电势能和电势学案

1.4 电势能和电势（学案）

第1课时 静电力做功的特点 电势能

姓名___________ 班级____________ 学号___________

课前预学

１．静电力做功的特点：静电力做的功与电荷的____________________和

______________有关，但是与___________无关。（重力做功也有同样的特点）

２．物理学的研究表明：某个力做功如果与___________无关，那么就可以引出与这个力相对应的势能。与静电力相对应的势能叫做__________。势能都属于系统，电势能属于电场和试探电荷组成的系统。

３．势能的变化是由与之对应的力做的功决定的。

我们已经知道：移动重物时，重力做多少正功，重力势能就_________多少；重力做多少负功，重力势能就___________多少。

我们可以发现：在电场中移动电荷时，电场力做多少正功，则电荷的电势能

就 ；电场力做多少负功，则电荷的电势能 。所以W 电=E P1-E P2=-ΔE P 。（电场力做功跟电势能变化的关系与重力做功跟重力势能变化的关系完全相同） ４．电荷在电场中所具有的电势能由电荷在电场中所处的位置和零势能点的位置决定。如果把电荷q 从电场中A 点移到零势能点B ，电场力做的功为W ，则此电荷A 点时的电势能E PA = 。（重物在重力场中的重力势能也是由重物的位置和零势能点的位置决定的，如果把重物m 从A 点移到零势能点B ，重力做功为W ，则此重物在A 点重力势能E PA =W ）

5．关于零势能的选取：常常取_____________________的点为零势能点，或者___________________为零势能点。

6．如图所示，在匀强电场中有A 、B 两点，将一电量为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W 1；第二次沿路径ACB 移动该电荷，电场力做功W 2；第三次沿曲线AB 移动该电荷，电场力做功为W 3，则

( )

A ．W 1＞W 2＞W 3

B ．W 1＜W 3＜W 2

C ．W 1= W 2 = W 3

D ．W 1= W 2＜W 3

【预学疑难】

课内互动

一、静电力做功的特点

教师提出问题：

1、什么力做功使试探电荷的动能增大呢?

学生：

教师：试探正电荷q 在电场强度为E 的匀强电场中沿几条

不同路径从A 点移动到B 点,静电力对电荷做功分别为多少?

问题：通过以上推导过程，可以得出什么结论？

学生：

小 结：一、静电力做功的特点：

静电力做功只与电荷的初、末位置有关, 与电荷经过的路径无关。

静电力做功与重力做功有共同特点：——所做的功与路径无关。

例1.如图所示，B 、C 、D 三点都在以点电荷+Q 为圆心，半径

为r 的圆弧上．将一检验电荷从A 点分别移到B 、C 、D 各

点时，电场力做的功是 ( ) A ．W AB >W AC B ．W AD >W AB

C ．W AC >W A

D D ．W AB =W AC 二、电势能

教师提出问题：

1、重力场中的物体有重力势能，电场中的电荷具有什么能呢？

2、重力做功使重力势能变化，静电力做功呢？

那么电场力做功的过程是什么能转化为动能呢？

思考：如果电荷沿不同路径移动时静电力做的功不一样，还能建立电势能的概念吗？

为什么？

提出问题：上式能不能确定电荷在电场中某点具有的电势能？为什么？要确定电荷

在某点的电势能，应该怎么办？

（学生分组讨论，思考后回答。）

学生：

教师：如果规定B 点的电势能为零，电荷在A 点的电势能为多少？

学生：

小结：二、电势能

1.因为在电场中移动电荷时静电力做功与移动路径无关，所以电荷在电场中有

电势能 (E P )

2.静电力对电荷做正功(负功), 电荷的电势能减少(增加)

W F = E P1 - E P2 = -ΔE P

静电力做的功等于电势能的减少量.

3.电势能具有相对性,电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该点移动到零势

能位置时所做的功(通常把离场源无限远处或大地表面的电势能规定为零)

例2.下列关于点电荷在电场中移动时，电势能变化的说法正确的是 ( )

A ．正电荷沿电场线方向移动，其电势能增加 D C +Q A B

B．正电荷逆着电场线方向移动，其电势能增加

C．负电荷沿电场线方向移动，其电势能减少

D．负电荷逆着电场线方向移动，其电势能减少

例3.将带电量为6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了3×10-5J的功，再从B移到C，电场力做了1.2×10-5J的功，则

（1）电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能共改变了多少？

（2）如果规定A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少？（3）如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？当堂检测

1．下列叙述正确的是 ( )

A．在电场中移动电荷，电荷的电势能一定变化

B．电场力对电荷做正功，电荷的电势能增加

C．电场力对正电荷做正功，电荷的电势能减少

D．电场力对负电荷做负功，电荷的电势能增加

2．以下关于电场力做功的说法正确的是（）

A．在匀强电场中移动电荷时，电场力做功与位移成正比

B．在非匀强电场中移动电荷时，电场力做功与路径有关

C．在电场中移动电荷时，电场力做功大小取决于始末位置电势能的变化

D．在电场中移动电荷时，电场力对其一定做功

3.下列说法中正确的是（）

A.当两正点电荷相互靠近时，它们的电势能增大

B.当两负点电荷相互靠近时，它们的电势能增大

C.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能减小

D.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能增大。

4.关于电场中电荷的电势能的大小，下列说法正确的是 ( )

A.在电场强度越大的地方，电荷的电势能也越大

B.正电荷沿电场线移动，电势能总增大

C.负电荷沿电场线移动，电势能一定增大

D.电荷沿电场线移动，电势能一定减小

5.一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