10.1 电势能和电势 课件-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

第十章 静电场及其应用 10.1 电势能 和 电势 高中物理-人教版 2026.04.15 1 课堂导入 种电电电时3显体工导学定变左离到元带C属电靠通的棒，个荷的电电不仪法”发得外荷元：端讲恒性电系，内应C电A精电，，．子符如电种外棒初原律腊2A的公度大金电电箔近-电，验只：D、元荷量接守身荷或静小不的。可电1几国体年正电后成带“静个负到：结量不电，摩失性，A元体属微分会守到：的同时于规物于测荷下方的能。导多C从1互小后荷为荷对，验电如电作脱在的荷过两，荷2荷者见：元+荷A荷个的棒原量转两物不电.1，使精检名中的物层1电、体的过量本即到国i后失携多的。 一个带正电的电荷在电场中某点由静止释放，将如何运动? E + F 在电场力作用下电荷做匀加速运动，速度增加 动能增加 是一种什么形式的能量在减少呢？ 一、静电力做功 10.1 电势能和电势 E 活动一：静电力做功 (1)若q沿直线AB运动，静电力做的功为多少？ M E A B θ + q F 静电力对试探电荷q做的功WAB＝F|AB|cos θ＝qE|AB|cos θ＝qE·|AM|； (2)若q沿折线AMB从A点移动到B点，静电力做的功为多少？ 在q沿AM移动过程中静电力做功W1＝qE·|AM|， 在q沿MB移动过程中静电力做功W2＝0， 总功WAMB＝W1＋W2＝qE·|AM|； M A B θ + + q F 活动一：静电力做功 WANB=W1+W2+W3+…+Wn=qE·|AM| (4)由此可得出什么结论？ (3)若q沿任意曲线ANB从A点移动到B点，静电力做的功为多少？ N E A B q F F F F + 静电力做的功与电荷经过的路径无关，只与电荷的起始位置和终止位置有关。 对于非匀强电场也适用 二、电势能 10.1 电势能和电势 活动二：电势能 1.定义：电荷在电场中具有的能量称为电势能。符号：Ep。 2.静电力做功与电势能变化之间的关系： (1)WAB ＝ EpA－EpB。 (2)静电力做正功，即WAB>0，电势能减少； 静电力做负功，即WAB<0，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.电势能的几点说明： (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：电势能是相对的，具体数值与零势能面的选取有关；通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为0，或把电荷在大地表面的电势能规定为0。 活动二：电势能 【例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，克服静电力做了3×10－5 J的功，再从B移到C，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C点的电势能分别为多少？ 活动二：电势能 【解析】（1）负电荷从A点移到C点，静电力做的功WAC＝WAB＋WBC＝－3×10－5 J＋1.2×10－5 J＝－1.8×10－5 J，即电势能增加1.8×10－5 J （2）WAB＝EpA－EpB＝－3×10－5 J， 又EpA＝0，则EpB＝3×10－5 J WAC＝EpA－EpC＝－1.8×10－5 J， 又EpA＝0，则EpC＝1.8×10－5 J。 三、电 势 10.1 电势能和电势 在如图所示的匀强电场中，电场强度为E，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　－Eqlcos θ　2Eqlcos 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？ (3)电势能与电荷量的比值与试探电荷的电荷量是否有关系？ 活动三：电势 相同　 　无关 活动三：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。 4.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。 5.电势是标量，但有正负。在同一电场中，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。 活动三：电势 【思考与讨论】1.假如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 【思考与讨论】2.假如负试探电荷从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 【思考与讨论】3.前面两个问题说明什么？如何判断两点电势的高低？ 　电场中两点电势高低与试探电荷无关。沿电场线方向电势逐渐降低。 【总结提升】电势高低的判断方法 1.电场线法：沿着电场线方向电势逐渐降低。 活动三：电势 2.场源电荷法：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。 3.公式法：由φ＝ 知，对于同一正电荷，电势能越大，所在位置的 电势越高；对于同一负电荷，电势能越小，所在位置的电势越高。 课堂小结 电势能和电势 静电力做功的特点 电势能EP 电势 WAB=-ΔEp=-(EpB-EpA) =EpA-EpB 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 ↑ THANK YOU     $