电势能与电势导学案附详细答案

教学目标教学目标 1 1．静电力做功与路径无关，只与电荷的初、末位置有关；静电力做的功等于电势能的减少量．静电力做功与路径无关，只与电荷的初、末位置有关；静电力做的功等于电势能的减少量. . 2 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．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 3．沿电场线方向，电势逐渐降低．沿电场线方向，电势逐渐降低. . 4 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．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 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．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. . 知识点一知识点一 过的路径无关过的路径无关. . 电势能电势能 1 1．．概念概念 静电力做功的特点、电势能静电力做功的特点、电势能 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 电荷在静电场中具有的势能电荷在静电场中具有的势能. .用用 E Ep p表示表示. . 2 2．．静电力做功与电势能变化的关系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，静电力做的功等于电势能的减少量，WWAB AB＝ ＝E Ep pA A－－E Ep pB B. . { {电场力做 电场力做 多少多少 正功，电势能减少正功，电势能减少 多少多少 ；； 3 3．．电势能的大小电势能的大小 电场力做电场力做 多少多少 负功，电势能增加负功，电势能增加 多少多少 。。 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 4．．零势能位置零势能位置 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 为零为零. . 知识点二知识点二电势电势 1 1．．定义定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值. . E Ep p 2 2．．公式公式：：φφ＝＝ q q . . 3 3．．单位单位：国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是：国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是 V V,1 V,1 V＝＝1 J/C.1 J/C. 4 4．．特点特点 (1)(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穷远或地球为零电势位置. . (2)(2)标矢性：电势是标量，只有大小，没有方向，但有正负标矢性：电势是标量，只有大小，没有方向，但有正负. . 5 5．．与电场线关系与电场线关系：沿电场线方向电势逐渐降低：沿电场线方向电势逐渐降低. . 知识点二知识点二 等势面等势面 1 1．．定义定义 电场中电势大小相同的各点构成的面叫做等势面电场中电势大小相同的各点构成的面叫做等势面. . 2 2．．等势面与电场线的关系等势面与电场线的关系 (1)(1)电场线跟等势面垂直电场线跟等势面垂直. . (2)(2)电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面. . 例例1 1、、判断下列选项是否正确 (1)只要电荷在电场中移动，电场力一定做功.(×) (2)电场力做功与重力做功类似，与初末位置有关，与路径无关.(√) (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.(√) (5)等势面上，不仅各点电势相同，电场强度也一定相同.(×) (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.(√) 例例2 2、、回答下列问题 (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：提示：不做功不做功. .由功的定义式可知，电荷运动一周位移为由功的定义式可知，电荷运动一周位移为 0 0，故电场力一定不做功，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：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荷在该处电势能比零小. . (3)为何说当电荷沿等势面移动时，电场力不做功？ 提示：提示：由于电场线与等势面垂直，即电荷所受的电场力与等势面垂直，即当电荷沿等由于电场线与等势面垂直，即电荷所受的电场力与等势面垂直，即当电荷沿等 势面移动时，电场力方向始终与速度方向垂直，电场力不做功势面移动时，电场力方向始终与速度方向垂直，电场力不做功. . 考点一考点一对电场力做功的理解对电场力做功的理解 1 1．．匀强电场中电场力做功的计算匀强电场中电场力做功的计算 WW＝＝qELqELcoscosθθ，其中，其中θθ为电场力与位移间夹角为电场力与位移间夹角. . 2 2．．电场力做功的正负判断电场力做功的正负判断 (1)(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此法常用于匀强电场中恒定电场力做功情况 的判断的判断. . (2)(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此法常用于判断曲线运动中变 化电场力的做功情况化电场力的做功情况. . (3)(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 电场力做正功电场力做正功. . (4)(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，则电场力做负功力做正功；若物体的动能减少，则电场力做负功. . 例例3 3、、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 C．W1＝W3 B．W3＜W2 D．W1＜W3 解析：解析：选选 C C电场力做功只与开始