物理：1.4电势能和电势学案导学新人教版选修3-1

1.4电势能和电势学案（一）
学习目标：
1、理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系。

重点：理解掌握电势能、电势、。

难点：掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。

自主学习：
一、静电力做功的特点：
二、电势能：
1、静电力做负功，
2、静电力做正功，
3、在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为，负电荷在任
一点具有的电势能都为。

4、在负电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为，负电荷在任意一点具有的电势能都为。

5、电荷在电场中某一点A具有的电势能E P等于将该点电荷由A点移到电场力所做的功W的。

即E P=W
6、若要确定电荷在电场中的电势能，应先规定的零位置。

一、静电力做功的特点
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B点，我们来计算这几种情况下静电力对电荷所做的功。

W＝F|AB|＝qE|AB| W＝F|AB|cosθ＝qE|AB| W＝W1+W2+W3+……
其中F＝qE|AM|
分析三种情况下的做功的数据结果，结合具体的问题情景，从中找到共同点和不同点，联系前面所学的知识，归纳得出相关的物理知识。

从中发现问题和知识结论。

结论：静电力做的功只与位置有关，与电荷无关。

拓展：该特点对于非匀强电场中也是成立的。

二、电势能
寻找类比点：力做功只与物体位置有关，而与运动路径无关的事例在物理中有哪些呢？属于什么能？
（移动物体时重力做的功与路径无关同一物体在地面附近的同一位置才具有确定的重力势能。

）
思考：静电力做功也与路径无关，是否隶属势能？我们可以给它一个物理名称吗？
1．电势能：由于移动电荷时静电力做了功电荷能做功说明电荷具有能。

而且做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能我们叫做电势能。

电势能用E p表示。

【思考与讨论】如果做功与路径有关，那能否建立电势能的概念呢？
2．讨论：静电力做功与电势能变化的关系
通过知识的类比，让学生能从中感受到新知识的得出也可以通过已有获取。

静电力做的功等于
功是能量变化的量度。

电场力做多少功，电势能就变化多少，在只受电场力作用下，电势能与动能相互转化，而他们总量保持不变。

W AB＝－（E pB－E pA）＝E pA－E P
【思考讨论】对不同的电荷从A运动到B的过程中，电势能的变化情况：
正电荷从A运动到B做正功，即有W AB>0，则E pA>E pB，电势能减少。

●正电荷顺着电场线的方向其电势能。

负电荷从A运动到B做正功，即有W AB<0，则E pA>E pB，电势能增加。

电势能增加。

●负电荷顺着电场线的方向其电势能
对此分析得出：电势能为系统所有，电势能的变化与和有关
3．求电荷在某点处具有的电势能
问题讨论：在上面讨论的问题中，请分析求出A点的电势能为多少？
类比分析：如何求出A点的重力势能呢？进而联系到电势能的求法。

则 E pA＝W AB（以B为电势能零点）
电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零势能位置撕所做的功。

4．零势能面的选择
通常把电荷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。

拓展：求电荷在电场中A 、B 两点具有的电势能高低。

将电荷由A 点移动到B 点，根据静电力做功情况判断。

若静电力做功为正功，电势能减少，电荷在A 点电势能大于在B 点的电势能。

反之静电力做负功，电势能增加，电荷在A 点电势能小于在B 点的电势能
弄清正、负电荷在电场中电势能的不同特点，判断其做功特点再进行判断
当堂练习：
1、一个电荷只在电场力作用下从电场中的A 点移到B 点时，电场力做了5×10－6J 的功，那么 ( )
A ．电荷在
B 处时将具有5×10－6J 的电势能
B ．电荷在B 处将具有5×10－6J 的动能
C ．电荷的电势能减少了5×10－6J
D ．电荷的动能增加了5×10－6J
2下列说法正确的是（ ）
A.在电场中顺着电场线移动电荷，电场力做功，电荷电势能减少
B. 在电场中逆着电场线移动电荷，电场力做功，电荷电势能减少
C. 在电场中顺着电场线移动正电荷，电场力做正功，电荷电势能减少
D.在电场中逆着电场线移动负电荷，电场力做负功，电荷电势能增加
3．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 点无初速释放正电荷，电荷向
B 运动，电势能减小
B 若在
C 点无初速释放正电荷，电荷向B 运动，电势能增大
C 若在C 点无初速释放负电荷，电荷向A 运动，电势能增大
D 若在C 点无初速释放负电荷，电荷向A 运动，电势能减小
4、如图所示，在点电荷电场中的一条电场线上依次有A 、B 、C 三点，分别把+ q 和－ q 的试验电荷依次放在三点上，关于它所具有的电势能的正确说法是 ( )
A ．放上+q 时，它们的电势能E A ＞E
B ＞E C
B ．放上+q 时，它们的电势能E A ＜E B ＜E C
C ．放上－q 时，它们的电势能E A ＞E B ＞E C
D ．放上－q 时，它们的电势能
E A ＜E B ＜E C
探究：1、类比电场和重力场中力的情况、能量的情况、电势和高度看是否有相似之处？
2、注意电场中几种特殊的电场线和等势面，分析其场强和电势情况。

课堂小结：
A B C。