10.1 电势能和电势导学案-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

10.1电势能和电势导学案 学习目标:　 1.知道静电力做功的特点，掌握静电力做功与电势能变化之间的关系. 2.理解电势能、电势的概念，知道电势、电势能的相对性． 教材梳理： 一、静电力做功的特点 在匀强电场中移动电荷时，静电力所做的功与电荷的起始位置和终止位置________，与电荷经过的路径________． 二、电势能 1．定义：电荷在______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变化量．表达式：WAB＝________________________. (1)静电力做正功，电势能________； (2)静电力做负功，电势能________． 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________时静电力所做的功． 4．电势能具有相对性 电势能零点的规定：通常把电荷在离场源电荷____________处或把电荷在________________的电势能规定为0. 三、电势 1．定义：电荷在电场中某一点的____________与它的____________之比． 2．公式：φ＝____________. 3．单位：在国际单位制中，电势的单位是________，符号是V，1 V＝1 J/C. 4．电势高低的判断：沿着电场线方向电势逐渐_______________________ ________． 5．电势的相对性：只有在规定了零电势点之后，才能确定电场中某点的电势，一般选__________或离场源电荷____________处的电势为0. 6．电势是________(填“矢”或“标”)量，只有大小，没有方向． 探究梳理： 一、静电力做功的特点　电势能 导学探究： 1.如图所示，试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中， (1)沿直线从A移动到B，静电力做的功为多少？ (2)若q沿折线AMB从A点移动到B点，静电力做的功为多少？ (3)若q沿任意曲线从A点移动到B点，静电力做的功为多少？由此可得出什么结论？ 2．(1)物体从高处向低处运动，重力做什么功？物体的重力势能如何变化？重力做功和物体的重力势能变化有什么关系？ (2)①正电荷顺着电场线移动，静电力做什么功？电荷的电势能如何变化？②负电荷顺着电场线移动，静电力做什么功？电荷的电势能如何变化？③电势能的变化与静电力做功有什么关系？ 知识深化： 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． (4)电荷在电场中某点的电势能，等于把它从该点移动到零电势能位置时静电力所做的功． 3．静电力做功与电势能变化的关系 WAB＝EpA－EpB. 静电力做正功，电势能减少；静电力做负功，电势能增加． 例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＜.下列叙述正确的是(　　) A．若把一正点电荷从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，则该电荷电势能不变 例2　(多选)规定无穷远处的电势能为零，下列说法中正确的是(　　) A．将正电荷从电场中某点移到无穷远处时，静电力做的正功越多，正电荷在该点的电势能就越大 B．将正电荷从电场中某点移到无穷远处时，静电力做的正功越少，正电荷在该点的电势能就越大 C．将负电荷从无穷远处移到电场中某点时，克服静电力做功越多，负电荷在该点的电势能就越大 D．将负电荷从无穷远处移到电场中某点时，克服静电力做功越少，负电荷在该点的电势能就越大 二、电势 导学探究： 在如图所示的匀强电场中，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连线与电场强度负方向的夹角为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)不同电荷在同一点的电势能与电荷量的比值是否相同？ (3)不同电荷在同一点的电势能与电荷量的比值与试探电荷的电荷量是否有关系？ 知识深化： 1．对公式φ＝的理解 (1)φ取决于电场本身，与该点是否放有电荷，电荷的电性，电荷的电荷量等无关． (2)公式中的Ep、q均需代入正负号． 2．电场中某点的电势是相对的，它的大小和零电势点的选取有关．在物理学中，常取离场源电