第1节　电势能和电势 教学设计.docVIP

第1节电势能和电势

[学习目标]

1．知道静电力做功与路径无关。

2．理解静电力做功与电势能变化的关系，理解电势能的概念，认识电势能的相对性。

3．知道电势的定义方法及其定义式、单位。

4．会根据电场力做功判断电势能的变化。

5．会分析判断电势的高低。

知识点1静电力做功的特点

1．特点：只与起始位置和终止位置有关，与电荷经过的路径无关。

2．匀强电场电场力做功：在匀强电场中，电场力做功W＝qE|AM|，其中|AM|为沿电场方向的位移。

知识点2电势能

1．概念：电荷在电场中具有的势能。用Ep表示。

2．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，WAB＝EpA－EpB。电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加。

3．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。

4．零势能点：电场中规定的电势能为0的位置，通常把电荷在离场源电荷无限远处或大地表面上的电势能规定为0。

[判一判]

1．(1)某点的电场强度为零，电荷在该点的电势能一定为零。()

(2)电场力做功，电势能一定变化。()

提示：(1)×(2)√

知识点3电势

1．定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比。

2．公式：φ＝eq\f(Ep,q)，单位：伏特；符号：V。

3．矢标性：电势是标量，仅有大小没有方向。

4．与电场线的关系：沿着电场线方向电势逐渐降低。

[判一判]

2．(1)电场线密集处电场强度大，电势高。()

(2)某点的电势为零，电荷在该点的电势能一定为零。()

(3)某一点的电势为零，其电场强度一定为零。()

提示：(1)×(2)√(3)×

1．(静电力做功和电势能)(多选)以无穷远处电势为零，下列关于电势与电势能的说法正确的是()

A．电荷在电场中电势高的地方电势能大

B．在电场中的某点，电荷量大的电荷具有的电势能比电荷量小的电荷具有的电势能大

C．在正点电荷形成的电场中的某点，正电荷具有的电势能比负电荷具有的电势能大

D．在负点电荷形成的电场中的某点，正电荷具有的电势能比负电荷具有的电势能小

解析：选CD。正电荷在电场中电势高的地方电势能大，负电荷在电场中电势高的地方电势能小，故A错误；负电荷在电场中电势越高的地方电势能越小，负电荷所带电荷量越大，电势能越小，故B错误；在正点电荷形成的电场中的某点，电势为正值，正电荷具有的电势能比负电荷具有的电势能大，故C正确；在负点电荷形成的电场中的某点，电势为负值，正电荷具有的电势能比负电荷具有的电势能小，故D正确。

2．(静电力做功与电势能的变化)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A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B运动，电势能减少

解析：选A。若在C点无初速度地释放正电荷，正电荷所受电场力向右，则正电荷向B运动，电场力做正功，电势能减少；若在C点无初速度地释放负电荷，负电荷所受电场力向左，则负电荷向A运动，电场力做正功，电势能减少。

3．(电势及电势高低的判断)将一正电荷从无穷远处移入电场中的M点，电势能减少了8.0×10－9J，若将另一等量的负电荷从无穷远处移入电场中的N点，电势能增加了9.0×10－9J，则下列判断正确的是()

A．φM＜φN＜0 B．φN＞φM＞0

C．φN＜φM＜0 D．φM＞φN＞0

解析：选C。取无穷远处电势为零，则正电荷在M点的电势能为－8×10－9J，负电荷在N点的电势能为9×10－9J。由φ＝eq\f(Ep,q)知，M点的电势φM＜0，N点的电势φN＜0，且|φN|＞|φM|，即φN＜φM＜0，C正确。

4．(电势)将一个电荷量为－2×10－8C的点电荷，从零电势点S移到M点要克服静电力做功4×10－8J，则M点电势能EpM为多少？M点电势φM为多少？若将该电荷从M点移到N点，静电力做功14×10－8J，则N点电势φN大小为多少？

解析：由WSM＝EpS－EpM

得EpM＝EpS－WSM＝4×10－8J。

由EpM＝qφM，得φM＝eq\f(EpM,q)＝eq\f(4×10－8,－2×10－8)V＝－2V。

由WMN＝EpM－EpN

得EpN＝EpM－WMN＝－10×10－8J

由EpN＝qφN

得φN＝eq\f(EpN,q)＝eq\f(－10×10－8,－2×10－8)V＝5V。

答案：4×10－8J－2V5V

探究一静电力做