第10章 第1节 电势能和电势（word教参)-【状元桥·优质课堂】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册（人教版2019）

　　静电场中的能量 第1节　电势能和电势 [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（物理观念）.2.理解电势能、电势的概念，知道电势、电势能的相对性（物理观念）. @课前·教材预案 ♝课前·教材预案 （见学生用书P27） 知识点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　有关　，与电荷经过的路径　无关　. 知识点二电势能 1.定义：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减少量.表达式：WAB＝　EpA－EpB　. （1）静电力做正功，电势能　减少　； （2）静电力做负功，电势能　增加　. 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　零势能位置　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　无限远　处或把电荷在　大地表面　的电势能规定为0. 知识点三电势 1.定义：电荷在电场中某一点的　电势能　与它的　电荷量　之比. 2.公式：φ＝　　. 3.单位：在国际单位制中，电势的单位是　伏特　，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　降低　. 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　大地　或离场源电荷　无限远　处的电势为0. 6.电势是　标　（选填“矢”或“标”）量，只有大小，没有方向. 1.判断下列说法的正误. （1）电荷在电场中移动时，静电力对电荷一定做功.（　×　） （2）正电荷的电势能一定大于零，负电荷的电势能一定小于零.（　×　） （3）某一点的电势为零，其场强一定为零.（　×　） （4）根据电势的定义式φ＝可知，电荷q的电荷量越大，电势越低.（　×　） 2.电场空间中某点的电势为－8 V，将一个电荷量为q＝－2×10－8 C的电荷放在该点，该电荷的电势能为　1.6×10－7　J，若将该电荷拿走，则该点的电势将　不变　（选填“减小”“增大”或“不变”），再在该点放入一个电量为q1＝＋4×10－8 C的电荷，该点电荷的电势能为　－3.2×10－7　J. @课堂·深度探究 ♝课堂·深度探究 （见学生用书P28） 　考点一　　静电力做功的特点　电势能 【情境导学】如图所示，正的试探电荷q（q为电荷量）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）试猜想静电力做功有什么特点. 答案（1）静电力F＝qE，静电力与位移间的夹角为θ，静电力对正的试探电荷q做的功W＝FlABcos θ＝qElAM. （2）在线段AM上静电力做的功W1＝qElAM，在线段MB上静电力做的功W2＝0，总功W＝W1＋W2＝qElAM. （3）静电力做功与路径无关. 【知识拓展】 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. 【例题1】将电荷量q＝－1.6×10－19 C的带电粒子从电场中的A点移到B点过程中，电场力做功W1＝－9.6×10－19 J；再从B点移到无穷远过程中，电场力做功W2＝1.44×10－18 J.取无穷远处电势为零，求： （1）带电粒子在B点的电势能EpB及B点的电势φB； （2）A点的电势φA及带电粒子在A点的电势能EpA. 思维导引：静电力做功的多少与电势能的减少量在数值上相等，做功的正负与改变量的正负相关. 解析（1）带电粒子从电场中的A点移到B点过程中，电场力做功W1＝－9.6×10－19 J， 由电场力做功与电势差的关系公式， 可得UAB＝＝ V＝6 V， 再从B点移到无穷远过程中， 电场力做功W2＝1.44×10－18J， 则有UB∝＝＝ V＝－9 V， 取无穷远处电势为零，则有UB∝＝φB－φ∝＝－9 V， 可得φB＝－9 V， 由Ep＝qφ，可得带电粒子在B点的电势能 EpB＝qφB＝－1.6×10－19×（－9）J＝1.44×10－18J. （2）则有UA∝＝UAB＋UB∝＝6 V＋（－9 V）＝－3 V， A点的电势φA＝－3 V，