10.1《电势能和电势》（学案）-【高效课堂】2022-2023学年高二物理同步备课精讲练（人教版2019必修第三册）

10.1 电势能和电势 目 录 基础新知 2 1.静电力做功特点 2 2.电势能 2 3.电势 3 4.有关电势能、电势的几点注意 3 考点探究 6 考点一：静电力做功与电势能变化的关系 6 考点二：电势能增减判断 7 考点三：对电势的理解及电势增减判断方法 8 考点四：通过电场线与运动轨迹判断电势能、电势增减 9 考点五：图像特点 11 小结导图： 12 学习目标： （1）知道静电力做功与路径无关 （2）理解电势能的概念，掌握电势能的性质 （3）知道电势的定义方法和定义式、单位 （4）掌握电势能及电势的增减判断方法 （5）掌握图像特点 基础新知 1.静电力做功特点 （1）静电力做功只与电荷运动的初末位置有关，与电荷运动路径无关。 （2）匀强电场中静电力做功：，其中d为沿着电场力（场强）方向的位移。相当于重力做功中的高度差。 2.电势能 概念：电荷在静电场中具有的势能。用Ep来表示。 大小：电荷在电场中某点的电势能的大小等于把电荷从该点移到电势能为零的点，电场力做的功。 零势能点：电场中规定的电势能为零的位置，通常把离场源电荷无限远或大地的电势能规定为零。 静电力做功与电势能变化的关系 静电力做功等于电势能的减少量: 电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加。 3.电势 定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值。 定义式： 单位：国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是V, 1 V＝1J/C。 沿电场线方向电势降低。 电势能、电势与电场强度 因电势能和电势均具有相对性，两者大小不固定。而电场强度是电场本身决定的，是绝对的。因此，电势能、电势的大小与电场强度无任何关系。 4.有关电势能、电势的几点注意 （1）电势能、电势均具有相对性，计算二者大小时，应先选定零势能点 （2）电势能、电势均为标量，计算二者大小时，应注意电荷的电性、电场力做功正负等 （3）静电力做功和重力做功有很多相似点，也有不同点：地球产生的重力场，方向唯一（竖直向下），且地球对物体只有引力；而电场方向不固定，对其中的电荷既可产生引力，也可产生斥力，所以计算静电力的功时要注意电荷的电性、移动的方向、电场强度的方向等。 基础检测 1．（静电力做功特点）如图所示，正电荷q在匀强电场E中分别沿直线、折线运动。已知间的距离为间的距离为d。方向平行于电场线，方向垂直于电场线。关于静电力做功的值，下列说法正确的是（　　） A．电荷沿直线运动时，静电力做功为 B．电荷沿直线运动时，静电力做功为 C．电荷沿折线运动时，静电力做功为0 D．电荷沿折线运动时，静电力做功为 【答案】B 【解析】电场力做功与路径无关，只跟初末位置的电势差有关，故电荷沿直线AB运动和沿折线AMB运动时电场力做功均相同，为；B正确。 2．（静电力做功与电势能变化的关系）在电场中，把一点电荷从A点移到B点，克服静电力做功为6×10-8J，以下说法正确的是（　） A．电荷在B点具有的电势能是6×10-8J B．电荷在B点具有的电势能是6×10-8J C．电荷的电势能增加了6×10-8J D．电荷的电势能减少了6×10-8J 【答案】C 【解析】电荷在电场中某点的电势能具有相对性，只有确定了零电势能点，电荷在B点的电势能才是确定的数值，选项A、B错误；电荷从A点移到B点的过程中克服静电力做的功为6×10-8J，因此电荷的电势能增加了6×10-8J，选项C正确，D错误。 3．（电势、电场强度的性质）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 【答案】B 【解析】电场强度大的地方，电场线密集。而沿着电场线的方向电势逐渐降低。电场线密集的地方，电势不一定高。电势高的地方，电场线不一定密集。综上所述，选项B正确。电势是一个相对的概念，零势点的选取是任意的。因此，电场强度为零的地方，电势不一定是零。电势为零的地方，电场强度也不一定为零。选项C、D错误 考点探究 考点一：静电力做功与电势能变化的关系 静电力做功等于电势能的减少量: EPA为初位置电势能，EPB为末位置电势能，因此有： 电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加。 判断静电力做正负功，可根据力（F）的方向与速度（V）方向的夹角（）判断： 当时，力（F）做正功； 当时，力（F）做负功； 当时，力（F）不负功。 电势能的性质 标矢性：电势能是标量，有正负但没有方向。 系统性：我们习惯上说成电荷的电势能，实际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。 相对性：电势能大小与选定的零势能点有关。因此，确定电荷的电势能，应先确定零势能点。 针对训练