1.4 电场力的功 电势能 课件 -2026-2027学年高二上学期物理教科版必修第三册

该高中物理课件聚焦“电场力的功”与“电势能”核心知识点，通过功的计算公式和重力做功特点类比导入，以问题链引导学生思考电场力做功是否与路径有关，搭建新旧知识联系的学习支架。 其亮点在于运用类比法建构电势能概念，体现科学思维中的模型建构与科学推理，通过分层例题和练习（如三种路径做功比较、点电荷电场做功判断）培养科学探究能力，课堂小结系统梳理物理观念中的能量关系。学生能深化对能量观念的理解，教师可借助清晰结构提升教学效率。

电场力的功 电势能 教学课件 第一章 静电场 第 节 4 1 学习目标 1 2 3 4 新课导入 新课讲解 课堂练习 目录 5 课堂小结 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，体会能量观点是分析物理问题的重要方法，并进一步认识到物理学的和谐统一性。 3.理解电势能的变化与静电力做功的关系。知道常见的电势能零点的规定方法。 学习目标 电场强度 1、定义：放入电场中某点的试探电荷所受的静电力F 跟它的电荷量q 的比值。 2、定义式： 3、单位：或 4、方向：跟正电荷在该点所受静电力的方向相同 回忆复习 新课导入 1.功的计算： 2.重力的特点: （1）与路径无关，由初末位置的高度差来决定。 （2）重力做功与重力势能变化的关系： 3.重力势能是相对的，须选定零势能参考面。 重力做正功，重力势能减少 重力做负功，重力势能增加 一个试探电荷在电场中某点由静止释放，将如何运动? + 在电场力作用下电荷做加速运动，一段时间后获得一定的速度，试探电荷的动能增加 什么能转换为动能的呢? 重力做功 静电力做功 物体沿上述三条路径从A移到B，重力对物体所做的功为： 结论：重力对物体所做的功与物体运动路径无关，仅由物体的质量和初、末两个位置的高度差决定！！！！ 重力做功的特点 在静电场中移动电荷，电场力也要做功，电场力做功是否也具有这样的特点？ 下面这三种情况下电场力做的功相等吗？ 结论：在匀强电场中，电场力做功只与移动电荷的电荷量以及起点和终点的位置有关，而与路径无关！！！！ 在非匀强电场中，这个结论还成立吗？ 新课讲解 + 把正电荷沿不同路径从A点移到B点电场力做功？ 一、静电力做功的特点 + 电场力做功特点：静电力做功与路径无关，只与初末位置有关。 对于非匀强电场也适用 　例题1：如图所示是以点电荷＋Q为圆心的一组同心圆(虚线)，电场中有A、B、C、D四点。现将一带电荷量为q的正点电荷由A点沿不同的路径移动到D点，沿路径①做功为W1，沿路径②做功为W2， 沿路径③做功为W3，则 A.W2<W3<W1 B.W1＝W2＝W3 C.W2>W3>W1 D.W3>W2>W1 B 练习： 两带电小球，电荷量分别为＋q和－q，固定在一长度为l的绝缘细杆的两端，置于电场强度为E的匀强电场中，杆与场强方向平行，其位置如图所示。若此杆绕过O点垂直于杆的轴线转过180°，则在此转动过程中电场力做的功为 A.0 B.qEl C.2qEl D.πqEl C 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？ 二、电势能 1、电势能：电荷在电场中具有的势能（符号：EP） （由于受到电场力而具有的与位置有关的势能） 2、单位：焦耳（J)； 电场力做功和电势能变化关系如何？ 3、电势能变化：∆Ep=EpB-EpA 正电荷从A点移到B点时，静电力做正功，电荷的电势能减少。 正电荷从B点移到A点时，静电力做负功，即电荷克服静电力做功，电荷的电势能增加。 把正电荷从A点移到B + 把正电荷从B点移到A - 4.电场力做功和电势能变化关系 （1）当WAB>0，则EpA>EpB,表明电场力做正功，电势能减小； （2）当WAB<0，则EpA<EpB, 表明电场力做负功，电势能增加。 WAB=EpA-EpB 5.电势能的特点 （1）相对性：大地或无穷远默认为零 （2）在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为正，负电荷 在任一点具有的电势能都为负。 在负电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为负，负电荷在任意一点具有的电势能都为正。 （3）电势能有正负，却是标量，正负表示该点的电势能比零点的电势能的高低。 A B E + 设EPB =0 电荷在某点的电势能，等于把它从该点移到零势能位置时静电力所做的功。 零势能参考点 6.电势能的大小 电势能大小如何比较？ 判断角度 判断方法 依据静电力做功 无论正、负电荷，电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增大 依据电场线方向 正电荷沿着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大 负电荷沿着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小 　 例题：(来自教材)某电场中有A、B、C三点，把一个电荷量为q的正电荷从A点移到B点的过程中，电场力做功5×10-9 J，再从B点移到C点，电场力做功-8×10-9 J。 (1)在从A点经过B点移到C点的整个过程中，该电荷的电势能是增加还是减少了？变化量是多少？ (2)以B点为电势能零点，该电荷位于A点以及C点的电势能各是多少？ (3)如果把电荷量为-q的电荷从A点经过B点移到C点，该电荷的电势能是增加还是减少了？变化量是多少？ 答案　增加　3×10-9 J　 答案　5×10-9 J　8×10-9 J　 答案　减少　3×10-9 J 课堂练习 1.如图所示，电场强度为E的匀强电场中，带电荷量为+q的电荷沿直线AB、折线ACB、曲线ANB运动，已知AB长为d，关于静电力做的功和大小关系，下列说法正确的是（　　） A．沿折线ACB运动时，静电力做功最多 B．沿直线AB运动时，静电力做功最少 C．沿直线ANB运动时，静电力做功做多 D．这三种运动路径，静电力所做的功一样多 D 2.如图所示,有一带电的微粒,在电场力的作用下沿曲线从M点运动到N点,则微粒( ) A.带负电,电势能增加 B.带负电,电势能减少 C.带正电,电势能增加 D.带正电,电势能减少 D 3.(多选)如图所示,A、B、C为电场中同一电场线上的三点。设电荷在电场中只受电场力作用,则下列说法中正确的是( ) A.若在C点无初速度地释放正电荷,则正电荷向B运动,电势能减少 B.若在C点无初速度地释放正电荷,则正电荷向B运动,电势能增加 C.若在C点无初速度地释放负电荷,则负电荷向A运动,电势能增加 D.若在C点无初速度地释放负电荷,则负电荷向A运动,电势能减少 AD 4.某区域电场线分布如图所示。将同一带负电的试探电荷先后置于a、b两点，电势能分别为Epa和Epb，电荷所受电场力大小分别为Fa和Fb，则 A.Epa>Epb，Fa<Fb B.Epa>Epb，Fa>Fb C.Epa<Epb，Fa<Fb D.Epa<Epb，Fa>Fb D 5.将电荷量为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移到B,再从B移到C的过程中,电势能共改变了多少? (2)若规定该电荷在A点的电势能为零,则在B点和C点的电势能分别为多少? (3)若规定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? 解：(1)从A移到C,静电力做的功WAC=WAB+WBC=-3×10-5 J+1.2×10-5 J=-1.8×10-5 J,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,则EpC=1.8×10-5 J。 (3)WAB=EpA-EpB=-3×10-5 J,又EpB=0,则EpA=-3×10-5 J WBC=EpB-EpC=1.2×10-5 J,则EpC=-1.2×10-5 J。 课堂小结 一、静电力做功的特点： 与电荷路径无关，只与电荷的起始位置和终止位置有关 静电力做的功为：W＝qE·d，其中d为沿电场线方向的位移。 二、电势能（Ep)：电荷在电场中具有的势能 电势能变化：∆Ep=EpB-EpA 电场力做功和电势能变化关系： 静电力做正功，电势能减少 静电力做负功，电势能增加 若规定EPB=0，则电荷在A点的电势能等于WAB 三、电势能的大小。 电势能是标量，正负表示大小。 电势能具有系统性，是电荷及对它作用的电场所共有的 电势能具有相对性，大小与零电势能位置的选取有关 感 谢 收 看 教学课件 29 $