10.1电势能和电势 学历案 -2024-2025学年高一下学期物理人教版（2019）必修第三册

10.1  电势能 电势

学习目标：

1.通过讨论静电力对试探电荷做功，知道静电力做功与路径无关的特点。

2.将静电力做功与重力做功进行类比，理解静电力做功与电势能变化的关系。认识电势能的相对性。

3.知道电势的定义方法及其定义公式、单位。

一、自主探究（阅读课本思考下列问题）

（一）静电力做功的特点

 

1.请思考重力做功有什么特点？

2.在匀强电场中带电物体所受的电场力和重力有什么相同点和不同点？

如图所示，请分析试探电荷q在场强为E的匀强电场中沿不同路径从A运动到B电场力做功的情况。

 

 

 

 

 

3.电场力做功有什么特点？

 

 

（二） 、电势能

1．静电力做功也与路径无关，此过程中是不是也有某种势能的变化？我们可以给它一个物理名称吗？

2．静电力做功与电势能变化有什么样的关系？[来源:Z*xx*k.Com]

表达式：                                          

结论:电场力做正功，电荷的电势能       ；电场力做负功，电荷的电势能       

3．电荷在电场中某点电势能的大小确定方法是什么？

         

4．零电势能点是如何规定的？

思考:（1）在同一电场中同一点，等量的正电荷与负电荷具有的电势能相等吗?

 

（2）电势能属于机械能吗？

（三）、电势

1．取O点的电势能为零,A为电场中任意一点， 电荷带电量为+q，电场强度为E。

 （1）由A到O电场力的功为：

（2）电荷在A点具有的电势能为：

 

（3）若把电荷量增大到原来的n倍，则电荷在A点的电势能也变为原来的n倍。电势能随着试探电荷电荷量的变化而变化（与放入电场中的试探电荷量有关），能用电势能描述电场能的性质吗？

 

 

2．电势的定义是什么？

3．定义式是什么？如何理解？

 

4． 单位: 伏特(V)     1 V = 1J/C

5．电势是标量还是矢量，？正负号有什么物理意义？

6．判断电势高低有哪些方法？判断电势能大小有哪些方法？

二、课堂探究

 例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，电场力做功为W1；第二次沿路径ACB移动该电荷，电场力做功为W2；第三次沿曲线AB移动该电荷，电场力做功为W3，则(　　)

A．W1＞W2　　　　B．W3＜W2       C．W1＝W3   D．W1＜W3

练1．如图所示，在电场强度为60N/C的匀强电场中有a、b、c三个点，ab为5cm，bc为12cm，其中ab沿电场方向，bc和电场方向的夹角为60°。将电荷量为4×10-8C的正电荷从a点移到b点，再从b点移到c点，静电力做了多少功？若将该电荷沿直线由a点移到c点，静电力做的功又是多少？

 

 

例2．将带电量为6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了3×10-5J的功，再从B移到C，电场力做了1.2×10-5J的功，则

（1）电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能共改变了多少？[

来源:Z*xx*k.Com]

（2）如果规定A点的电势能为零，则该电荷在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，则该电荷在A点和C点的电势能又分别为多少？

 

练2．(多选)如图所示，在正电荷的电场中的一条电场线上依次有A、B、C三点，分别把带电荷量