第10章 第1节 电势能和电势（Word练习）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理必修第三册（人教版）

　第十章　静电场中的能量 第1节　电势能和电势(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、电势的含义。 学考 层级 1.通过计算在匀强电场中移动电荷静电力所做的功,认识静电力做功跟路径无关的特点。 2.通过类比重力势能引入电势能的概念。 3.理解电势的定义、定义式、单位,会判断电场中两点电势的高低。 选考 层级 1.理解电势能的变化与静电力做功的关系。 2.理解电势是从能的角度描述电场的物理量。 逐点清(一)　静电力做功的特点　电势能 [多维度理解] 一、静电力做功的特点 1.特点:在匀强电场中移动电荷时,静电力所做的功与电荷的　　　　　　和　　　　　　有关,与电荷经过的路径　　　　。  2.匀强电场中静电力做功的大小:W=　　　,其中l为电荷沿电场方向移动的　　　　。  二、电势能 1.概念: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　　　　　,WAB=　　　　　。  3.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。  4.零势能位置:电场中规定的电势能为　　　的位置,通常把电荷在离场源电荷　　　　　　或电荷在　　　　　的电势能规定为0。  5.系统性:电势能是相互作用的　　　　所共有的,或者说是电荷及对它作用的　　　　所共有的。  [微点拨] 电势能的标矢性 　　电势能是标量,有正负但没有方向。电势能为正值表示电势能大于参考点的电势能,电势能为负值表示电势能小于参考点的电势能。 [全方位练明] 1.判断下列说法是否正确。 (1)只有在带电体只受静电力作用的条件下,静电力做功才与路径无关。 (　　) (2)负电荷沿电场线方向移动时,静电力做负功,电势能增加。 (　　) (3)某电场中,带电物体在A点具有的电势能EpA=5 J,在B点具有的电势能EpB=-8 J,则EpA>EpB。 (　　) (4)正电荷沿电场线运动,静电力对正电荷做正功;负电荷逆着电场线运动,静电力对负电荷做正功。 (　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 2.(2025·江苏宿迁期中)在匀强电场中有A、B两点,将一电荷量为q的正电荷沿不同的三条路径AB、ACB和ADB到达B点,静电力做功分别为W1、W2、W3。则 (　　) A.W1>W2>W3 B.W1<W2<W3 C.W1=W2=W3 D.W1=W2>W3 3.(选自鲁科版教材课后练习)(多选)如图所示,静电喷涂时,喷枪喷出的涂料微粒带负电,被喷工件带正电,微粒在静电力作用下向工件运动,最后吸附在工件表面。微粒在向工件靠近的过程中,假设只受静电力作用,那么 (　　) A.动能越来越小 B.动能越来越大 C.克服静电力做功 D.电势能逐渐减小 逐点清(二)　电势 [多维度理解] 1.定义:电荷在电场中某一点的　　　　　　与它的　　　　　的比值。  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.特点 相对性 电场中各点电势的高低,与所选取的零电势点的位置有关,一般情况下取离场源电荷　　　　　　或大地的电势为0  标矢性 电势是标量,只有大小,没有方向,但有　　　  5.与电场线关系:沿着电场线方向电势　　　　　　。  　　[微点拨]　判断电势高低的三种方法 电场线 判断法 沿电场线方向,电势越来越低 电势能 判断法 由φ=知,对于正电荷,电势能越大,所在位置的电势越高;对于负电荷,电势能越小,所在位置的电势越高 场源电荷 判断法 离场源正电荷越近的点,电势越高;离场源负电荷越近的点,电势越低 [全方位练明] 1.(多选)下列关于电势高低的判断正确的是 (　　) A.负电荷从A点移到B点时,静电力做正功,A点的电势一定较高 B.负电荷从A点移到B点时,电势能增加,A点的电势一定较低 C.正电荷从A点移到B点时,电势能增加,A点的电势一定较低 D.正电荷从A点移到B点时,静电力做正功,A点的电势一定较高 2.(2025·云南曲靖期末)电场线是为了直观形象地描述电场分布而在电场中引入的一些假想的曲线。如图所示,带箭头的线段表示某一电场中的一条电场线,M、N是这条电场线上的两点,由图可知 (　　) A.M点的电场强度小于N点的电场强度 B.试探电荷在M点所受的静电力大于在N点所受的静电力 C.带负电的试探电荷在M点的电势能小于在N点的电势能 D.M点的电势低于N点的电势 逐点清(三)　电势与电势能的计算 [多维度理解] 　计算电势能大小的四种方法 (1)公式法:将电荷量、电势连同正负号一起代入公式Ep=qφ,正Ep的绝对值越大,电势能越大;负Ep的绝对值越大,电势能越小。 (2)电势法:正电荷在电势高的地方电势能大;负电荷在电势低的地方电势能大。 (3)做功法:静电力做正功,电势能减小;静电力做负功,电势能增加。 (4)能量守恒法:在电场中,若只有静电力做功时,电荷的动能和电势能相互转化,动能增加,电势能减小;动能减小,电势能增加。 　　[典例]　将带电荷量为6×10-6 C的负电荷从电场中的A点移到B点,克服静电力做了3×10-5 J的功;再从B点移到C点,静电力做了1.2×10-5 J的功。则: (1)该电荷从A点移到B点、再从B点移到C点的过程中电势能共改变了多少? (2)如果规定A点的电势能为零,则该电荷在B点和在C点的电势能分别为多少?B点和C点的电势分别为多少? (3)如果规定B点的电势能为零,则该电荷在A点和在C点的电势能分别为多少?A点和C点的电势分别为多少? [全方位练明] 1.(2025·辽宁抚顺月考)(多选)一个质量为m的带电微粒,仅在静电力和重力作用下,以大小为的加速度做竖直向上的匀减速直线运动(g为重力加速度),上升2h高度过程中,以下说法正确的是 (　　) A.重力势能增加了2mgh B.动能减少了mgh C.电势能增加了mgh D.机械能减少了mgh 2.(2025·贵州毕节检测)如图所示,A、B是固定在真空中的两个异种点电荷,其中B的电荷量大小是A的3倍。O是A、B点电荷连线的中点。如果只有A点电荷存在时,把一带电荷量为q的正试探电荷从无限远处移到O点,该试探电荷克服静电力做的功为W。规定无限远处的电势为零,则A、B点电荷同时存在时,O点的电势为 (　　) A. B.- C. D.- 3.如图所示,正三角形三个顶点固定三个等量点电荷,其中A、B处的点电荷带正电,C处的点电荷带负电,O为AB边中点,M、N为AB边的四等分点,下列说法正确的是 (　　) A.O点电场强度为零 B.M、N两点电场强度相同 C.一负电荷从M点移动到O点其电势能减小 D.一正电荷在M点的电势能与在N点的电势能相等 第十章　静电场中的能量 第1节　电势能和电势 逐点清(一) 　 [多维度理解] 一、1.起始位置　终止位置　无关　2.qEl　位移 二、1.电场　2.减少量　EpA-EpB　减少　增加　3.零势能位置　4.0　无限远处　大地表面　5.电荷　电场 [全方位练明] 1.(1)×　(2)√　(3)√　(4)√ 2.选C　静电力做功与路径无关,只与初、末位置有关,则将一电荷量为q的正电荷沿不同的三条路径AB、ACB和ADB到达B点,静电力做功的大小关系为W1=W2=W3,故选C。 3.选BD　涂料微粒带负电,微粒向工件靠近的过程中,静电力做正功,微粒动能越来越大,电势能越来越小,故B、D正确,A、C错误。 逐点清(二) 　 [多维度理解] 1.电势能　电荷量　2.　3.伏特　4.无限远处　正负　5.逐渐降低 [全方位练明] 1.选CD　根据静电力做功和电势能变化的关系,不管是对正电荷做功还是对负电荷做功,只要静电力做正功电势能就减少,只要静电力做负功电势能就增加。但是正电荷在电势高处具有的电势能大,负电荷在电势低处具有的电势能大。故C、D正确。 2.选D　电场线的疏密反映了电场的强弱,单条电场线无法比较电场强度大小,则无法比较静电力大小,故A、B错误;沿着电场线方向电势逐渐降低,则N点电势较高,根据电势能的计算公式Ep=qφ可知,带负电的试探电荷在M点的电势能大于在N点的电势能,故C错误,D正确。 逐点清(三) 　 [典例]　解析:(1)该电荷从A点到C点的过程中静电力做功为WAC=WAB+WBC=-3×10-5 J+1.2×10-5 J=-1.8×10-5 J 所以该电荷的电势能增加了1.8×10-5 J。 (2)如果规定A点的电势能为零, 由公式WAB=EpA-EpB 得该电荷在B点的电势能为 EpB=EpA-WAB=0-WAB=3×10-5 J 同理,该电荷在C点的电势能为 EpC=EpA-WAC=0-WAC=1.8×10-5 J 两点的电势分别为 φB== V=-5 V φC== V=-3 V。 (3)如果规定B点的电势能为零,则该电荷在A点的电势能为 EpA'=EpB'+WAB=0+WAB=-3×10-5 J 该电荷在C点的电势能为 EpC'=EpB'-WBC=0-WBC=-1.2×10-5 J 两点的电势分别为 φA'== V=5 V φC'== V=2 V。 答案:(1)增加了1.8×10-5 J　(2)3×10-5 J　1.8×10-5 J　-5 V　-3 V　(3)-3×10-5 J　-1.2×10-5 J　5 V　2 V [全方位练明] 1.选AB　根据题意可知,重力做功为WG=-2mgh,由功能关系可知,重力势能增加了2mgh,故A正确;根据题意可知,合外力做功为W合=-m··2h=-mgh,由动能定理可知,动能减少了mgh,故B正确;根据题意可知,静电力做功为W电=W合-WG=mgh,由功能关系可知,电势能减少了mgh,机械能增加了mgh,故C、D错误。 2.选B　由于A、B带异种电荷,电荷量为q的正试探电荷从无限远处移到O点,该试探电荷克服A点电荷对它的静电力做的功为W,则B点电荷对该试探点荷的静电力做的功为3W,A、B点电荷同时存在时,该试探电荷从无限远处移到O点静电力做的功为3W-W=2W,所以该试探电荷在O点的电势能Ep=-2W,O点的电势φ==-,故选B。 3.选D　A、B处的点电荷在O点产生的电场强度大小相等,方向相反,合场强为0,C处的点电荷在O点场强方向竖直向上,所以O点电场强度不为零,故A错误;根据场强叠加以及对称性可知,M、N两点的场强大小相同,但是方向不同,故B错误;一负电荷从M点移动到O点的过程中,A、B两处的点电荷的合场强由M点指向O点,则A、B两处的点电荷对负电荷的库仑力的方向从O点指向M点,则该力对负电荷做负功,C处的负电荷对该负电荷做负功,可知三个电荷对该负电荷的合力对其做负功,则该负电荷从M点移动到O点其电势能增大,故C错误;根据对称性可知,在A、B处的正电荷在M、N两点产生的电势的代数和相等,在C处的负电荷在M、N两点的电势也相等,则M、N两点电势相等,根据Ep=qφ,可知一正电荷在M点的电势能与在N点的电势能相等,故D正确。故选D。 1 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $