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 静电场中的能量 10.1 电势能和电势 高中物理-人教版 2026.02.28 1 目录 01 静电力做功的特点 02 电势能 03 电势 04 课堂练习 库仑定律： 旧知温习 表达式：F = k 适用条件：①真空中②静止的③点电荷 方向：二者的连线上 电场强度： （场强） E= （定义式）适用于一切电场 E与F、q无关 E=k （决定式）真空中点电荷的电场 EQ、E 电场线：（假想的，实际不存在） 静电做功 A B F=qE 如图所示，试探电荷+q在电场强度为E的匀强电场中，沿直线从A移动到B，静电力做的功为多少？ WAB=Fcos|AB|=qEcos|AB| M 试探电荷+q沿直线从A移动到M再移动B，静电力做的功为多少？ WAMB=WAM+WMB=F|AM|=qE|AM| WAB=WAMB=qE|AM| E 静电做功 A B M 试探电荷+q沿任意曲线ANB从A移动到B，静电力做的功为多少？ N WANB=qE|AM| 结论： 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 注意：这个结论虽然是从匀强电场中推导出来的，但是可以证明对非匀强电场也是适用的。 E 静电做功 特点：静电力做功只与电荷的始、末位置有关，与路径无关； 在匀强电场中，电场力做功的大小： W=qEd q：电荷量（计算时，不要带正负号） E：电场强度 d：沿电场方向的位移 注意：做功的征服，看F和L 的夹角; 电势能 【课后作业】如图10.1-5，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4x10-8C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? 功和能量的变化密切相关。重力做功对应着重力势能的变化，那么，静电力做功又对应着哪种形式的能量变化呢？ 电势能 定义：电荷在电场中具有的势能;（符号：Ep） 静电力做功与电势能的关系： WAB=-Ep=-(EpB-EpA)=EpA-EpB WAB=EpA-EpB ①静电力做正功，即WAB>0，EpA>EpB，电势能减少； ②静电力做负功，即WAB<0，EpA<EpB，电势能增加。 A B E 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。（EpA=WA0） 电势能 A B 相对性；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。 系统性：电荷与电场共有的能量。 标量。 E 电势能 【优化学案】将电荷量为6X10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服静电力做了3X10-5J的功，再从B点移到C点，静电力做了1.2X10-5J的功。 (1)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0，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0，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少? 【优化学案】某带电粒子从匀强电场中的A点运动到B点，如图所示。在这一运动过程中，粒子克服重力做的功为2.0J，静电力做的功为1.5J。下列说法正确的是（ ） 电势能 D A.粒子带负电 B.粒子在A点的电势能比在B点少1.5J C.粒子在A点的动能比在B点少0.5J D.粒子在A点的机械能比在B点少1.5J A B 电势 d 规定EpB=0 E 电荷量为q时 EpA=qEd 电荷量为2q时 E`pA=2qEd 电荷量为nq时 E``pA=nqEd 结论： 在电场中的同一个点，不同电荷量的电势能不同；但是电势能与电荷量的比值是一定的。 电场中这点的性质与试探电荷无关。 电势 定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比。（符号：） 定义式：= 单位：伏特，V 1V=1J/C 物理意义：反应电场能的性质，与试探电荷无关。 标量：负电势表示该处电势比零电势低。 相对性：一般选取无穷远或大地的电势为零。 特点：沿着电场线方向，电势逐渐降低。 【配套试卷】关于同一电场的电场线，下列表述正确的是( ) A.电场线是客观存在的 B.电场线越密处，电场强度越小 C.沿着电场线方向，电势越来越低 D.电荷在沿电场线方向移动时，电势能减少 C 电势 电势 【课后作业】电荷量q1为4x10-9C的试探电荷放在电场中的A点，具有6x10-8J的电势能。A点的电势是多少? 若把q2为-2x10-10C的试探电荷放在电场中的A点，q2所具有的电势能是多少? 【配套试卷】如图所示，Q处有一个带正电的点电荷，P1、P2为其产生的电场中的两点。若E1、E2分别为P1和P2两点的电场强度的大小，1、2分别为P1和P2两点的电势，则（ ） 电势 C A. E1>E2，12 B. E1>E2，12 C. E1<E2，2 D. E1<E2，2 电势 【配套试卷】如图所示，在真空中有两个带相等电荷量的正电荷，它们分别固定在A、B两点，CD为A、B连B线的中垂线。现将正电荷P由C沿CD移至无限远处，在此过程中( ) A.P的电势能逐渐增加 B.P的电势能先逐渐增加，后逐渐减少 C.P受到的静电力逐渐减小 D.P受到的静电力先逐渐增大，后逐渐减小 D 电势 【配套试卷】将电荷量q=+1.0x10-8C的点电荷，从无限远处移到匀强电场中的P点，需克服静电力做功2.0x10-6J，点电荷在P点受到的静电力是2.0x10-5N，方向向右。 (1)求P点电场强度的大小和方向。 (2)试分析电荷的电势能在移动过程中如何变化，并求出电荷在P点的电势能。 THANK YOU YOUR LOGO 汇报人：稻壳儿 $