【最新】2018-2019学年最新(新课标)人教新版选修3-1课件：第一章第4节电势能和电势

B．W3＜W2
C．W1＝W3
D． W1＜W3
解析：电场力做功只与开始和结束位置有关，与路径无关。 因此选项 C 正确。答案：C
2．(多选)下列说法正确的是
(
)
A．电荷从电场中的 A 点运动到 B 点，每次经过的路径不 同，电场力做的功可能不同 B．电荷从电场中的某点开始出发，运动一段路径后，又 回到了该点，则电场力做功为零 C．正电荷沿着电场线运动，电场力对正电荷做正功，负 电荷逆着电场线运动，电场力对负电荷做正功 D．电荷在电场中运动，因为有电场力对电荷做功，所以 能量守恒定律在电场中不成立
第4节
电势能和电势
1．静电力做功与路径无关，只与电荷的初、 末位置有关；静电力做的功等于势能的减 少量。 2．电荷在某点的电势能，等于把它从该点移 到零势能位置时静电力所做的功。3．沿电 场线方向，电势逐渐降低。 4．电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等 势面指向电势低的等势面。 5．无论粒子电性如何，当粒子垂直进入匀强 电场后，电场力一定做正功。
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。
4．零势能位置 电场中规定的电势能 为零 的位置，通常把离场源电荷无穷
远处 或 大地处的电势能规定为零。 _____
三、电势 1．定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的 比值。 Ep q 。 2．公式：φ＝____
答案：BC
3.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 142 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。
图 142
解析：在匀强电场中电场力为 F＝qE 沿电场力方向的位移为 lcos θ 电 场 力 对 质 子 做 的 功 为 W ＝ qElcos θ ＝ 1.6×10
四、等势面 1．定义 电场中电势大小 相同 的各点构成的面叫做等势面。
2．等势面与电场线的关系 (1)电场线跟等势面 垂直 。 (2)电场线由 电势高 的等势面指向 电势低 的等势面。
1．自主思考——判一判 (1)只要电荷在电场中移动，电场力一定做功。 无关。 (3)电势有正、负，是矢量。 (4)在匀强电场中沿电场线方向，电势降低最快。 (× ) (√ ) (× ) (√) (×) (6)电势能是相对的，规定不同的零势能点，电荷在电场中 某点的电势能不同。 (√ ) (2)电场力做功与重力做功类似，与初末位置有关，与路径
解析：电场力做的功和电荷的运动路径无关，所以选项 A 错误；电场力做功只和电荷的初末位置有关，所以电荷从 某点出发又回到了该点，电场力做功为零，选项 B 正确； 正电荷沿电场线的方向运动，则正电荷受到的电场力和电 荷的位移方向相同，故电场力对正电荷做正功，同理，负 电荷逆着电场线的方向运动，电场力对负电荷做正功，选 项 C 正确；电荷在电场中运动，虽然有电场力做功，但是 电荷的电势能和其他形式的能间的转化满足能量守恒定 律，选项 D 错误。
1．如图 141 所示，在匀强电场中有 A、B 两 点， 将一电荷量为 q 的正电荷从 A 点移到 B 点，第一次沿直线 AB 移动该电荷，电场力 做功为 W1；第二次沿路径 ACB 移动该电 荷，电场力做功为 W2；第三次沿曲线 AB 移动该电荷，电场力做功为 W3，则( )
图 141
A．W1＞W2
19
－
3 － ×4×10 ×0.2× J＝1.1×10 14 J。 2
5
答案：1.1×10－14 J
对电势能的理解
1．电势能的特性
电势能是由电场和电荷共同决定的，是属于电荷 系统性 和电场所共有的，我们习惯上说成电荷的电势能 电势能是相对的，其大小与选定的参考点有关。 相对性 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 电势能是标量，有正负但没有方向。电势能为正 标量性 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
(5)等势面上，不仅各点电势相同，电场强度也一定相同。
2．合作探究——议一议 (1)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。
(2)电势能与重力势能类似， 也有正负， 其正负有何意义？
提示： 电势能为正值时， 表明电荷在该处电势能大于零； 当电势能为负值时，表明电荷在该处电势能比零小。
一、静电力做功的特点 在静电场中移动电荷时，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 。
二、电势能 1．概念 电荷在 静电场 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 。
减少 多少； 电场力做多少正功，电势能_____ 增加 多少。 电场力做多少负功，电势能_____
(3)为何说当电荷沿等势面移动时，电场力不做功？
提示：由于电场线与等势面垂直，即电荷所受的电场力不做功。
对电场力做功的理解
1．匀强电场中电场力做功的计算 W＝qELcos θ，其中 θ 为电场力与位移间夹角。 2．电场力做功的正负判断 (1)根据电场力和位移方向的夹角判断： 夹角为锐角， 电场力 做正功；夹角为钝角，电场力做负功；电场力和位移方向垂直时 不做功。此法常用于匀强电场中恒定电场力做功情况的判断。
(2)根据电场力和瞬时速度方向的夹角判断：夹角为锐角 时，电场力做正功；夹角为钝角时，电场力做负功；电场力和 瞬时速度方向垂直时不做功。 此法常用于判断曲线运动中变化 电场力的做功情况。 (3)根据电势能的变化情况判断： 若电势能增加， 则电场力 做负功；若电势能减小，则电场力做正功。 (4)若物体只受电场力作用，可根据动能的变化情况判断： 若物体的动能增加，则电场力做正功；若物体的动能减少，则 电场力做负功。
3．单位：国际单位制中，电势的单位是伏特 ，符号是 V,1 V＝1 J/C。
4．特点 (1)相对性： 电场中各点电势的高低， 与所选取的零电势的 位置有关，一般情况下取 无穷远 或地球为零电势位置。 (2)标矢性： 电势是标量， 只有大小， 没有方向， 但有 正负 。
5．与电场线关系：沿电场线方向电势 逐渐降低 。