10.1.1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

学科 物理 年级 高一 时间 课题 10.1电势能和电势 课型 新授课 课时 2课时 主备教师 学习目标 1.认识静电力做功跟路径无关的特点。 2.知道常见的电势能零点的规定方法。 3.理解电势能的变化与静电力做功的关系。 基础知识 一、静电力做功的特点 1．静电力做功的特点：静电力对某电荷所做的功，与该电荷的电荷量 (填“有关”或“无关”)，与电荷经过的路径 (填“有关”或“无关”)，该结论在任何电场中均成立。 2．静电力做功与 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。 3．在匀强电场中，静电力做的功为W＝qEd，其中d为沿电场线方向的位移。 4．静电力和瞬时速度方向的夹角为锐角时静电力做正功，夹角为钝角时做负功。 二、电势能 1．概念：电荷在 叫作电势能，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 时 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 ，用公式表示WAB＝ 。 静电力做正功，电势能 ；静电力做负功，电势能 。 4．相对性：电势能的数值大小 的选取有关，通常把离场源电荷 或 的电势能规定为0。 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，叫作电场在这一点的电势。 2．公式：φ＝，在国际单位制中单位是伏特，符号为V，1 V＝1 J/C。 6．电势高低的判断方法 (1)电场线法 在同一条电场线上，沿着电场线的方向电势逐渐 。 (2)根据Ep＝qφ判断 正电荷所在处的电势能越大，该点电势越 ；负电荷所在处的电势能越大，该点电势越 。 (3)根据场源电荷来判断 取无限远处电势为0，在正电荷产生的电场中，电势都是 值，越靠近正电荷，电势越 ；在负电荷产生的电场中，电势都是 值，越靠近负电荷，电势越 。 (1)沿着电场线移动电荷，静电力一定做正功。( ) (2)在匀强电场中移动电荷时静电力做功与路径无关，在非匀强电场中移动电荷时静电力做功与路径有关。( ) (3)将试探电荷从电场中一点移到另一点，静电力做的功与电荷量成正比。( ) (4)电势能是电荷与电场共有的能。( ) (5)电荷在电场强度越大的地方具有的电势能越大。( ) (6)如果电荷的电势能增加了，则静电力一定做了正功。( ) (7)电荷在电场中电势越高的地方，具有的电势能一定越大。( ) (8)在负点电荷的电场中的任一点，正电荷的电势能大于负电荷的电势能。( ) (9)电势降低的方向，一定就是电场强度方向。( ) 课堂拓展 考向1　静电力做功的计算 1．如图所示，Q1和Q2是两个固定的负点电荷，在它们的连线上有a、b、c三点，其中b点的合场强为零，现将另一正点电荷q由a点沿连线移动到c点，在移动的过程中，点电荷q的电势能变化是( ) A．不断减少 B．不断增加 C．先增加后减少 D．先减少后增加 考向2　电势高低的确定 2．(多选)如图所示，电场中有A、B两点，则下列说法中正确的是( ) A．电势φA>φB，电场强度EA>EB B．电势φA>φB，电场强度EA<EB C．将正电荷从A点移到B点静电力做了正功 D．将负电荷分别放在A、B两点时具有的电势能EpA>EpB 考向3　电场中某点电势的计算 3．如果把电荷量为q＝1.0×10－8 C的点电荷N从无穷远处移至电场中的A点，需要克服静电力做功1.2×10－4 J，取无穷远处电势为零，试求： (1)N在A点的电势能和A点的电势； (2)N移入电场前A点的电势。 随堂检测 1．如图所示，在匀强电场中有A、B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，静电力做功为W1；第二次沿路径ACB移动该电荷，静电力做功为W2；第三次沿曲线ADB移动该电荷，静电力做功为W3，则( ) A．W1>W2>W3 B．W1<W2<W3 C．W1＝W2＝W3 D．W1＝W2>W3 2．(多选)(2021·山东临