1.4.1 电势能与电势 课件-2025-2026学年高二上学期物理粤教版必修第三册

该高中物理课件聚焦“电势能与电势”核心内容，通过重力做功与路径无关的类比导入，搭建新旧知识联系的学习支架，引导学生从已知的重力做功特点过渡到电场力做功特点的探究，进而理解电势能、电势的概念及关系。 其亮点在于运用类比法和问题链设计，体现科学思维的模型建构与科学推理，如通过不同路径电场力做功的推导、电势能与电荷量比值的分析，培养学生科学论证能力。课堂小结系统梳理知识脉络，帮助学生形成能量观念，教师可借助此资料提升教学效率，促进学生深度学习。

第1课时 电势能与电势 Physics 第一章 静电场的描述 掌握电势能的计算方法。 理解电势能、电势的概念，知道参考点的选取原则。 02 知道电场力做功的特点，掌握电场力做功与电势能变化的关系。 01 重点 重难点 会判断电场中两点电势的高低。 04 03 重点 重点 。 重力做功跟路径无关 质量为m的物体在地面某位置所受的重力是一定的，不管怎样运动，所受重力大小都等于mg，方向竖直向下。 电荷量为+q的试探电荷在匀强电场中某位置所受静电力也是一定的，不管怎样运动，所受静电力大小都等于qE，方向跟电场强度E的方向相同。 思考： 电场力做功是否也具有这一特点呢？ 公司logo 公司logo 情境导入 01 电场力做功 在电场强度为E的匀强电场中，电量为＋q的试探电荷沿三种不同路径从点A移动到点B，A、B两点间距离为d，回答下列问题：  匀强电场中电场力是恒力，大小为Eq (1)匀强电场中电场力特点是什么？ (2)如何求解恒力做功的大小？ 方法一：W＝Flcos α 方法二：W＝F·(lcos α) 方法三：W＝(Fcos α)·l (3)求图(a)(b)(c)中s1、s2、s3三种路径下电场力做的功。 Wa＝Wb＝Wc＝EqLx＝Eqd (4)总结匀强电场中电场力做功的特点。 在匀强电场中移动电荷时，电场力所做的功只与电荷的电量及起点、终点的位置有关，与路径无关。 非匀强电场也适用 (5)上述结论是在匀强电场中推导出来的，对于非匀强电场也适用吗？ 适用。 02 电势能 mg qE 重力做功对应重力势能的变化，电场力做功对应哪种形式的能量变化？ 电势能 (1)分析正电荷只在静电力作用下从A→B运动和从B→A运动时静电力做功情况、动能和电势能的变化。 A→B静电力做正功，Ek增加，Ep减少； B→A静电力做负功，Ek减少，Ep增加。 A B qE (2)参考重力做功与重力势能变化关系总结静电力做功与电势能关系。 WAB = EpA-EpB = -ΔEp 静电力做的功等于电势能变化的负值。 (3)规定B为零势能位置，电荷从A移动至B静电力对电荷做功为WAB， 则电荷在A点电势能是多少？ 由WAB=EpA-EpB=EpA-0 得EpA=WAB 大小：将无穷远处的电势能定为零，则电荷在电场中点A的电势能 大小等于将电荷从该点移到无穷远处电场力所做的功。 定义：电荷在电场中具有的势能。 说明：(1)标量：正负值表示电势能大小。 (2)系统性：电荷与电场共有的能量。 (3)相对性：通常以离场源电荷无限远或地面为零势能面。 电势能 是与位置有关的物理量 Ep 公司logo 公司logo 要点归纳 静电力做正功，即WAB>0，电势能减少； 电场力做功与电势能变化之间的关系 WAB=EpA-EpB 静电力做负功，即WAB<0，电势能增加。 公司logo 公司logo 要点归纳 1.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，克服静电力做功3×10-5 J，再从B移到C，静电力做功1.2×10-5 J，则：  (1)电荷从A移到B，再从B移到C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点的电势能分别为多少？ 增加了1.8×10-5 J EpB ＝3×10-5 J EpC＝1.8×10-5 J EpA'＝－3×10-5 J EpC'＝－1.2×10-5 J F 例题 静电力先做负功后做正功，则电荷从A经B到C的过程中，静电力做功WAC＝WAB＋WBC＝(－3×10-5＋1.2×10-5) J＝－1.8×10-5 J，则知电势能增加了1.8×10-5 J。 若A点的电势能为零，则B点的电势能为EpB＝EpA－WAB＝0－WAB＝3×10-5 J，同理，C点的电势能为EpC＝EpA－WAC＝0－WAC＝1.8×10-5 J。 若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 C点的电势能为EpC'＝EpB'－WBC＝0－WBC＝－1.2×10-5 J。 03 电势 电场强度为E的匀强电场中，取O点为零势能点，A点距O点的距离为l，AO连线与电场强度反方向的夹角为θ。 (1)电荷量分别为q、-q和2q的试探电荷在A点的电势能分别为多少？ Eqlcos θ　　 (2)不同电荷在同一点的电势能与电荷量的比值是否相同？ 与试探电荷的电荷量是否有关系？ 相同　 -Eqlcos θ　 2Eqlcos θ 无关 Elcos θ 电势 φ 1.定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电量之比。 2.公式： φ = 3.国际单位：伏特，符号：V，1 V=1 J/C φ由电场中这点的电场性质决定，与试探电荷q本身无关。 注意：通过φ = 计算时，Ep、q均需代入正负号 公司logo 公司logo 要点归纳 4.标矢性：电势和电势能一样是标量，正、负表示大小。 5.电势的相对性：规定了零电势点后，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 同一电场中，电势为正值表示该点电势高于零电势， 电势为负值表示该点电势低于零电势。 电势 φ 公司logo 公司logo 要点归纳 E E (1)若正试探电荷沿着电场线从A点移到B点，电荷的电势能如何变化？ A、B两点电势有什么关系？ 电势能减少　φA>φB (2)假如负试探电荷沿着电场线从A点移到B点，电势能如何变化？ A、B两点电势有什么关系？ 电势能增加　φA>φB B B + A - A Eq Eq 公司logo 公司logo 讨论与交流 2.电场线法：沿着电场线方向电势逐渐降低。  = 对同一电荷： 正电荷高势高能，负电荷高势低能 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 3.场源电荷法： 1.公式法： (3)总结电势高低的判断方法。 公司logo 公司logo 讨论与交流 (1)电场强度为零的位置电势也一定为零。(　　) (2)电场强度大的位置电势不一定高。(　　) (3)电势降低的方向就是电场线的方向。(　　) (4)某电场中，A点的电势φA＝－3 V，B点的电势φB＝－4 V，则φA<φB。(　　) √ × × × 辨析 2.如图，将q1＝2×10-6 C的试探电荷从A点移到B点，静电力做功5×10-5 J，从B点移到无穷远处，静电力做功8×10-5 J。以无穷远处的电势为零，求：  (1)电荷q1在A、B两点的电势能； 答案　 (1) 1.3×10-4 J　8×10-5 J　 (2) 65 V　40 V　 (2)A、B两点的电势； 例题 (3)q2＝－2×10-6 C的电荷在A、B两点的电势能。 答案　－1.3×10-4 J　－8×10-5 J 拓展1　A点与B点哪个位置电势高？ 答案　φA>φB 拓展2　q2在A点还是在B点的电势能大？ 答案　EpA<EpB (1)将q1＝2×10-6 C的试探电荷从B点移到无穷远处， 静电力做功8×10-5 J，则W＝EpB－Ep∞＝EpB 所以在B点的电势能EpB＝8×10-5 J 将q1＝2×10-6 C的试探电荷从A点移到B点，静电力做功5×10-5 J，则W'＝EpA－EpB 所以EpA＝1.3×10-4 J (2)根据φ＝，可知φA＝＝65 V，φB＝＝40 V (3)q2＝－2×10-6 C的电荷在A、B两点的电势能EpA'＝q2φA＝－1.3×10-4 J，EpB'＝q2φB＝－8×10-5 J。 3.(多选)如图所示，固定在Q点的正点电荷产生的电 场中有M、N两点，已知<。下列叙述正确的是  A.若把一正点电荷从M点沿直线移到N点，则静电力 对该电荷做正功，电势能减少 B.若把一正点电荷从M点沿直线移到N点，则该电荷克服静电力做功，电 势能增加 C.若把一负点电荷从M点沿直线移到N点，则静电力对该电荷做正功，电 势能减少 D.若把一负点电荷从M点沿直线移到N点，再从N点沿不同路径移回到M 点，则该电荷电势能不变 √ √ 法一：在正点电荷形成的电场中，正电荷受到的静电力沿电场线方向，从M点沿直线移到N点，静电力做正功，电势能减少；负点电荷受到的静电力与电场线方向相反，负点电荷从M点沿直线移到N点，静电力做负功，电势能增加，A正确，B、C错误； 把一负点电荷从M点沿直线移到N点，再从N点沿不同路径移回到M点，静电力做的总功为零，电势能不变，D正确。 法二：根据正点电荷电势分布特点，离场源电荷越远电势越低，即φM>φN，若试探电荷为正，EpM>EpN；若试探电荷为负，EpM<EpN。 电势能大小的判断方法 01 做功判断 无论正、负电荷F电做正功，Ep↓ F电做负功，Ep↑ 02 Ep＝qφ判断 正电荷，电势越高，电势能越大； 负电荷，电势越高，电势能越小。 03 电场线判断 (1)正电荷顺着电场线的方向移动时电势能逐渐减小；(2)负电荷顺着电场线的方向移动时电势能逐渐增大。 公司logo 公司logo 总结提升 电势能和电势 电场力做功的特点 电势能EP 电势 与电荷的起始和终止位置有关，与路径无关 电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比 电荷在电场中具有的势能 沿电场线方向，电势越来越低 静电力做正功，EP ↓；静电力做负功，EP ↑ 课堂小结 本课结束 Keep Thinking! $