1.4 电势能与电势 导学案-2021-2022学年高二上学期物理粤教版（2019）必修第三册

个性化辅导学历案 第四节 电势能与电势 1． 教学目标 1. 掌握电场力做工功特点，清楚电场力做功与电势能之间的关系 2. 理解电势的定义，会判断电场中各点的电势高低 3. 理解什么是等势面，清楚几种常见电场的等势面的分布特点 2． 教学重点 1. 电场力做功的特点 2. 电场力做功与电势能之间的关系 3. 电势的意义及等势面的特点 三．知识点精讲 知识点一：静电力做功的特点 特点：静电力做功与电荷的始末位置有关，与路径无关。 知识点二：电势能 1. 定义：由于移动电荷时静电力做的功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，叫做电势能。（记） 【说明】一般规定无穷远处电势能为零。 2. 符号：Ep；单位：焦耳（J） 3. 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变化的负值 【解释】 【说明】电势能在数值上等于将一个电荷从某位置移动到零势能点，电场力所做的功。 ，而，所以 【说明】静电力做负功又叫做：电荷克服静电力做功 知识点三：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，叫做这一点的电势。 2. 定义式：。（q是电荷量）；变形公式：电势能（计算时带符号） 电势单位：伏特V。 【说明】某点的电势在数值上等于将单位正电荷从该点移动到零势能点，电场力做的功。 解释：WAB=q 【拓展】电子伏特（eV）：电子伏特是电势能的一种单位，1eV=1.60×10-19J 3. 电势是标量，只有大小，没有方向，电势有正负，正负号表示大小。 4. 电势是相对量，需先规定零势能面（点），通常选取大地或无穷远处为零势能面。 5. 电势的高低：沿电场线电势逐渐降低。 【说明】正电荷附近电势均为正（无穷远处为零），且距离正电荷越近，电势越高；负电荷附近电势均为负（无穷远处为零），且距离负电荷越近，电势越低。 6. 电势的固有性：电势是表示电场能的性质的一个物理量，电场中某点处的电势是由电场本身决定的，与在该点是否放着电荷、电荷的电性、电荷量多少无关。当零电势点确定之后，电场中某点的电势便唯一确定。 知识点四：等势面 1. 定义：电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面。 2. 几种典型电场的等势面 电场 匀强电场 点电荷电场 等量异种电荷 等量同种电荷 等势面图样 重要描述 垂直于电场线（水平向右）的一簇平面（纵向） 以点电荷为球心的一簇球面 （对称性：中心对称） 连线中垂面上的电势相等，为零。 （对称性：上下电势对称） 在（中垂）等势面上移动电荷电场力不做功 中点在连线上电势最低，在中垂面上电势最高。（对称性：上下电势对称，左右电势对称） 3. 等势面的特点 （1） 等势面一定与电场线垂直。（即跟场强的方向垂直。） （2） 等势面不相交、不重合。 （3） 电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面。 （4） 等差等势面越密，场强越大，反之越小。 （5） 在同一等势面上移动电荷时，电场力不做功。（若只是始末位置在同一等势面上，则只是整个过程电场力做功为零，但分段看，电场力可能先做正功后做负功，或先做负功后做正功） （6） 处于静电平衡状态的导体是一个等势体，表面是一个等势面。 4. 电场力方向判断：垂直于等势线且指向运动轨迹凹侧。 知识点五：电势能大小的判断 方法一：根据（带符号计算） 方法二：根据电场力做功正负判断。（电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增大。） 四．典型例题练习 典型例题一：电场力做功的特点及计算 1．如图所示，在匀强电场中有AB两点，将一电荷量为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；第二次沿路径ACB移动该电荷，电场力做功为；第三次沿曲线AB移动该电荷，电场力做功为，则（　　） A． B． C． D． 2．两带电小球，电荷量分别为＋q和－q，固定在一长度为l的绝缘细杆的两端，置于电场强度为E的匀强电场中，杆与场强方向平行，其位置如图所示。若此杆绕过O点垂直于杆的轴线顺时针转过90°，则在此转动过程中，电场力做的功为（　　） A．0 B．qEl C．2qEl D．πqEl 典型例题二：电势能的概念及计算 （多选）1．在电场中（     ） A．某点的场强为零，检验电荷在该点的电势能一定为零 B．某点的电势高，检验电荷在该点的电势能一定大 C．在等势面上移动电荷，电场力总是不做功 D．某点的电势为零，检验电荷在该点的电势能一定为零 2．一电荷量为q=-2C的电荷从电场中A点移动到零势能位置，克服电场力做功8J，则该电荷在A点的电势能为（　　） A．-8J B．8J C．-4J D．4J 3．如图所示，把电荷量为-5×10-9 C的电荷，从电场中的A点移到B点，其电势能_______（选填“增大”或“减小”）。若A点的电势为φA=