2017-2018学年高中物理选修3-1全册学案(34份)人教课标版7(汇教案).docx

电势能和电势 [ 目标定位 ]. 知道静电力做功的特点， 掌握静电力做功与电势能变化的关系 . 理解电势能、 电 势的概念，知道参考点的选取原则 . 知道什么是等势面，并能理解等势面的特点． 一、静电力做功、电势能及其关系 ．静电力做功的特点 如图所示， 在匀强电场中不论经由什么路径从点移动到点， 静电力做的功都相等． 说明静电 力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 ( 填“有关”或“无 关” ) ．可以证明，对于非匀强电场也是适用的． 图 ．电势能 () 概念：电荷在电场中具有的势能．用表示． () 静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于电势能的减少量．表达式：＝－ (\\( 静电力做正功，电势能减少； , 静电力做负功，电势能增加 .))  . () 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做的功． 深度思考 () 在电场中确定的两点移动等量的正、负电荷时，静电力做功和电势能的变化有何差异？ () 电势能是标量还是矢量？它有正负之分吗？若有，其正负号表示什么？ 答案 () 静电力做功的绝对值相等，正负不同，电势能的变化量相等，增减情况相反． () 电势能是标量，有正负、无方向． 电势能为正值表示电势能大于零势能点的电势能， 电势 能为负值表示电势能小于零势能点的电势能． 例 将带电荷量为× － 6C 的负电荷从电场中的点移到点，克服电场力做了× －的功，再从移 到，电场力做了× －的功，则： () 电荷从移到，再从移到的过程中电势能共改变了多少？ () 如果规定点的电势能为零，则该电荷在点和点的电势能分别为多少？ () 如果规定点的电势能为零，则该电荷在点和点的电势能分别为多少？ 解析 () ＝＋＝ ( －× －＋× －) ＝－× －. 可见电势能增加了× － . － () 如果规定点的电势能为零，由公式得该电荷在点的电势能为＝－＝－＝× . 同理，点的电势能为＝－＝－＝× －. () 如果规定点的电势能为零，则该电荷在点的电势能为： ′＝′＋＝＋＝－× － . 点的电势能为′＝′－＝－＝－× －. 答案 见解析 电势能的系统性： 电势能由电场和电荷共同决定， 但我们习惯说成电场中的电荷所具有 的势能 . 电势能的相对性：电势能是一个相对量，其数值与零势能点的选取有关 . 例 在电场强度大小为的匀强电场中， 一质量为、 带电荷量为＋的物体从点开始以某一初速 度沿电场反方向做匀减速直线运动， 其加速度的大小为， 物体运动距离到时速度变为零．  下 列说法正确的是  () ．物体克服电场力做功 ．物体的电势能减少了 ．物体的电势能增加了 ．若选点的电势能为零，则物体在点的电势能为 解析 物体所受电场力方向与运动方向相反， 所以电场力做负功即克服电场力做功＝， 选项 正确；由于电场力做功等于电势能的减少量， 电场力做负功， 所以电势能增加了， 选项错误， 选项正确；由＝－可知，当选点的电势能为零时，＝－＝，选项正确． 答案 在匀强电场中，电场力做的功为＝，其中为沿电场线方向的位移 . 功是能量转化的量度， 但要理解并区别电场力做功与电势能变化的关系、 动能变化的关系 动能定理 ，即搞清功与能的变化的对应关系 . 二、电势  合外力做功与 ．概念：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值． ．定义式和单位： φ＝，单位是伏特，符号是 . ．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，或大地的电势为零，电势可以是正值，也可以是负值，没有方向，因此是标量．．与电场线的关系：沿电场线的方向电势降低． 深度思考 电荷在电势越高的位置电势能越大吗？ 答案 不一定，正电荷在电势越高处电势能越大，负电荷在电势越高处电势能越小． 例 如果把＝× － 8C 的电荷从无限远移到电场中的点，需要克服静电力做功＝× －，那么： () 在点的电势能和点的电势各是什么？ () 未移入电场前，点的电势是多少？ 解析 () 静电力做负功， 电势能增加， 无限远处的电势为零， 电荷在无限远处的电势能也为 零，即 φ ∞ ＝， ∞ ＝. 由∞ ＝∞ －得＝ ∞－ ∞＝－ ( －× －) ＝× － 再由 φ ＝得 φ ＝× () 点的电势是由电场本身决定的， 跟点是否有电荷存在无关， 所以未移入电场前， 点的电势 仍为× . 答案 () ×－ ×() × 电势和电势能具有相对性，与零势面的选择有关 . φ ＝是电势的定义式 . 电场中某点处 φ 的大小是由电场本身决定的， 与在该点处是否放 入试探电荷、电荷的电性、电荷量均无关 . 由 φ＝求电势时，可将各物理量的“＋” 、“－”直接代入计算，这样更方便 . 例 有一电场的电场线如图所示，电场中、两点电场强度的大小和电势分