黑龙江省齐齐哈尔市高中物理 第一章 静电场 1.4《电势能与电势》一 10页

‎1.4《电势能与电势》一 ‎ 学习 目标 ‎1.理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系。‎ ‎2.理解电势的概念，知道电势是描述电场的能的性质的物理量。明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。‎ ‎3.通过与前面知识的结合，理解电势能与静电力做的功的关系，从而更好的了解电势能和电势的概念。‎ ‎4.尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题，增强科学探究的价值观。‎ 学习 疑问 学习 建议 ‎【知识链接】‎ ‎1、功的计算公式：____________________‎ ‎2、重力做功的特点： 重力做功与_________无关，只与____________________有关 ‎3、静电力：F=____________‎ ‎【预学能掌握的内容】（查阅教材p15-18页完成下列问题）‎ 一、静电力做功的特点 ‎【问题1】结合课本图（如图（1））,求出试探电荷+q在场强为E的匀强电场中沿不同路径从A运动到B静电力所做功。‎ ① 试探电荷q在匀强电场E中沿直线从A到B，求解静电力做功。（答： 。）‎ ② q沿折线AMB从A到B。其中AM与电场线平行，BM与电场线垂直。求解静电力做功。‎ ‎（答： 。）‎ ① q沿任意曲线ANB从A到B，求解静电力做功。（答： 。）‎ A B M A B N A B M θ 通过中的计算你能总结出的结论是：静电力做功与电荷经过的路径 关，（填有、无）， 与前面学习的 力做功相似。‎ ‎【典题探究】‎ 例1.在场强为4×105 V/m的匀强电场中，一质子从A点移动到B点，如图所示．已知AB间距离为‎20 cm，AB连线与电场线成30°角，求电场力做的功．‎ 知识点二 电势能(与重力势能类比学习)‎ ‎(1)定义：电荷在 中具有的势能叫电势能。‎ ‎(2)静电力做功与电势能变化的关系：‎ ‎①静电力做正功时，电荷的电势能 ；静电力做负功时，电荷的电势能 ；静电力做的功等于电势能的 。若电荷在电场中从A点运动到B点，则WAB＝ 。‎ ‎②静电力做的功只能决定电势能的变化量，而不能决定电荷在电场中某点的电势能的数值。‎ ‎(3)电势能具有相对性。‎ ‎①电荷在电场中某点的电势能，等于把它从 移到 位置时静电力所做的功。‎ ‎②通常把电荷在离场源电荷 处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零。‎ ‎③电荷在电场中某点的电势能的大小与零电势能点的选取 ‎ 关，但电荷在某两点之间的电势能的差与零电势能点的选取 关。‎ ‎(4)电势能是标量。电势能有正、负之分，当电荷的电势能为正值时，它就比在零电势能位置的电势能 ；为负值时，它就比在零电势位置的电势能 。‎ 比较电势能与重力势能，完成下面表格。‎ 电势能 重力势能 定义 系统性 大小的相对性 变化大小的量度 对应力做功的特点 ‎【典题探究】‎ 例2.下列说法中正确的是 (　 　)‎ A.无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，电场力做的正功越多，电荷在该点的电势能就越大 B.无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，电场力做的正功越少，电荷在该点的电势能就越大 C.无论是正电荷还是负电荷，从无穷远处移到电场中某点时，克服电场力做功越多，电荷在该点的电势能就越大 D.无论是正电荷还是负电荷，从无穷远处移到电场中某点时，电场力做功越多，电荷在该点的电势能就越大 ‎[跟踪训练1]　在电场中把一个电荷量为6×10－‎6 C的负电荷从A点移到B点，克服电场力做功3×10－5 J，则电荷从A到B的过程中，电势能变化了多少？是增加还是减少？若规定B点的电势能为零，则电荷在A点的电势能为多大？‎ 知识点三 电势 ‎(1)定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的 的比值，叫做这一点的电势，用φ表示。定义式：φ＝‎ ‎(2)单位：在国际单位制中，电势的单位是 (V)，1 V＝1 J/C。‎ ‎(3)相对性：电势也是相对的，常取离场源电荷无限远处的电势为零，大地的电势为零，电势可以是正值，也可以是负值，正值表示该点电势高于零电势，负值表示该点电势低于零电势.‎ ‎(4)电势是标量。电势的正、负只表示 ，不表示方向，当规定无限远处为零电势后，正电荷产生的电场中各点的电势为正值，负电荷产生的电场中各点的电势为负值，‎ ‎1.如何比较电场中两点电势的高低 ‎(1)根据电场线确定：‎ 沿电场线方向，电势越来越 （电场线的方向就是电势降低最快的方向）‎ ‎(2)场源电荷判断法 离场源正电荷越近的点，电势越 ；离场源负电荷越近的点，电势越 ‎(3)根据电场力做功判断：‎ 正电荷在电场力作用下移动时，电场力做正功，电荷由高电势处移向 电势处；正电荷克服电场力做功，电荷由 电势处移向 电势处。对于负电荷，情况恰好相反。‎ ‎(4)根据由Ep＝qφ判断。正电荷所在处的电势能越大，该点电势 ；负电荷所在处的电势能越大，该点电势 。‎ ‎2.电势能大小的判断方法 ‎（1）‎ 用电场力做功的方法来判断：把电荷从A点移到B点，(1)若电场力做正功，则该电荷的电势能减少，即EpA EpB，电场力做多少正功，电势能就减少多少。(2)若电场力做负功(也可以说是克服电场力做功)，则该电荷的电势能增加，即EpA EpB，电场力做多少负功，电势能就增加多少。‎ ‎（2）公式法：Ep＝qφ正电荷所在电势越高处的电势能 ；负电荷所在电势 处的电势能越大。‎ 例3.电场线分布如图所示，电场中a、b两点的电场强度大小分别为Ea和Eb，电势分别为φa和φb，则 ( 　　)‎ A.Ea>Eb，φa>φb B.Ea>Eb，φa<φb C.Eaφb D.EaφB，EA> EB B．φA<φB，EA < EB C．φA >φB，EA < EB D．φA <φB，EA > EB ‎7.下列说法中正确的是( )‎ A. 电场线密集处场强大，电势高 B .沿电场线方向场强减小，电势降低 C.在电势高处电荷具有的电势能也大 D .场强为零处，电势不一定为零 ‎【层次二】‎ ‎8．(多选)一电子飞经电场中A、B两点，电子在A点的电势能4.8×10-17J，动能为3.2×10-17J，电子经过B点时的电势能为3.2×10-17J，如果电子只受电场力作用，则 （ ）‎ A．电子在B点的动能为4.8×10-17J B．由A点到B点电场力做功为100eV C．电子在B点的动能为1.6×10-17J D．若规定B点电势为0,则A点电势为100V ‎9．两个带电小球，电荷量分别为+q和—q，固定在一长度为L的绝缘杆的两端，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，若此杆绕经过O点垂直于杆的轴转过180°，则此过程中电场力做功为（ ）‎ O ‎+q ‎—q A．0 B．qEL C．2qEL D．πqEL ‎10. (多选)如图所示，仅在电场力作用下，一带电粒子沿图中虚线从A运动到B，则( )‎ ‎ A.电场力做正功 B.动能增加 C.电势能增加 D.加速度增大 ‎11．某电场中的电场线(方向未标出)如图所示，现将一带负电的点电荷从A点移至B点需克服电场力做功，则C、D两点的电场强度、电势大小关系应为 (　 　)‎ A．EC>ED，φC>φD B．ECφD C．EC>ED，φC<φD D．EC