第一章 学案5

典例精析
课堂小结
自我检测
学习探究区
学案5 电势能和电势
[延伸思考] 当正电荷顺着电场线运动时，静电力做什么功？电势能是增 加还是减少？当负电荷顺着电场线运动时，静电力做什么功？电势能是增
加还是减少？
v
F
E
W1>0, Ep↓
v
F
E
W2<0, Ep↑
学习目标
知识储备
学习探究
典例精析
课堂小结
自我检测
学习探究区
线，虚线表示只受电场力作用的带正电
粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再 经过N点，可以判定 ( )
疏
A．M点的电势高于N点的电势 B．M点的电势低于N点的电势 C．粒子在M点受到的电场力大于在 N点受到的电场力 D．粒子在M点的电势能大于在N点 的电势能
沿电场线，电势降低
电场力与速度的夹角为锐角, 电场力做正功，电势能减小
学习探究区
的等势面．简述它们的特点？
学案5 电势能和电势
[延伸思考] 请大致画出点电荷、等量异号点电荷、等量同号点电荷和匀强电场
点 电 荷
以点电荷为球心的一簇球 面正电荷向外φ降低；
负电荷向外φ升高.
等 量 异 号 点 电 荷
学习目标 知识储备 学习探究
连线上：从正电荷到负电荷电势越来越低； 中垂线是一等势线．
学习探究区
二、电势能
学案5 电势能和电势
WG= Ep
类比重力做功与重力势能变化的关系，静电力做正功，电势能如何变化？静电
力做负功，电势能如何变化？静电力做功与电势能变化有怎样的数量关系？
答案 静电力做正功，电势能减少；静电力做负功，电势能增加．
静电力做功的值等于电势能的变化量，即：WAB＝EpA－EpB
学习目标
知识储备
学习探究
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课堂小结
自我检测
典例精析
三、电势、电势能、等势面
例4
( )
学案5 电势能和电势
受F电， F电⊥v，
关于等势面的说法，正确的是
A．电荷在等势面上移动时，由于不受
电场力作用，所以说电场力不做功
B．在同一个等势面上各点的场强大小 相等
电势相等，E不确定
若相交，则交点存在两个 电势与电势唯一性矛盾
C．两个不等电势的等势面可能相交
D．若相邻两等势面的电势差相等，则 等势面的疏密程度能反映场强的大小 等差等势面的疏密反映 场强的大小
学习目标
知识储备
学习探究
典例精析
课堂小结
自我检测
课堂要点小结
静电力做功的特点
学案5 电势能和电势
静电力做功和电势能变化的关系
电势能和电势
电势能、电势的计算方法
等势面的特点
学习目标
知识储备
学习探究
典例精析
课堂小结
自我检测
自我检测区
1．(静电力做功与电势能变化的关系)在
学案5 电势能和电势
负功，电势能增加
相对量，没有规定零势 能面，数值不确定.
电场中，把电荷量为4×10－9 C的正点电荷
从A点移到B点,克服静电力做功6×10－8 J ，以下说法中正确的是 (
)
A．电荷在B点具有的电势能是6×10－8 J B．B点电势是15 V 电势也不确定
学习探究区
四、等势面 1．类比地图上的等高线，简述什么是 等势面？
电场中电势相等的点构成的面．
学案5 电势能和电势
高度相等的点构成的线
2．为什么等势面一定跟电场线垂直？
φ相等 Ep不变
W电=0
F⊥v v
[要点提炼] 1．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． F 2．等势面的特点： (1)在等势面上移动电荷时，静电力不做功． (2)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． (3)等势面密的地方，电场强度较强；等势面疏的地方，电场强度较弱． (4)任意两个等势面不相交． 学习目标 知识储备 学习探究 典例精析 课堂小结 自我检测
典例精析
一、静电力做功与电势能变化的关系
例1 在电场中把一个电荷量为6×10－6 C的 负电荷从A点移到B点，克服静电力做功 3×10－5 J，则电荷从A到B的过程中，电势 能变化了多少？是增加还是减少？若规定 电荷在B点的电势能为零，则电荷在A点的 电势能为多大？
学案5 电势能和电势
负功
Ep↑
电势能增加：3×10－5 J
(1)q在A点的电势能和A点的电势各是多 少？
Ep A (2)q未移入电场前，A点的电势是多少？ 再由 φA＝ 得 φA＝1.2×104 V q
（2）φA＝1.2×104 V
由电场自身性质 决定与q无关
学习目标
知识储备
学习探究
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课堂小结
自我检测
典例精析
例3 如图所示，图中的实线表示电场 密
学案5 电势能和电势
[要点提炼]
1．电场力做功是电势能变化的量度，用公式表示为WAB＝EpA－EpB，即电场 力做正功，电荷的电势能减少，电场力做负功，电荷的电势能增加．
2．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无限远
处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零．
学习目标
知识储备
学习探究
C．A点场强大于B点场强 D．A点电势高于B点电势
学习目标
知识储备
学习探究
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课堂小结
自我检测
学习目标定位
再见
静电力F=Eq为恒力
A→B：W＝F· |AB|cos θ＝qE· |AM| A→M→B：W＝W1＋W2 ＝qE· |AM|+0=qE· |AM| 位移x不变
W＝ qE· |AM|,静电力做功相同．说
明静电力做功与路径无关，只与 初、末位置有关．
[要点提炼]
1．静电力做功的特点：静电力对某电荷所做的功，与该电荷的电荷量有关， 与电荷经过的路径无关，与电场是否是匀强电场也无关． 2．静电力做功与重力做功相似，只要初、末位置确定了，移动电荷q做的功就 是确定值. 学习目标 知识储备 学习探究 典例精析 课堂小结 自我检测
典例精析
课堂小结
自我检测
学习探究区
等 量 同 号 正 点 电 荷 匀 强 电 场
学案5 电势能和电势
O点电势
连线上 中垂线上 最大 最小
A
C O
B
正电荷 负电荷
最小 最大
D
对称点：A、B；C、D 电势相等
垂直于电场线的一簇平行等间距的平面
说明：等势面密集处电场线也密集．任意两个等势面不会相交． 学习目标 知识储备 学习探究 典例精析 课堂小结 自我检测
学习探究区 高中物理· 选修3-1· 人教版
第一章 静电场
学案5 电势能和电势
学习目标定位
学案5 电势能和电势
1 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.
2
理解电势能、电势的概念，能根据电场线判断电势 高低.
3
知道什么是等势面，并能理解等势面的特点．
学习目标
知识储备
学习探究
典例精析
WAB＝EpA－EpB= － 3×10-5J
则：EpA＝－3×10－5 J
学习目标
知识储备
学习探究
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课堂小结
自我检测
典例精析
二、对电势的理解及电势高低的判断
学案5 电势能和电势
W∞A=EP∞－EPA 例2 如果把电荷量q＝1.0×10－8 C的电 荷从无限远移到电场中的A点，需要克服 静电力做功W＝1.2×10－4 J，那么， 负功 解析（1）由W∞A＝Ep∞－EpA 得EpA＝Ep∞－W∞A ＝0－(－1.2×10－4 J) ＝1.2×10－4 J
C．电荷的电势能增加了6×10－8 J
D．电荷的电势能减少了6×10－8 J
学习目标
பைடு நூலகம்
知识储备
学习探究
典例精析
课堂小结
自我检测
自我检测区
学案5 电势能和电势
2．(对电势的理解)关于电势，下列说法正确的是 ( ABD )
A．电场中某点的电势，其大小等于单位正电荷从该点移动到零电势点时
, 电场力所做的功 B．电场中某点的电势与零电势点的选取有关 C．由于电势是相对的，所以无法比较电场中两点的电势高低
知识储备
学习探究区
一、静电力做功的特点
1．如图所示，试探电荷q在电场强度为E的 匀强电场中，沿直线从A 移动到B，静电力做的功 为多少？若q沿折线AMB 从A点移动到B点，静电 力做的功为多少？ 2．若q沿任意曲线从A点移动到B点，静电 力做的功为多少？据1、2可得出什么结论．
学案5 电势能和电势
三、电势
学案5 电势能和电势
相对量，要与零势能点比较 如图所示的匀强电场，场强为E，取O点为零势能点，A 点距O点为l，AO连线与电场线的夹角为θ.电荷量分别为 q和2q的试探电荷在A点的电势能为多少？电势能与电荷 量的比值各是多少？ 答案 由EpA－EpO＝WAO＝Eqlcos θ，得：q和2q在A点的电势能分别为Eqlcos θ、 2Eqlcos θ；Ep/q相同，都为Elcos θ.
课堂小结
自我检测
知识储备区
一、静电力做功的特点
一样的 起始 终止 无关
学案5 电势能和电势
二、电势能
1.静电力做的功 电势能 2.减少 负功 克服 增加 Ep
3.零势能
三、电势
等势面 Ep 伏特 V 降低 1.比值 q
2.等势面 垂直 电势高 电势低 学习探究 典例精析 课堂小结 自我检测
学习目标
D．电势是描述电场能的性质的物理量
学习目标
知识储备
学习探究
典例精析
课堂小结
自我检测
自我检测区
3．(电场线和等势面)如图所示，实线表示一簇 关于x轴对称的等势面，在轴上有A、B两点， 则( )
学案5 电势能和电势
B点密集
φA＞φB，
沿电场线电势降低
A．A点场强小于B点场强
B．A点场强方向指向x轴负方向
[要点提炼]
2．电势的标量性：电势是标量，只有大小，没有方向，但有正负之分，电势 为正表示比零电势高，电势为负表示比零电势低． 3．电势的相对性：零电势点的选取原则：一般选大地或无限远处为零电势， 只有选取了零电势点才能确定某点的电势大小． 4．电势是描述电场性质的物理量，决定于电场本身，与试探电荷无关． 5．判断电势高低的方法：(1)利用电场线：沿着电场线方向电势逐渐降低(此 为主要方法)；(2)利用公式φ＝Ep/q判断，即在正电荷的电势能越大处，电势 越高，负电荷电势能越大处，电势越低． 学习目标 知识储备 学习探究 典例精析 课堂小结 自我检测