高中物理新教材优质课公开课第四节 电势能与电势.pptx

第四节电势能与电势

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;一、电场力做功

1．填一填

(1)电场力做功：在匀强电场中，电场力做功W＝qElcosθ，其中θ为________________之间的夹角。

(2)特点：在匀强电场中移动电荷时，电场力做的功只与电荷的电量及其起点、终点的位置_____，与电荷经过的路径_____，上述结论也适用于非匀强电场。

2．判一判

(1)只要电荷在电场中移动，电场力一定做功。 ()

(2)在匀强电场中将同一电荷移动同样的距离，电场力做功相同。 ()

(3)电场力做功与重力做功类似，与初末位置有关，与路径无关。 ();3．想一想

一电荷在某电场中运动了一周又回到出发点，电场力对该电荷做功吗？

提示：不做功。由功的定义式可知，电荷运动一周位移为0，故电场力一定不做功。

;二、电势能

1．填一填

(1)电势能：电荷在________中的某一位置具有的势能，用Ep表示。

(2)电场力做功与电势能变化的关系：电场力做的功等于电势能的________，表达式：WAB＝__________。

①电场力做正功，电势能______；

②电场力做负功，电势能______。

(3)电势能的大小：电荷在电场中A点的电势能大小，等于将电荷从该点移动到_____________时电场力所做的功，即EpA＝WA0。

;(4)电势能具有相对性。

电势能零点的规定：通常把电荷在离场源电荷_______处或把电荷在_________上的电势能规定为零。

2．判一判

(1)电势能有正、负之分，故电势能是矢量。 ()

(2)电场中有M、N两点，把电荷从M点移到N点的过程中，电场力对电荷做负功，电荷的电势能增加。 ()

(3)电场力做功的过程就是电势能与其他形式的能量转化的过程。 ();3．想一想

如图所示，将某电荷在一电场中由A点移到B点。若选不同的点为

零电势能点，表示A点(或B点)电势能的大小相同吗？表示从A点到B点的过程中电势能的变化相同吗？

提示：由于电势能具有相对性，选择不同的点为零电势能点，表示同一点A点(或B点)的电势能大小可能不相同，但在同一过程中由A点到B点，电场力做功相同，电势能的变化相同。

;电势能;2．判一判

(1)电势有正负之分，是矢量。 ()

(2)沿着电场线方向电势降低。 ()

(3)电势降低的方向就是电场方向。 ()

;3．选一选

有一电场的电场线如图所示。电场中a、b两点的电场强度的大小和电势分别用Ea、Eb和φa、φb表示，则 ()

A．EaEb，φaφb B．EaEb，φaφb

C．EaEb，φaφb D．EaEb，φaφb

解析：电场线越密，电场强度越大，所以EaEb，由题图所示电场线分布特点，结合沿电场线方向电势降低，可知a点的电势高于b点的电势，即φaφb，A正确。

答案：A

;四、等势面

1．填一填

(1)定义：电场中__________的各点构成的面。

(2)等势面的特点。

①在同一等势面上移动电荷时电场力_______(选填“做功”或“不做功”)。

②等势面一定跟电场线______，即跟电场强度的方向______。

③电场线总是由________的等势面指向_______的等势面。

2．判一判

(1)等势面上各点电势、场强均相同。 ()

(2)电场线与等势面垂直。 ()

(3)在等势面上移动电荷时电场力一定做功。 ();3．想一想

如图所示，在点电荷形成的电场中有A、B、C三点，若将单位

正电荷由A点移动到C点静电力做功为WAC，将单位正电荷由B

点移动到C点静电力做功为WBC，而WAC＝WBC，则A、B两点电

势有什么关系？单位正电荷从A点移动到B点过程中，静电力做功情况如何？

;探究(一)电场力做功与电势能

[问题驱动]

如图所示：让试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中，沿几条不同路径从A点运动到M点。

试结合上述情景，讨论下列问题：

(1)分别计算甲、乙、丙三图中电场力对电荷做功的多少。

提示：可以根据功的公式

W＝FLcosθ计算出各种情况下电场力做的功。

;①图甲中，电场力对电荷所做的功

W＝F·|AM|＝qE·|AM|。

②图乙中，电场力对电荷所做的功W＝F·cosθ·|AB|＋F·cos90°·|BM|＝qE·|AM|。

③图丙中，用无数组跟电场力垂直和平行的折线来逼近曲线ANB，与电场力平行的短折线的长度之和等于|AM|，因此电场力对电荷所做的功W＝W1＋W2＋W3＋…＋F·cos90°·|BM|＝qE·|AM|。

(2)通过问题(1)中三种情况下电场力对电荷所做的功，总结电场力做功的特点。

提示：电场力做的功只与电