高二物理选修3-1电势能和电势
高中物理选修3-1电势能和电势知识点总结
高中物理选修3-1电势能和电势知识点总结人教版选修3-1第一章静电场第4节《电势能和电势》一直是高二学生学习难点，我们要掌握好这一节的知识点。
下面是本人给大家带来的高中物理电势能和电势知识点，希望对你有帮助。
高中物理电势能和电势知识点一、电势差：电势差等于电场中两点电势的差值。
电场中某点的电势，就是该点相对于零势点的电势差。
(1)计算式(2)单位：伏特(V)(3)电势差是标量。
其正负表示大小。
二、电场力的功电场力做功的特点：电场力做功与重力做功一样，只与始末位置有关，与路径无关。
1. 电势能：电荷处于电场中时所具有的,由其在电场中的位置决定的能量称为电势能.注意：系统性、相对性2. 电势能的变化与电场力做功的关系(1)电荷在电场中具有电势能。
(2)电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小。
(3)电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大。
(4)电场力做多少功，电荷电势能就变化多少。
(5)电势能是相对的，与零电势能面有关(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电势能规定为零。
)(6)电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性。
(7)电势能是标量。
3. 电势能大小的确定电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电场力所做的功。
三、电势电势：置于电场中某点的试探电荷具有的电势能与其电量的比叫做该点的电势。
是描述电场的能的性质的物理量。
其大小与试探电荷的正负及电量q均无关，只与电场中该点在电场中的位置有关，故其可衡量电场的性质。
单位：伏特(V)标量1. 电势的相对性：某点电势的大小是相对于零点电势而言的。
零电势的选择是任意的，一般选地面和无穷远为零势能面。
2. 电势的固有性：电场中某点的电势的大小是由电场本身的性质决定的，与放不放电荷及放什么电荷无关。
3. 电势是标量,只有大小,没有方向.(负电势表示该处的电势比零电势处电势低.)4. 计算时EP,q, 都带正负号。
人教版选修【3-1】1.4-电势能和电势【精品课件】
题 型 设 计 课 后 强 化 作 业
物理（人教版 ·选修3-1）
第一章 静电场
探 究 目 标
情 景
知道静电力做功的特点，了解静电力做功和电势
无关
，反映了
题
型
要
电场 的一种性质，叫做电场的 电势 ．
设 计
点
探 究
4．在地图上常用等高线 表示地形的高低，与此相似， 课
在电场中常用 等势面 表示电势的高低．电场中电势相同的
切
※
入
能变化的关系
自
主
研 习
※ ※ 掌握电势能、电势的概念、公式和性质
题 型 设
要
计
点
探
究
知道什么是等势面，理解在同一等势面上移动电
课
后
走 出
※ 荷静电力不做功，知道电场线与等势面垂直，并
强 化 作
误
业
区
且由电势高的等势面指向电势低的等势面
物理（人教版 ·选修3-1）
第一章 静电场
探
究
目
标
我们知道重力做正功，物体的重力势能减小，其高度
第一章 静电场
题 型 设 计 课 后 强 化 作 业
物理（人教版 ·选修3-1）
第一章 静电场
探 究 目 标
情 景
1．如图所示，电荷沿直线AB、折线ACB、曲线AB从A
切 入
移到B静电力做功相同，即静电力做功与电荷的 起始位置 和
自
终止位置 有关，但与 经过的路径 无关．
高二物理电势能和电势精品PPT课件
例3. 将一电量为 q 2106 c 的点电 荷从电场外一点P移至电场中某点A, 电 场力做 功4105 J ,求A点的电势.
设场外一点P的电势为 p 0
解: 从P A,电场力做的功 W E PA
EPA W 4 105 J
A
EPA q
4 2
电场中由A运动
到M电场力做功
A
M
吗？做了多少功？
qF
E
W=qE·｜AM｜
求试探电荷＋q沿直线AB移动到B时电场 力做的功：
B
E
+q
A
F
M
W F cos • AB qE • AM
B
E
+q
A
M
W qE • AM
结论： 在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功 与电荷的起始位置和终止位置有关，但与 电荷经过的路径无关。
⑵电荷在哪点时电势能大？大多少？
A
B
电场的力的性质我们必须用场强E来描述，那 么电场的能的性质我们又应该用什么物理量来描 述呢？能否用“电势能”呢？
电场的能的性质也是电场本身的一种属性， 它只能由场源本身所决定，而与电场中有无放入 试探电荷无关。而电势能的大小是与试探电荷的 电量q有关的（因q越大，其所受电场力就越大， 具有的做功本领大，电势能也就大），故不能用 “电势能”来描述电场的能的性质，我们引入一 个新的物理量——“电势”来表示它。
• 正电荷顺电场线移动， 电场力做正功，电势能减少 • 负电荷顺电场线移动， 电场力做负功，电势能增加 • 正电荷逆电场线移动， 电场力做负功，电势能增加 • 负电荷逆电场线移动， 电场力做正功，电势能减少
例1．右图中MN为电场中某一条电场线方 向向右，在线取两点a、b 今将一电荷＋q
高中物理选修3-1-电势能和电势
电势能和电势知识集结知识元电场力做功与电势能的关系知识讲解电势能1．定义：电荷在电场中由于受到电场力作用而具有的势能叫做电势能．用字母E P表示,单位是焦耳2．电势能大小：若规定电荷在B点的电势能为零，E PB=0,则E PA=W AB。
即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。
与重力势能表达式E P=mgh类似，电势能表达式为E P=φq。
φ是电荷q所在位置处的电势。
电势类似于高度，详见后文。
3．零点的选择：在电场中选取哪点作为电势能的零点，原则上是任意的。
但通常会把离场源电荷无穷远处电势规定为零电势，因此电荷在离场源电荷无穷远处的电势能也为零，或者把电荷在大地表面的电势能规定为零。
4．电势能的相对性：电荷在电场中某点的电势能的大小与零势能点的选取有关，但电荷在两点间的电势能之差和零势能点的选取无关。
5．电势能的标矢性：电势能是标量，但有正负，正负号的意义在于电荷在电场中该点所具有的电势能比在电势能零点的电势能多了还是少了。
因此电势能正值一定比负值大。
6．功能关系：电荷在电场中A点具有的电势能是E PA，它在B点具有的电势能是E PB，电荷从A点到B点静电力做的功就等于电势能的减少量。
即W AB=E PA-E PB,即静电力做正功，电势能减小，静电力做负功，电势能增加。
因此电场力做功是电势能变化的量度，与电荷的正负无关。
电势1．定义：电荷在电场中某点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。
有符号φ表示，单位伏特V。
2．公式：3．物理意义：反映电场能的性质，数值越大，表明正电荷在该点具有的电势能越大，4．电势的决定因素：电场中各点的电势由电场本身和零电势位置的选取有关，也就是说与场源电荷有关。
若去无穷远处电势为零，则正场源电荷周围电势处处为正，负场源电荷周围电势处处为负。
5．电势是标量，但有正负。
类比高度，正电势一定比负电势高。
电场中某点电势高低与规定的零电势点的位置有关。
高二物理选修3-1(理科生)_《电势能和电势》知识要点和常见题型
第四节电势能和电势【知识要点】要点一判断电势高低的方法电场具有力的性质和能的性质，描述电场的物理量有电势、电势能、静电力、静电力做功等，为了更好地描述电场，还有电场线、等势面等概念，可以从多个角度判断电势高低．1．在正电荷产生的电场中，离电荷越近电势越高，在负电荷产生的电场中，离电荷越近，电势越低．2．电势的正负．若以无穷远处电势为零，则正点电荷周围各点电势为正，负点电荷周围各点电势为负．3．利用电场线判断电势高低．沿电场线的方向电势越来越低．4．根据只在静电力作用下电荷的移动情况来判断．只在静电力作用下，电荷由静止开始移动，正电荷总是由电势高的点移向电势低的点；负电荷总是由电势低的点移向电势高的点．但它们都是由电势能高的点移向电势能低的点．要点二理解等势面及其与电场线的关系1．电场线总是与等势面垂直的(因为如果电场线与等势面不垂直，电场在等势面上就有分量，在等势面上移动电荷，静电力就会做功)，因此，电荷沿电场线移动，静电力必定做功，而电荷沿等势面移动，静电力必定不做功．2．在同一电场中，等差等势面的疏密也反映了电场的强弱，等势面密处，电场线密，电场也强，反之则弱．3．已知等势面，可以画出电场线；已知电场线，也可以画出等势面．4．电场线反映了电场的分布情况，它是一簇带箭头的不闭合的有向曲线，而等势面是一系列的电势相等的点构成的面，可以是封闭的，也可以是不封闭的．要点三等势面的特点和应用1．特点(1)在同一等势面内任意两点间移动电荷时，静电力不做功．(2)在空间没有电荷的地方两等势面不相交．(3)电场线总是和等势面垂直，且从电势较高的等势面指向电势较低的等势面．(4)在电场线密集的地方，等差等势面密集．在电场线稀疏的地方，等差等势面稀疏．(5)等势面是虚拟的，为描述电场的性质而假想的面．2．应用(1)由等势面可以判断电场中各点电势的高低及差别．(2)由等势面可以判断电荷在电场中移动时静电力做功的情况．(3)由于等势面和电场线垂直，已知等势面的形状分布，可以绘制电场线，从而确定电场大体分布．(4)由等差等势面的疏密，可以定性地确定某点场强的大小.【问题探究】1.重力做功和静电力做功的异同点如何？相关因素电场中某一点的电势φ的大小，只跟电场本身有关，跟检验电荷q无关电势能大小是由点电荷q和该点电势φ共同决定的大小正负电势沿电场线逐渐下降，取定零电势点后，某点的电势高于零者，为正值；某点的电势低于零者，为负值正点电荷(＋q)：电势能的正负跟电势的正负相同．负点电荷(－q)：电势能的正负跟电势的正负相反单位伏特V焦耳J联系φ＝E pqE p＝qφ3.常见电场等势面和电场线的图示应该怎样画？(1)点电荷电场：等势面是以点电荷为球心的一簇球面，越向外越稀疏，如图1－4－5所示．图1－4－5(2)等量异种点电荷的电场：是两簇对称曲面，两点电荷连线的中垂面是一个等势面．如图1－4－6所示．在从正电荷到负电荷的连线上电势逐渐降低，φA>φA′；在中垂线上φB＝φB′.图1－4－6(3)等量同种点电荷的电场：是两簇对称曲面，如图1－4－7所示，在AA′线上O点电势最低；在中垂线上O点电势最高，向两侧电势逐渐降低，A、A′和B、B′对称等势．图1－4－7【例题分析】一、电势能【例1】下列关于电荷的电势能的说法正确的是()A．电荷在电场强度大的地方，电势能一定大B．电荷在电场强度为零的地方，电势能一定为零C．只在静电力的作用下，电荷的电势能一定减少D．只在静电力的作用下，电荷的电势能可能增加，也可能减少答案 D解析电荷的电势能与电场强度无直接关系，A、B错误；如果电荷的初速度为零，电荷只在静电力的作用下，做加速运动，电荷的电势能转化为动能，电势能减少，但如果电荷的初速度不为零，电荷可能在静电力的作用下，先做减速运动，这样静电力对电荷做负功，电荷的动能转化为电势能，电势能增加，所以C错误，D正确．二、判断电势的高低【例2】在静电场中，把一个电荷量为q＝2.0×10－5C的负电荷由M点移到N点，静电力做功6.0×10－4 J，由N点移到P点，静电力做负功1.0×10－3 J，则M、N、P三点电势高低关系是________．答案φN>φM>φP解析首先画一条电场线,如上图所示.在中间位置附近画一点作为M点.因为由M→N静电力做正功,而负电荷所受静电力与场强方向相反，则可确定N点在M点左侧．由N→P静电力做负功，即沿着电场线移动，又因1.0×10－3 J>6.0×10－4 J，所以肯定移过了M点，即P点位于M点右侧．这样，M、N、P三点电势的高低关系是φN>φM>φP.【对点练习】1.有一电场的电场线如图1－4－9所示，图1－4－9电场中A、B两点电场强度的大小和电势分别用E A、E B和φA、φB表示，则() A．E A>E B，φA>φBB．E A>E B，φA<φBC．E A<E B，φA>φBD．E A<E B，φA<φB2．有关电场，下列说法正确的是()A．某点的电场强度大，该点的电势一定高B．某点的电势高，检验电荷在该点的电势能一定大C．某点的场强为零，检验电荷在该点的电势能一定为零D．某点的电势为零，检验电荷在该点的电势能一定为零3．将一个电荷量为－2×10－8 C的点电荷，从零电势点S移到M点要克服静电力做功4×10－8 J，则M点电势φM＝________ V．若将该电荷从M点移到N点，静电力做功14×10－8 J，则N点电势φN＝________ V，MN两点间的电势差U MN ＝________ V.4．如图1－4－10所示．图1－4－10(1)在图甲中，若规定E p A＝0，则E p B________0(填“>”“＝”或“<”)．(2)试分析静电力做功情况及相应的电势能变化情况．【常见题型】题型一静电力做功和电势能变化之间的关系如图1所示，图1把电荷量为－5×10－9C的电荷，从电场中的A点移到B点，其电势能__________(选填“增加”、“减少”或“不变”)；若A点的电势U A＝15 V，B点的电势U B＝10 V，则此过程中静电力做的功为________ J.[思维步步高] 电势能变化和静电力做功有什么关系？负电荷从A点移动到B，静电力做正功还是负功？静电力做功和电势能的变化在数值上有什么关系？[解析]将电荷从电场中的A点移到B点，静电力做负功，其电势能增加；A点的电势能为E p A＝qU A，B点的电势能为E p B＝qU B，静电力做功等于电势能变化量的相反数，即W＝E p A－E p B＝－2.5×10－8 J.[答案]增加－2.5×10－8 J[拓展探究]如果把该电荷从B点移动到A点，电势能怎么变化？静电力做功的数值是多少？如果是一个正电荷从B点移动到A点，正电荷的带电荷量是5×10－9 C，电势能怎么变化？静电力做功如何？[答案]减少 2.5×10－8 J增加－2.5×10－8 J[解析]如果把该电荷从B点移动到A点，静电力做正功，电势能减少．静电力做功为2.5×10－8 J；如果电荷的带电性质为正电荷，从B点移动到A点，静电力做负功，电势能增加了，静电力做负功，数值为－2.5×10－8 J.[方法点拨]电场中的功能关系：①静电力做功是电荷电势能变化的量度，具体来讲，静电力对电荷做正功时，电荷的电势能减少；静电力对电荷做负功时，电荷的电势能增加，并且，电势能增加或减少的数值等于静电力做功的数值．②电荷仅受静电力作用时，电荷的电势能与动能之和守恒．③电荷仅受静电力和重力作用时，电荷的电势能与机械能之和守恒.题型二电场中的功能关系质子和中子是由更基本的粒子即所谓“夸克”组成的．两个强作用电荷相反(类似于正负电荷)的夸克在距离很近时几乎没有相互作用(称为“渐近自由”)；在距离较远时，它们之间就会出现很强的引力(导致所谓“夸克禁闭”)．作为一个简单的模型，设这样的两夸克之间的相互作用力F 与它们之间的距离r 的关系为F ＝⎩⎨⎧ 0，0<r <r 1，－F 0，r 1≤r ≤r 2，0，r >r 2.式中F 0为大于零的常量，负号表示引力．用U 表示夸克间的势能，令U 0＝F 0(r 2－r 1)，取无穷远为零势能点．下列U －r 图示中正确的是( )[思维步步高] 零势能面的规定有何用处？无穷远处的势能和r ＝r 2处的势能是否相同？当r <r 1之后势能怎么变化？[解析] 从无穷远处电势为零开始到r ＝r 2位置，势能恒定为零，在r ＝r 2到r ＝r 1过程中，恒定引力做正功，势能逐渐均匀减小，即势能为负值且越来越小，此过程图象为A 、B 选项中所示；r <r 1之后势能不变，恒定为－U 0，由引力做功等于势能减少量，故U 0＝F 0(r 2－r 1)．[答案] B[拓展探究]空间存在竖直向上的匀强电场，图2质量为m 的带正电的微粒水平射入电场中，微粒的运动轨迹如图2所示，在相等的时间间隔内( )A．重力做的功相等B．静电力做的功相等C．静电力做的功大于重力做的功D．静电力做的功小于重力做的功[答案] C[解析]根据微粒的运动轨迹可知静电力大于重力，故选项C正确．由于微粒做曲线运动，故在相等时间间隔内，微粒的位移不相等，故选项A、B错误．[方法点拨]电势能大小的判断方法：①利用E p＝qφ来进行判断，电势能的正负号是表示大小的，在应用时把电荷量和电势都带上正负号进行分析判断．②利用做功的正负来判断，不管正电荷还是负电荷，静电力对电荷做正功，电势能减少；静电力对电荷做负功，电势能增加.【课后作业】一、选择题1．一点电荷仅受静电力作用，由A点无初速释放，先后经过电场中的B点和C点．点电荷在A、B、C三点的电势能分别用E A、E B、E C表示，则E A、E B 和E C间的关系可能是()A．E A>E B>E C B．E A<E B<E CC．E A<E C<E B D．E A>E C>E B2．如图3所示电场中A、B两点，图3则下列说法正确的是()A．电势φA>φB，场强E A>E BB．电势φA>φB，场强E A<E BC．将电荷＋q从A点移到B点静电力做了正功D．将电荷－q分别放在A、B两点时具有的电势能E p A>E p B3．如图4所示，图4某区域电场线左右对称分布，M、N为对称线上的两点．下列说法正确的是()A．M点电势一定高于N点电势B．M点场强一定大于N点场强C．正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能D．将电子从M点移动到N点，静电力做正功4．两个带异种电荷的物体间的距离增大一些时()A．静电力做正功，电势能增加B．静电力做负功，电势能增加C．静电力做负功，电势能减少D．静电力做正功，电势能减少5．如图5所示，图5O为两个等量异种电荷连线的中点，P为连线中垂线上的一点，比较O、P 两点的电势和场强大小()A．φO＝φP，E O>E PB．φO＝φP，E O＝E PC．φO>φP，E O＝E PD．φO＝φP，E O<E P6．在图6中虚线表示某一电场的等势面，图6现在用外力将负点电荷q从a点沿直线aOb匀速移动到b，图中cd为O点等势面的切线，则当电荷通过O点时外力的方向()A．平行于abB．平行于cdC．垂直于abD．垂直于cd7．如图7所示，图7固定在Q点的正点电荷的电场中有M、N两点，已知MQ<NQ.下列叙述正确的是()A．若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则静电力对该电荷做功，电势能减少B．若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则该电荷克服静电力做功，电势能增加C．若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点，则静电力对该电荷做功，电势能减少D．若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点，再从N点沿不同路径移回到M点；则该电荷克服静电力做的功等于静电力对该电荷所做的功，电势能不变二、计算论述题8．如图8所示，图8平行板电容器两极板间有场强为E的匀强电场，且带正电的极板接地．一质量为m、电荷量为＋q的带电粒子(不计重力)从x轴上坐标为x0处静止释放．(1)求该粒子在x0处的电势能E p x0.(2)试从牛顿第二定律出发，证明该带电粒子在极板间运动过程中，其动能与电势能之和保持不变．9.图9一根对称的“∧”型玻璃管置于竖直平面内，管所在的空间有竖直向上的匀强电场E.质量为m、带电荷量为＋q的小球在管内从A点由静止开始沿管向上运动，且与管壁的动摩擦因数为μ，管AB长为l，小球在B端与管作用没有能量损失，管与水平面夹角为θ，如图9所示．求从A开始，小球运动的总路程是多少？10．如图10所示，图10一绝缘细圆环半径为r，其环面固定在水平面上，场强为E的匀强电场与圆环平面平行，环上穿有一电荷量＋q，质量为m的小球，可沿圆环做无摩擦的圆周运动，若小球经A点时速度v A的方向恰与电场垂直，且圆环与小球间沿水平方向无力的作用．(1)求小环运动到A点的速度v A是多少？(2)当小球运动到与A点对称的B点时，小球对圆环在水平方向的作用力F B 是多少？参考答案 【对点练习】1.答案 D2.答案 D3.答案 －2 5 －7解析 本题可以根据电势差和电势的定义式解决． 由W SM ＝qU SM 得U SM ＝W SM q ＝－4×10－8－2×10－8V ＝2 V而U SM ＝φS －φM ，所以φM ＝φS －U SM ＝(0－2) V ＝－2 V 由W MN ＝qU MN 得U MN ＝W MN q ＝14×10－8－2×10－8 V ＝－7 V而U MN ＝φM －φN ，所以φN ＝φM －U MN ＝[－2－(－7)] V ＝5 V4.答案 (1)< (2)见解析解析(1)A→B 移动正电荷，W AB >0，故E p A >E p B ，若E p A ＝0，则E p B <0. (2)甲中从A→B 移动负电荷，W AB <0，E p A <E p B 乙中从B→A 移动负电荷，W AB >0，E p A <E p B . 【课后作业】 一、选择题1.答案 AD解析 点电荷在仅受静电力作用的情况下，动能和电势能相互转化，动能最小时，电势能最大，故E A ≥E B ，E A ≥E C ，A 、D 正确．2.答案 BC解析 场强是描述静电力的性质的物理量；电势是描述电场能的性质的物理量，二者无必然的联系．场强大的地方电势不一定大，电势大的地方，场强不一定大，另根据公式E p ＝φq 知，负电荷在电势低的地方电势能反而大．3.答案 AC解析 由图示电场线的分布示意图可知，MN 所在直线的电场线方向由M 指向N ，则M 点电势一定高于N 点电势；由于N 点所在处电场线分布密，所以N 点场强大于M 点场强；正电荷在电势高处电势能大，故在M 点电势能大于在N点电势能；电子从M点移动到N点，静电力做负功．综上所述，A、C选项正确．4.答案 B解析异种电荷之间是引力，距离增大时，引力做负功，电势能增加．5.答案 A6.答案 D7.答案AD解析由点电荷产生的电场的特点可知，M点的电势高，N点的电势低，所以正电荷从M点到N点，静电力做正功，电势能减少，故A对，B错；负电荷由M点到N点，克服静电力做功，电势能增加，故C错；静电力做功与路径无关，负点电荷又回到M点，则整个过程中静电力不做功，电势能不变，故D对．二、计算论述题8.答案(1)－qEx0(2)见解析解析(1)粒子由x0到O处静电力做的功为：W电＝－qEx0①W电＝－(0－E p x0)②联立①②得：E p x0＝－qEx0(2)在x轴上任取两点x1、x2，速度分别为v1、v2.F＝qE＝mav22－v21＝2a(x2－x1)联立得12mv 22－12mv21＝qE(x2－x1)所以12mv22＋(－qEx2)＝12mv21＋(－qEx1)即E k2＋E p2＝E k1＋E p1故在其运动过程中，其动能和势能之和保持不变．9.答案l tan θμ解析由题意知小球所受合力沿玻璃管斜向上，即qE sin θ>mg sin θ＋F f ，小球所受管壁弹力垂直管壁向下，作出受力分析如右图所示．小球最终静止在“∧”形顶端，设小球运动的总路程为x ，由动能定理知：qEl sin θ－mgl sin θ－μ(qE cos θ－mg cos θ)x ＝0，解得x ＝l tan θμ.10.答案 (1)qErm (2)6qE解析 (1)小球在A 点时所受的静电力充当向心力，由牛顿第二定律得：qE ＝mv 2A r解得v A ＝ qEr m(2)在B 点小球受力如右图所示，小球由A 运动到B 的过程中，根据动能定理qE·2r=221122B A mu mu -在B 点，FB 、qE 的合力充当向心力：2B B u F qE m r-=,得6B F qE =。
人教版选修3-1 电势能和电势课件 人教版
例3. 将一电量为 q = 2 × 10 6 c 的点电荷 从电场外一点P移至电场中某点 移至电场中某点A, 从电场外一点 移至电场中某点 电场力 点的电势. 做 功 4 × 10 5 J ,求A点的电势 求 点的电势 解: 场外一点 的电势为 p = 0 场外一点P的电势为
从P A,电场力做的功 W = E PA 电场力做的功
9
练习. 如图所示,在同一条电场线上有 在同一条电场线上有A 练习 如图所示 在同一条电场线上有 . B .C 三点,将 q = 6 × 10 6 c 的点电荷由A点移 三点 将 的点电荷由 点移 动到B点 电场力做什么功 做多少功?电势能 电场力做什么功?做多少功 动到 点,电场力做什么功 做多少功 电势能 变化了多少?在将该电荷由 点移到C点 电场 在将该电荷由B点移到 变化了多少 在将该电荷由 点移到 点,电场 力做什么功?做多少功 电势能变化了多少? 做多少功?电势能变化了多少 力做什么功 做多少功 电势能变化了多少 A
如图,在场强 的匀强电场中,点电 例1. 如图 在场强 E = 10 3 N C 的匀强电场中 点电 移动到B,AB相距 相距L=1m,静电力做功为 荷q=+1c从A移动到 从 移动到 相距 静电力做功为 多少?电势能如何变化 若规定 多少 电势能如何变化?若规定 PA=0,则EPB=? 电势能如何变化 若规定E 则
B
E
q+ q + x2 F
q+ F
B
FE
A q+
F
M
q+
A
X1
F
M W3 = q E x 3
W1 = q E x 1
W2 = q E x 2
………… x1 + x2 + x3 +…=? …
高二物理选修3-1电学知识点总结
高二物理选修3-1电学学问点总结电学是高二学生学习物理的重点内容，有哪些学问点须要了解?下面是给大家带来的高二物理选修3-1电学学问点，希望对你有帮助。
高二物理选修3-1电学学问点一、电场基本规律1、电荷守恒定律：电荷既不会创生，也不会歼灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移过程中，电荷的总量保持不变。
(1)三种带电方式：摩擦起电，感应起电，接触起电。
(2)元电荷：最小的带电单元，任何带电体的带电量都是元电荷的整数倍，e=1.610-19C密立根测得e的值。
2、库仑定律(1)定律内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
(2)表达式：k=9.0109N?m2/C2静电力常量(3)适用条件：真空中静止的点电荷。
二、电场能的性质1、电场能的基本性质：电荷在电场中移动，电场力要对电荷做功。
2、电势(1)定义：电荷在电场中某一点的电势能Ep与电荷量的比值。
(2)定义式：单位：伏(V)带正负号计算(3)特点：○1电势具有相对性，相对参考点而言。
但电势之差与参考点的选择无关。
○2电势一个标量，但是它有正负，正负只表示该点电势比参考点电势高，还是低。
○3电势的大小由电场本身确定，与Ep和q无关。
○4电势在数值上等于单位正电荷由该点移动到零势点时电场力所做的功。
(4)电势凹凸的推断方法○1依据电场线推断：沿着电场线电势降低。
AB○2依据电势能推断：正电荷：电势能大，电势高;电势能小，电势低。
负电荷：电势能大，电势低;电势能小，电势高。
结论：只在电场力作用下，静止的电荷从电势能高的地方向电势能低的地方运动。
3、电势能Ep(1)定义：电荷在电场中，由于电场和电荷间的相互作用，由位置确定的能量。
电荷在某点的电势能等于电场力把电荷从该点移动到零势能位置时所做的功。
(2)定义式：带正负号计算(3)特点：○1电势能具有相对性，相对零势能面而言，通常选大地或无穷远处为零势能面。
电势能和电势
高中物理选修3-1 静电场第四节 电势能和电势知识点一：静电力做功的特点把正电荷沿不同路径从A 点移到B 电场力做功？W AB = F ·|AB|cos θ=qE ·|AM|特点：在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷经过的路径无关,只与电荷的起始位置和终止位置有关，。
对于非匀强电场也适用知识点二：电势能A ：定义：由于移动电荷时静电力做功与移动路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做电势能，用E p 表示B ：静电力做功与电势能变化的关系静电力做正功，电势能减小，静电力做负功，电势能增加，或者说电荷克服静电力做了多少功，电势能增加多少 W AB =E pA -E pBC ：电势能的大小若要确定电荷在电场中的电势能，应先规定电场中电势能的零位置，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电势能规定为零。
所以，电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该处移动到零势能位置所做的功D ：对电势能概念的理解（1）W AB =E pA -E pB 适用匀强电场和非匀強电场，适合正电荷也适合负电荷（2）电荷在电场中某点电势能的大小与零势能点的选取有关，有相对性，但电荷在某两点间的电势能之差大大小与零势能点的选取无关，具有绝对性（3）静电力做功只能决定电势能的变化量，而不能决定电势能的数值（4）电势能是电荷和电场所具有的。
知识点三：电势A ：定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值叫做这一点的电势，用φ表示B ：表达式：p=E qC ：单位：和电压的单位相同D ：电势是标量，只有大小，没有方向E ：电势与电场线的关系：顺电场线移动电势降低知识点四：电势的三个性质A ：电势的相对性：电场中某一点的电势的数值与零电势的选择有关B ：电势的固有性：电场中某点的电势大小是由电场本身决定的，与该点是否放有电荷无关C ：电势的标量性：电势是标量只有大小没有方向，但是有正负，正值表示电势高于零势能，负值表示电势低于零势能知识点五：等势面：电场中电势相同的各点构成的面称为等势面A ：特点：（1）在同一等势面上的各点电势相同，在同一等势面上移动电荷，静电力不做功；（2）电场线跟等势面一定垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面；（3）对于非匀強电场，电场强度大，等势面密集（1）电势能是标量，有3之分，其正负与零势能面选取有关 （2）电势能为负表示电荷在该处的电势能比选取的零势能面的势能小 若取B 为电势能零点，A 点移动到B 点静电力做功W AB ，则电荷在A 点的电势能为E pA=W AB若规定无穷远出为零电势，则正点电荷产生的电场中各点的电势都为正值，负点电荷产生的电场中各点的电势都为负值，且越靠近正点电荷的地方电势越高，岳靠近负点电荷的地方电势越低B AC EA a b cB 题型一：静电力做功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5×10－6JJD ．电荷的动能增加了5×10－6JJ2、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？3、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 3B ．W 1＜W 3＜W 2C ．W 1= W 2 = W 3D ．W 1= W 2＜W 34、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？题型二：电势高低的判断1、试探电荷q1放在电场中的A 点,电势能为E(规定无限远处电势能为零),A 点的电势为________,若把试探电荷q1换成试探电荷q2放在电场中的A 点,A 点的电势为___________ (仍规定无限远处电势能为零).2、 将一电量为q=2×10-6C 的点电荷从电场外一点P 移至电场中某点A, 电场力做功4×10-5J,求A 点的电势.要求：分别以A 点和P 点为零势能点，两种方式来计算3、将带电荷量为1×108-C 的电荷，从无限远处移到电场中的A 点，要克服电场力做功1×106-J ．问：(1) 电荷的电势能是增加还是减小? 电荷在A 点具有多少电势能?(2) A 点的电势是多少?(3) 若电场力可以把带电荷量为2×108-C 的电荷从无限远处移到电场中的A 点，说明电荷带正电还是带负电? 电场力做了多少功? (取无限远处为电势零点)4、如图所示，a 、b 、c 是某电场中一条电场线AB 上的三点，且Aa=ab=bc=cB ，用φa 、φb 、φc 和E a 、E b 、E c 分别表示三点的电势和电场强度大小，（1）若该电场是匀强电场，则φa 、φb 、φc 的大小关系为 ，E a 、E b 、E c 的大小关系为 ；（2）若该电场是A 处的点电荷产生的，则φa 、φb 、φc 的大小关系为 ，E a 、E b 、E c 的大小关系为 ；（3）若该电场是B 处的点电荷产生的，则φa 、φb 、φc 的大小关系为 ，E a 、E b 、E c 的大小关系为 ；（4）若A 、B 处分别为两个等量异种电荷，则φa 、φb 、φc 的大小关系为 ，E a 、E b 、E c 的大小关系为5、如图所示，A 、B 是电场中两点，一个带负电的点电荷Q 在A 点所受的电场力要比它在B 点所受的电场力 ，该负电荷在A 点的电势能要比它在B 点的电势能 ，A 点的电场强度要 B 点的电场强度，A 点的电势要 于B 点的电势.6、如图41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 PA ＞E PB ＞E PCB ．放上+q 时，它们的电势能E PA ＜E PB ＜E PCC ．放上－q 时，它们的电势能E PA ＞E PB ＞E PCD ．放上－q 时，它们的电势能E PA ＜E PB ＜E PC题型三：电场强度和电势的区别1、如图，是某电场中的一条直电场线，一电子（重力不计）从a 点由静止释放，它将沿直线向b 点运动，则可判断( )A ．该电场一定是匀强电场B ．场强E a 一定小于E bC ．电子具有的电势能E Pa 一定大于E PbD ．两点的电势φa 一定低于φb2、如图所示，Q 是带正电的点电荷，P 和P 为其电场中的两点．若E 1、E 2为P 1、P 2两点的电场强度的大小，φ1、φ2为P 1、P 2两点的电势，则 ( )A ．E 1 > E 2，φ1>φ2B ．E 1 > E 2，φ1<φ2 C ．E 1< E 2，φ1>φ2 D ．E 1< E 2，φ1<φ23、电场中有A 、B 两点，把电荷从A 点移到B 点的过程中，电场力对电荷做正功，则( )A ．电荷的电势能减少B ．电荷的电势能增加C ．A 点的场强比B 点的场强大D ．A 点的场强比B 点的场强小4、在电场中，已知A 点的电势高于B 点的电势，那么 ( )A ．把负电荷从A 点移到B 点，电场力做负功 B.把负电荷从A 点移到B 点，电场力做正功C ．把正电荷从B 点移到A 点，电场力做负功 D.把正电荷从B 点移到A 点，电场力做正功5、下列关于电场性质的说法，正确的是 ( )A ．电场强度大的地方，电场线一定密，电势也一定高B ．电场强度大的地方，电场线一定密，但电势不一定高C ．电场强度为零的地方，电势一定为零D ．电势为零的地方，电场强度一定为零6、如图所示,将带正电的粒子从电场中的A 点无初速地释放,不计重力的作用,则下列说法中正确的是A.带电粒子一定做加速直线运动B.带电粒子的电势能一定逐渐增大C.带电粒子的加速度一定越来越小D.带电粒子的加速度一定越来越大a b。
高中物理人教版选修3-1电势能和电势
电势能和电势★新课标要求〔一〕知识与技能1、掌握电势能、电势的概念、公式和性质。
掌握静电力做功、等势面的特点。
2、明确电势能、电势、静电力的功、电势能的变化之间的关系。
〔二〕过程与方法通过与以前所学知识结合，理解电场力做功与电势能与的变化量间的关系，从而更好的了解电势能和电势。
〔三〕情感、态度与价值观尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题，增强科学探究的价值观。
★教学重点掌握电场力做功的特点、电势能与电场力做功的关系；理解电势、等势面的概念及意义。
★教学难点掌握电场力做功的特点、电势能与电场力做功的关系，并能用此解决问题。
★教学方法归纳推理法、讲授法★教学用具：投影片、多媒体辅助教学设备★教学过程〔一〕引入新课教师：我们知道电场对放入其中的电荷有力的作用，在电场中移动电荷时电场力就要做功，同时电荷的位置要变化，电荷具有的能量也会发生变化，那么电场力做的功和电荷能量变化之间有什么关系呢？本节课我们来研究这个问题。
〔二〕进行新课1、静电力做功的特点教师活动：〔投影〕教材图1.4-1〔如下图〕引导学生推导在匀强电场中移动试探电荷q从A到B静电力所做得功。
〔1〕q沿直线从A到B⋅cos=θW=FqEAMAB〔2〕q沿折线从A到B+W==0AMqEAMqE〔3〕q 沿任意曲线从A 到B 〔用无数组跟静电力平行和垂直的折线来逼近曲线ANB 的方法〕，可得AM qE AM qE W =+=0问题：通过以上推导过程，可以得出什么结论？学生：静电力做功与路径无关，只与电荷的起始位置和终止位置有关。
教师：〔强调〕这个结论虽然是从匀强电场中推导出来的，但是可以证明，同样适用于非匀强电场。
2、电势能教师：引导学生类比重力做功的特点和重力势能的概念，引出电势能的概念。
思考：如果静电力做功与路经有关，引入电势能的概念还有没有实际意义？为什么？学生分组讨论，思考后回答。
点评：调动学生思维的积极性，培养学生善于思考勇于探究的学习品质。
高中物理选修3-1《电势能和电势》讲义
高中物理选修3-1第一章第4节《电势能和电势》导学案教师：嬴本德学生：年级：[考点梳理]【考点一】静电力做功的特点(1)若沿路径1移动电荷，则静电力做功是多少？(2)若沿路径2移动电荷，则静电力做功是多少？(3)若沿路径3移动电荷，则静电力做功是多少？结论：静电力做功只与有关，而与电荷移动的无关。
这与重力做功的特点相一致。
注意：这一结论也适用于飞匀强电场。
思考：静电力做功与重力做功的特点一样吗？【考点二】电势能(1)概念：电荷在电场中具有的势能，这种势能称为电势能，用E p表示，单位：焦耳（J）(2)电场力做功与电势能的关系：，电场力做了多少功，就有多少电势能发生转化，用公式表示为(3)理解：①电势能是 量，只有大小，没有方向，但有正负之分，正负表示电势能的 ；②电势能是 (相对/绝对)的，与零势能位置的选取 (有关/无关)；通常规定 或 处的电势能为零；③电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到 位置时 力所做的功； ④不论正负电荷，只要电场力做正功，电势能一定 (减少/增大)，反之亦然；⑤在同一电场中，同样从A 点到B 点，移动正电荷与移动负电荷，电势能的变化是 的。
[典例1]下列说法正确的是（ ）A ．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 比较电场中两点电势能大小的方法①公式法：q E p ϕ=（电荷不运动时） 该公式还可以用来判断电场中某点电势能的正负值 ②做功法：p E W ∆-=电（电荷运动的情况）③能量守恒法：若在电场中只有电场力做功，根据能量守恒定律：动能+电势能=定值。
即动能增大，电势能必减小；动能减小，电势能必增大。
【考点三】电势(1)定义：电荷在电场中某一点的 与它的 的比值。
人教版高二物理选修3-1第一章第4节电势能和电势
§1.4 电势能和电势【学习目标】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．【阅读要求及检测】阅读课本P15-19回答下列问题：1．怎样计算电场力的功？2．什么是电势能？电场力做功与电势能的变化之间关系如何？3．什么是电势？电势的零点如何选取？等势面特点？【要点精讲与典型例题】1.电场力的功与路径无关,只与初末位置有关,注意功的正负,与重力做功对比理解2.电势能ＷAB=EPA- EPB①定义：电荷在电场中所具有的与电荷位置有关的势能。
②势能零点：规定无穷远处或大地为势能零点。
③电场力做功与电势能的变化：电场力做正功电势能减少，电场力做负功电势能增加。
=EP/q3.电势定义：电场中某点到该参考点的电势差就等于该点的电势。
由电势差的定义可知：电场中某点的电势，等于单位正电荷由该点移动到参考点（零电势点）时电场力所做得功。
4.等势面(1)等势面的特点及应用①在等势面上移动电荷时静电力不做功，电荷的电势能不变．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，由此可以绘制电场线，从而可以确定电场的大体分布．③等差等势面密的地方，电场强度较强；等差等势面疏的地方，电场强度较弱，由等差等势面的疏密可以定性确定场强大小．④任意两个等势面都不相交．(2)正负点电荷、两个同号/异号点电荷、匀强电场的等势面分布：①点电荷的等势面是以点电荷为球心的一簇球面．②等量异号点电荷的等势面：点电荷的连线上，从正电荷到负电荷电势越来越低，中垂线是一条等势线．③等量同号点电荷的等势面：等量正点电荷连线的中点电势最低，两点电荷连线的中垂线上该点的电势最高，从中点沿中垂线向两侧，电势越来越低．等量负点电荷连线的中点电势最高，两点电荷连线的中垂线上该点的电势最低．从中点沿中垂线向两侧，电势越来越高．④匀强电场的等势面是垂直于电场线的一簇平行等间距的平面．【典型例题】【例1】在点电荷 Q形成的电场中有一点A，当一个－q的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时，电场力做的功为W，则检验电荷在A点的电势能_________,电场中A点的电势分别为______________【例2】将一正电荷从无穷远处移入电场中M点，电势能减少了8.0×10－9 J，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9.0×10－9 J，则下列判断中正确的是( )A．φM＜φN＜0 B．φN＞φM＞0C．φN＜φM＜0 D．φM＞φN＞0【例3】试比较所示的各情况下，a、b两点的场强的关系和电势的关系判断正确的是（）A．平行金属板带等量异种电荷时，极板之间的a、b两点场强和电势都相等B．处于静电平衡状态下导体内部的任意两点a、b场强和电势都相等C．离点电荷等距离的任意两点a、b场强不同，电势相等D．两个等量异号的电荷，在其连线的中垂线上关于连线对称的a、b两点场强和电势都相等【例4】空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势面分布如图所示，a、b、c、d为电场中的4个点．则( )A．P、Q两点处的电荷等量同号 B．a点和b点的电场强度相同C．c点的电势低于d点的电势 D．负电荷从a到c，电势能减少【自主练习题】1．若带正电荷的小球只受到电场力作用，则它在任意一段时间内（）A．一定沿电力线由高电势处向低电势处运动B．一定沿电力线由低电势处向高电势处运动C．不一定沿电力线运动,但一定由高电势处向低电势处运动D．不一定沿电力线运动,也不一定由高电势处向低电势处运动2．(多选)如图所示的电场中有A、B两点，下列判断正确的是 ( )A．电势φA<φB，场强EA>EBB．电势φA>φB，场强EA<EBC．将电荷量为q的正电荷从A点移到B点，电场力做正功，电势能减少D．将电荷量为q的负电荷分别放在A、B两点，电荷具有的电势能EpA＞EPb3．一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5×10－6 J的正功，那么( )A．电荷在B处时将具有5×10－6 J的电势能B．电荷在B处时将具有5×10－6 J的动能C．电荷的电势能增加了5×10－6 JD．电荷的动能增加了5×10－6 J4.(多选)图甲是等量异号点电荷的电场线分布图，144乙是等量同号点电荷的电场线分布图．AOB是两点电荷的连线的垂直平分线，O是连线的中点．现把正试探电荷分别在甲、乙两图中，从O点沿OA移动到无限远处，下列关于该过程中静电力做功和电势能变化情况的说法正确的是 ( )A．在甲图中，静电力做正功，电势能减小B．在甲图中，静电力不做功，电势能不变C．在乙图中，静电力做正功，电势能减小D．在乙图中，静电力不做功，电势能不变5. 右图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0．一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a 、b 点时的动能分别为26eV 和5eV ．当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为－8eV ，它的动能应为A ．8eVB ．13eVC ．20 eVD ．34 eV6.如图所示为点电荷产生的电场，一检验电荷从A 点分别移到B 、C 、D 、E 各点，B 、C 、D 、E 在以Q 为圆心的圆周上，则电场力做功A ．从A 到B 做功最大 B ．从A 到C 做功最大C ．从A 到E 做功最大D ．做功一样大7.某电场的电场线如图所示，电场中有A 、B 、C 三点，已知一个负电荷从A 点移到B 点时，电场力做正功．(1)在图中用箭头标出电场线的方向，并大致画出过A 、B 、C 三点的等势面．(2)在A 、B 、C 三点中，场强最大的点是__________，电势最高的点是__________．【点评及总结】1.用W=qU 计算时各量也可以采用绝对值运算，功的正负可根据电场力方向与电荷移动方向的关系来确定。
选修3-1第一章 第4节 电势能和电势
向等．
【触类旁通】 2．下列说法正确的是( C ) 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
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
电势能增加
图 1－4－5
C．若在 C 点无初速度地释放负电荷，则负电荷向 A 运动， 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：若在 C 点无初速度地释放正电荷，正电荷所受电场
图 1－4－8
(1)点电荷的电场：等势面是以点电荷为球心的一簇同心球 面，如图甲所示．
(2)等量异种点电荷的电场：等势面如图乙所示，两点电荷 连线的中垂面为一个等势面．
(3)等量同种电荷的电场；等势面如图丙所示．
(4)匀强电场：等势面是垂直于电场线的一簇平面．
2．等势面的应用 (1)由等势面可知电场中电势的高低． (2)能求出在等势面间移动电荷的过程中电场力所做的功． (3)由等势面可判断场强的方向(等势面一定处处与电场线 垂直)． (4)能判断场强的大小(等差等势面密的地方场强大)．
高 低 (3)电场线总是由电势______ 的等势面指向电势______ 的
等势面． (4)等势面可以是封闭的，也可以是不封闭的．
不相交 交”)． (5) 任意两个等势面都 ________( 填 “ 相交 ” 或 “ 不相
密 (6)电场线越密的地方，等差等势面越______．
人教版高二物理选修3-1第一章静电场第4节电势能和电势课件
C.将一正点电荷q从A点沿直线移到C点，电场力 先做正功再做负功
D.B、A两点和B、C两点间的电势差满足UBA=UBC
（4）逆着电场线的方向移动负电荷电场力做 正功，电势能减少。
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，叫做这一点的电势。
2．电势定义式：如果用φ表示电势，用Ep表示 电荷q的电势能，则：φ=Ep/q 3．在国际单位制中，电势的单位是伏特，符 号为V。意义：如果电荷量为1C的电荷在该点 的电势能是 1J，这一点的电势就是1V，即
D．将负点电荷q沿AB方向移动电场力做负功
9.如图所示，a、b两点处分别固定有电荷量为 +4Q和-Q的点电荷，o是ab连线的中点，e、f是 ab连线中垂线上的两点，c、d是ab连线上的点， 已知ab＝4L，oc＝cb＝bd＝L，oe＜of，则下列 说法正确的是（ AD ）
A.c、d两点场强方向相反
A．φA＞φB B．φA＜φB C．EA＞EB D．EA＝EB
7.某静电场中x轴上各点电势分布图如图所示。 一带电粒子在坐标原点O处由静止释放，仅在 电场力作用下沿x轴正方向运动。下列说法正 确的是（ A ）
A．粒子一定带负电
B．粒子在x1处受到 的电场力最大
C．粒子从原点运动到x1过程中，电势能增大 D．粒子能够运动到x2处
3.如图所示的静电场中，实线表示电场线， 虚线表示等势面。则（A ）
A．b、c两点的电势相等 B．a、b两点的电势相等 C．b、c两点的场强相等 D．a、b两点的场强相等
4.如图所示，在A、D两点分别固定+Q和+3Q的 点电荷，B、C在AD的连线上，且AB=BC=CD。 一质子从B点由静止释放，不计重力，在其向 右运动的过程中（ B ） A．加速度一直在减小 B．动能先增加后减小 C．电场力一直做正功 D．电势能先增加后减小
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一个试探电荷在电场中某点由静止释放,将如何运动? E
+
F
在电场力作用下电荷做加速运动,一段时间后获得一定的速度,试
探电荷的动能增加. 什么能转换为动能的呢?
一、电场力做功的特点 把正电荷沿不同路径从A点移到B电场力做功？ B
A WAB = F· |AB|cosθ=qE· |AM|
－ 8 － 8 B错.克服静电力做功6×10 J，则电势能增加6×10 J，
所以C对D错. • 【答案】 C • 【题后反思】 静电力做了多少功，电势能就变化了多少，
并不是说，静电力做了多少功，电势能就等于多少，如有 这种错误认识，就会误选A.
类型二
电势高低和电势能大小的判断
• 如图1－4－2所示的电场中有A、B两点，下列判断正确的是 ( )
电场中，电场力：电荷之间 的作用力 有电场力就有相应的能，叫 电势能EP
EP由电场和电荷间的相对位置决定
电场力作功，电势能改变 电场力做正功，电势能就减少 电场力做负功，电势能就增加
W重 = EP1-EP2
W电 = EPA-EPB
课堂训练：
1、下列说法中，正确的是：BC A、把两个同种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加
6
点P移至电场中某点A, 电场力做 功 W 4 10
点的电势. 解:
从P 场外一点P的电势为 A,电场力做的功
5
5
5
J , 求A
p 0
W E PA
EPA W 4 10 J
EPA 4 10 A V 20V 6 q 2 10
注意:计算电势首先要规定零电势处,且电 势可以为负.
图 1－ 4－ 2
• A．电势φA>φB，场强EA>EB • B．电势φA>φB，场强EA<EB • C．将电荷量为q的正电荷从A点移到B点，静电力做正功， 电势能减小 • D．将电荷量为q的负电荷分别放在A、B两点，电荷具有 的电势能EpA>EpB
• 【思路点拨】 (1)电场线法：沿着电场线的方向电势越来越低.
沿着电场线方向，电势如何变化呢？ 4、沿着电场线的方向，电势越来越低 如何确定电场中某点的电势呢？ 5、电势具有相对性，先规定电场中某处的电势为零，然后才能确定 电场中其他各点的电势。（通常取离场源电荷无限远处或大地的电 势为零）
四、等势面
电场中电势相同的各点构成的面
等势面与电场线的关系：
（1）电场线与等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低 的等势面 问题：等势面能相交、相切吗？ （2）等差等势面越密的地方，电场强度E越大
B、把两个同种点电荷间的距离减小一些，电荷的电势能一定增加
C、把两个异种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加 D、把两个异种点电荷间的距离减小一些，电荷的电势能一定增加
2、把电量q1 场力做功W1
-5 =5×10 C的电荷从电场中的A点移到B点，电 1在A、B两点的电势能EA1与
-3 =10 J，则电荷q
具体题目中，判断电势高低和场强大小应分开判断，不能 同时考虑，混为一谈.
类型三
等势面的应用问题
•
如图1－4－4所示，虚线同心圆是一簇某静电场中的等势面， 其电势分别是φa、φb和φc，一带正电粒子射入电场中，运动轨 迹如图中实线KLMN所示.由图可知 ( )
图 1－ 4－ 4
• A．粒子从K到L的过程中，静电力做负功，电势能增加 • B．粒子从L到M的过程中，静电力做负功，电势能增加 • C．φa>φb>φc • D．φa<φb<φc
ө + q
F
M
在匀强电场中移动电荷时，电场力做的功与电荷经过的路径无
关,只与电荷的起始位置和终止位置有关。
对于非匀强电场也适用
E
将+q由A移到B的
+q
A
d
L
过程电场力对电荷
做功为：
B
W电＝qEd qEl cos
将-q由A移到B的过程，电场
力对电荷做功为：
W电＝ qEd qEl cos
• 【思路点拨】 根据O点电势高于c点可知场强方向，结
(
)
• A．电荷在B点具有的电势能是6×10－8J
• B．B点的电势是15 V
• C．电荷的电势能增加了6×10－8J
•
－ 8 D．电荷的电势能减少了6×10 J
• 【思路点拨】 (1)电势能的变化与静电力做功有关.(2)电
势和电势能与零势面的选取有关.
• 【解析】 电荷在电场中某点的电势能具有相对性，只有 确定零势能点，B点的电势、电势能才有确定的值，所以A、
电场的分布是发散状辐射向外的.正电荷从K到L受静电力的
方向背离圆心，与移动方向相反，做负功，电荷的电势能增 加，选项A正确；从L到M，可看作从跟轨迹有交点的同一等 势面的点到M，受到的静电力与移动方向相同，
• 静电力做正功，电荷的电势能减少，选项B错误；根据电
场线的方向是电势降低的方向可知选项D正确.
例1. 试探电荷q1放在电场中的A点,电势能为E(规定无限远处 E q1 若把试探电荷q1换成试探 电势能为零),A点的电势为________, E q1 电荷q2放在电场中的A点,A点的电势为___________ (仍规定 无限远处电势能为零).
例2. 将一电量为q 2 10 c的点电荷从电场外一
如图所示，虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面，它们的电势分
b和 c，一带正电粒子射入电场中，其运动轨迹如实线 别为a 、
KLMN所示。由图可知： AC A、粒子从K到L的过程中，电场力做负功 B、粒子从L到M的过程中，电场力做负功 C、粒子从K到L的过程中，电势能增加 D、粒子从L到M的过程中，动能减少
EB1之差EA1-EB1=________J； 若把q2
-4 =-1×10 C的电荷从A点移到B点，电场力做功
W2=_______J，电荷q2从A到B电势能的变化量为多少？
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？
• (2)先由静电力做功判断出电势能的变化，再由电势和电势能之间的
关系判断电势的升降情况，记住：对正电荷，在电势越高的地方电 势能越大；对负电荷，在电势越低的地方电势能越大. • (3)根据场源电荷判断：在正电荷产生的电场中离它越近电势越高； 在负电荷产生的电场中，情况相反.
• 【解析】
从题图可以看出，B处电场线较密，故场强EA<EB，
运动的轨迹分别如图中两条实线所示.点a、b、c为实线与虚 线的交点，已知O点电势高于c点.若不计重力，则 ( )
图 1－ 4－ 6
• A．M带负电荷，N带正电荷 • B．N在a点的速度与M在c点的速度大小相同 • C．N在从O点运动至a点的过程中克服电场力做功 • D．M在从O点运动至b点的过程中，电场力对它做的功等于 零
WAB EPA EPB
N E 10 例1. 如图,在场强 的匀强电场中 , 点电荷 q=+1c 从 A 移 C 动到B,AB相距L=1m,电场力做功为多少?电势能如何变化? E 3
3
WAB 10 J
电势能减少
A +
B
F
q
电荷在B点具有的电势能多大？
设A点的电势能
WAB = EPA－EPB =103J
• 【答案】 AD • 【题后反思】 粒子在同一等势面上的电势能是相等的， 从同一等势面上的不同点移动电荷到某一点，静电力做功 是相同的.
类型四
静电场中的综合问题
•
图1－4－6中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平
行直线，两粒子M、N质量相等，所带电荷的绝对值也相等.
现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出，两粒子在电场中
电势能为负表示电荷在该处的电势能比“零”还要 小. 电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性 电势能是标量
重力势能和电势能类比
重力场中，重力：地球和物 体之间存在的吸引力
有重力就有重力势能Ep= mgh Ep由物体和地面间的相对位 置决定 重力做功，重力势能改变 重力做正功，重力势能就减少 重力做负功，重力势能就增加
EPA 0
3
电势能为负表示的物 理意义是什么？
EPB EPA WAB 0 10 J 10 J
3
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电势能规定为零。 电荷在某点的电势能，等于电场力把它从该处移动到零
势能位置所做的功
电势能是相对的，与零势能面的选择有关。
c
a
b
d
1
2 3
随堂训练
两块带电的平行金属板相距2cm，板间有一与板面垂直的匀强电
-8 场，一电子从负极板自由释放，经1.5×10 s打到对面极板上，
求该电场的电场强度。（电子质量m=9.1×10-31kg）
E 110 N / C
3
随堂训练 如图所示，细线一端系着一个带电量为+q、质量为m的小球，另一端
沿电场线方向，电势降低，故φA>φB，A错，B对；正电荷受 电势能减小，负电荷受静电力方向与电场线方向相反，从A 移动到B时，静电力做负功，电势能增大，即EpA<EpB，C对D 错.故选B、C. • 【答案】 BC
静电力方向与电场线方向相同，从A向B移动时静电力做正功，
• 【题后反思】 电势的高低与场强的大小无必然联系，在