导学案：10.1 电势能和电势.docxVIP

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学前准备：准备好平板，笔，本子，水杯，桌上不放其他与学习无关的物品。开启专心致志的学习时刻吧！

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第十章静电场中的能量

10.1电势能和电势

【学习目标】

1．知道静电力做功的特点，掌握静电力做功与电势能变化之间的关系（重点）。

2．理解电势能、电势的概念及电势和电势能的相对性（重难点）。

3．掌握电势能的计算方法（重点）。

4．会判断电场中两点电势的高低（重点）。

【学习流程】

第1步：学，重难点知识标注与讲解，吃透教材

第2步：练，学以致用，强化知识，提升能力。（考点闯关）

第3步：测，阶段检测，查漏补缺，确保预习效果。

明确学习目标和学习流程后，我们就开始学习吧。

知识点1静电力做功的特点

知识点1

静电力做功的特点

1.静电力做功的特点：在匀强电场中移动电荷时，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。正（负）电荷沿着电场线方向移动时电场力做正（负）功。

2.静电力做功过程推导

（1）q沿直线从A移向B，在这个过程中q受到静电力F与位移AB的夹角始终为θ，如上图所示。静电力做的功为W＝F×cosθ×|AB|＝qE×|AM|。

（2）q沿折线AMB从A点移动到B点，在位移AM上静电力做功W1＝qE×|AM|，在线段MB上，由于移动方向跟静电力方向垂直，静电力不做功，W2＝0。则在整个移动过程中静电力对q所做的功为：W＝W1＋W2＝qE×|AM|。

（3）q沿任意曲线ANB从A点移动到B点，如上图所示，我们把曲线分成无数小段，每一小段中，设想q都从起点先沿电场方向、再沿垂直电场方向到达终点。各小段沿垂直电场方向运动时，静电力是不做功的，各小段沿电场方向移动的位移之和等于|AM|。因此，q沿任意曲线从A点移动到B点静电力所做的功也是W＝qE×|AM|。

结论：在匀强电场中移动电荷时，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。这个结论对于非匀强电场也是成立的。

（1）静电力做功的特点虽然是从匀强电场中推导出来的，但是同样适用于非匀强电场.

（2）只要初、末位置确定了，移动电荷做的功就确定了，这一点和重力做功很相似。

【典例1】如图所示，Rt△ABC的边AC与匀强电场的电场方向平行。将电荷q从A点移到B点，电场力做功为W1，从A点移到C点、从C点移到B点，电场力做功分别为W2、W

A．W1W

C．W1=W

【答案】C

【详解】设匀强电场的电场强度为E，∠BAC=θ，则将电荷q从A点移到B点，电场力做功为

W

将电荷q从A点移到C点，电场力做功为W

将电荷q从C点移到B点，电场力做功为W

则有W

W

故选C。

电势能知识点2

电势能

知识点2

1.电势能的定义

由于移动电荷时静电力做的功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能叫作电势能，用Ep表示，单位为J。

2.静电力做功与电势能变化的关系

静电力做的功是电势能变化的量度，静电力做了多少正功就有多少电势能转化成其他形式的能，静电力做的功等于电势能的减少量，WAB=-(EpB-EpA)=EpA-EpB。

（1）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。

（2）正电荷从B点移到A点时，电荷克服静电力做功，即静电力做负功，电荷的电势能增加。

3.电荷在某点处电势能大小的计算

根据WAB=EpA-EpB，若规定B点电势能为零，则EpA=WAB，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。

电势能是标量，但有正负，电势能为正值时，表明电荷在该处电势能比选取的势能零点大；当电势能为负值时，表示电荷在该处的电势能比选取的势能零点小。因此，电势能的正负表示大小，正的电势能大于负的电势能。

4．零势能点的选取

通常把离场源电荷无穷远处或者大地表面的电势能规定为零。

5．对电势能的理解

（1）系统性：电势能是由电场和电荷共同决定的，是属于电荷和电场所共有的，我们习惯上说成电荷的电势能。

（2）相对性：电势能是相对的，其大小与选定的参考点有关，确定电荷的电势能，首先应确定参考点，也就是零势能点的位置。

（3）标量性：电势能是标量，有正负但没有方向，电势能为正值表示电势能大于参考点的电势能，电势能为负值表示电势能小于参考点的电势能。

6．电势能增减的判断方法

（1）做功判断法：无论正、负电荷，只要电场力做正功，电荷的电势能一定减小；只要电场力做负功，电荷的电势能一定增大。

（2）电场线判断法：正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小；逆着电场