第四节 电势能 电势-【帮课堂】2023-2024学年高二物理同步精品讲义（沪科版2020上海必修第三册 ）

第4课 电势能 电势 ( 目标导航 ) 课程标准 课标解读 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。 ( 知识精讲 ) 知识点01 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＝qElcos θ。其中θ为 之间的夹角。 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 ，与电荷经过的路径 。 【即学即练1】 [例1] .(静电力做功的特点)(多选)下列说法正确的是(　　) A.电荷从电场中的A点运动到B点，路径不同，静电力做功的大小就可能不同 B.电荷从电场中的某点出发，运动一段时间后，又回到了该点，则静电力做功为零 C.正电荷沿电场线运动，静电力对正电荷做正功，负电荷逆着电场线运动，静电力对负电荷做正功 D.电荷在电场中运动，因为静电力可能对电荷做功，所以能量守恒定律在电场中并不成立 知识点02 电势能 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 。 表达式：WAB＝ 。 3.电势能的大小：电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到 时静电力做的功EpA＝WA0。 4.零势能位置：电场中规定的电势能 的位置，通常把离场源电荷 或 的电势能规定为零。 【即学即练2】 [例2] .(静电力做功与电势能的变化)(多选)如图所示，a、b、c为电场中同一条电场线上的三点，其中c为a、b的中点。若一个运动的正电荷只在静电力作用下先后经过a、b两点，a、b两点的电势分别为φa＝－3 V，φb＝7 V，则(　　) A.a点的场强一定小于b点的场强 B.a点场强有可能等于b点场强 C.正电荷在a点的动能小于在b点的动能 D.正电荷在a点的电势能小于在b点的电势能 [例3] .(静电力做功与电势能的变化)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点电势为φA＝15 V，B点电势为φB＝10 V，则电荷在A点和B点具有的电势能分别为EpA＝________J，EpB＝________J，此过程静电力所做的功WAB＝________J。 [例4] .(静电力做功的计算)在场强为4×105 V/m的匀强电场中，一质子从A点移动到B点，如图所示。已知AB间距离为20 cm，AB连线与电场线成30°角，求静电力做的功。 知识点03 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。 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 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 。 5.与电场线关系：沿电场线方向电势 。 一电荷在某电场中运动了一周又回到出发点，由功的定义式可知，电荷运动一周位移为0，故静电力对该电荷一定不做功。 电势能有正负，电势能为正值时，表明电荷在该处电势能大于零；当电势能为负值时，表明电荷在该处电势能比零小。 在电场中确定的两点间移动等量的正、负电荷时，静电力做功的绝对值相等，正负不同，电势能的变化量相等，增减情况相反。 电势具有相对性，与零势面的选择有关。 φ＝是电势的定义式。电场中某点处φ的大小是由电场本身决定的，与在该点处是否放入试探电荷、电荷的电性、电荷量均无关。 【即学即练3】 [例5] .(对电势的理解)(多选)关于电势的高低，下列说法正确的是(　　) A.沿着电场线的方向电势逐渐降低 B.电势降低的方向一定是电场线的方向 C.正电荷只在静电力的作用下，一定向电势低的地方移动 D.负电荷只在静电力的作用下，由静止释放，一定向电势高的地方移动 ( 能力拓展 ) 考法01 　静电力做功与电势能 [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。 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