第2章 第1节 静电力做功与电势能（word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第三册（鲁科版2019）

　 第1节　静电力做功与电势能(强基课—逐点理清物理观念) 课标要求 层级达标 1.知道静电场中的电荷具有电势能。 2.了解电势能的含义。 学考 层级 1.形成初步的电势能的概念，能解决实际问题。 2.知道静电力做功与什么因素有关。 3.能解决静电力做功的有关问题。 选考 层级 1.掌握电势能的内涵。 2.理解静电力做功与什么因素有关，并能综合应用关系式，解决相关问题。 逐点清(一)　静电力做功的特点 [多维度理解] 1．公式：W＝qEd，适用于匀强电场。 2．特点：在匀强电场中移动试探电荷时，静电力做功与路径无关，与电荷的始末位置有关。这个结论对于一切静电场都适用。 　　 应用W＝qEd计算静电力做功时满足的条件 1．电荷处在匀强电场中。 2．d是沿电场线方向上的两点间的距离。 [全方位练明] 1．判断下列说法是否正确。 (1)只要电荷在电场中移动，静电力一定做功。(×) (2)在匀强电场中将同一电荷移动同样的距离，静电力做功相同。(×) (3)静电力做功与重力做功类似，与初末位置有关，与路径无关。(√) 2．关于静电力做功，下列说法正确的是(　 ) A．电荷沿不同路径从电场中A点运动到B点，静电力做功可能不同 B．电荷从电场中A点出发，最后又回到A点，静电力做功为零 C．电荷在电场中沿着电场线运动，所受静电力对电荷一定做正功 D．电荷在电场中运动，所受静电力对电荷做功，能量守恒定律不再成立 解析：选B　静电力做的功与电荷的运动路径无关，所以A错误；静电力做的功只与电荷的初、末位置有关，所以电荷从A点出发又回到A点，静电力做的功为零，B正确；负电荷沿着电场线的方向运动，静电力对负电荷做负功，C错误；电荷在电场中运动，虽然有静电力做功，但是电荷的电势能和其他形式的能之间的转化满足能量守恒定律，D错误。 3．如图所示的匀强电场中有a、b、c三点，ab＝5 cm，bc＝12 cm，其中ab沿电场方向，bc和电场方向成60°角，一个电荷量为q＝4×10－8C的正电荷从a移到b时静电力做的功为W1＝1.2×10－7J，求： (1)匀强电场的电场强度大小E； (2)电荷从b移到c，静电力所做的功W2。 解析：(1)电荷从a到b静电力做的功W1＝qEdab 所以E＝＝ N/C＝60 N/C。 (2)电荷从b移到c，静电力做的功 W2＝qE·dbc·cos 60°＝4×10－8×60×12×10－2×0.5 J＝1.44×10－7 J。 答案：(1)60 N/C　(2)1.44×10－7 J 逐点清(二)　电势能 [多维度理解] 1．电势能的概念 (1)电荷在电场中具有的势能，称为电势能。 (2)电荷在电场中某点的电势能，等于电荷从该点移动到零电势能点静电力所做的功。用Ep表示。 2．电势能的变化与静电力做功的关系 关系式：WAB＝EpA－EpB。 静电力对电荷做 3．电势能的相对性 (1)电势能是相对于零电势能点而言的，选择不同的零电势能点，电荷在电场中同一点的电势能的值是不同的。 (2)电势能由静电场、零电势能点、电荷三方面决定。 　　 1．电势能的性质 标矢性 电势能是标量，有正负，但没有方向。电势能的正、负值仅表示大小，正值表示电势能大于参考点处的电势能，负值表示电势能小于参考点处的电势能 相对性 电势能的大小与选定的参考点有关。确定电荷的电势能首先应当确定参考点，也就是零电势能点的位置 系统性 电势能是由电场和电荷共同决定的，属于电场和电荷系统所共有的，我们常习惯说成电场中的电荷所具有的电势能 2．判断电势能大小的方法 做功判定法 无论是哪种电荷，只要是电场力做了正功，电荷的电势能一定是减少的；只要是电场力做了负功(克服电场力做功)，电荷的电势能一定是增加的 电场线法 正电荷顺着电场线的方向移动，电势能一定减少，逆着电场线的方向移动，电势能一定增加；负电荷顺着电场线的方向移动，电势能一定增加，逆着电场线的方向移动，电势能一定减少 电性判定法 同种电荷相距越近，电势能越大，相距越远，电势能越小；异种电荷相距越近，电势能越小，相距越远，电势能越大 [典例]　将所带电荷量为6×10－6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服静电力做了3×10－5J的功，再从B点移到C点，静电力做了1.2×10－5J的功。 (1)负电荷从A点移到B点，再从B点移到C点的过程中电势能改变了多少； (2)如果规定A点的电势能为零，则该负电荷在B点和C点的电势能分别为多少； (3)如果规定B点的电势能为零，则该负电荷在A点和C点的电势能分别为多少？ [解析]　(1)WAC＝WAB＋WBC＝(－3×10－5＋1.2×10－5) J＝－1.8×10－5 J。电势能增加了1.8×10－5 J。 (2)如果规定A点的电势