能增加，故C错误； D．静电力做功与路径无关，负的点电荷又回到M点则整个过程中静电力做的总功为零，电势能不变，故D正确。 故选AD。 知识点二、电势能 （1）定义：电荷在电场中具有的势能叫做电势能，可用EP表示。 （2）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做的功。 （3）电势能与静电力做功的关系：静电力做的功等于电势能的减小量，用公式表示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。 （4） 相对性：电势能的数值大小与零势能位置的选取有关，通常把离场源电荷无限远处或大地表面上的电势能规定为零。 【经典例题1】（福建省龙海市第二中学2020-2021学年高二（上）期中物理试题）一带电小球在空中由A点运动到B点的过程中，只受重力、电场力和空气阻力三个力的作用．若重力势能增加5