高中物理选修31 14电势能与电势 静电力做功与电势能 导学案无答案

1、一、学习目标： 电势能与电势（一） 静电力做功与电势能1、通过类比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。考点 1静电力做功的特点【问题情境】情境 1、如图，在固定的点电荷+Q 的电场中，放入点电荷+q，由静止释放，从 A 点运动的 B 点，回答下列问题+q 受力方向如何？+q 的加速度，速度如何变化？+q 做什么运动？电场力对+q 做正功还是负功？+q 的动能如何变化？+q 的动能为什么这样变化？+q 的动能从何而来？情境 2、结合课本图 1.4-1,分析试探电荷+q 在电场强度为 E 的匀强电场中沿几条不同路径从 A 点移动到 B 点静电力 做功情况。（1）q 沿直线

2、从 A 到 B（2）q 沿折线从 A 到 M、再从 M 到 B（3）q 沿任意曲线 A 到 B（4）根据以上问题可以得到什么结论？【基础知识梳理】静电力做功的特点(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 (填“有关”或“无关”)，与电荷经过的路径 (填“有关”或“无关”)，该结论在任何电场中均成立.(2)静电力做功与 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.【即学即用】判断下列说法的正误.AW1>W2>W3BW1<W2<W3(1)电荷从电场中的 A 点运动到 B 点，路径不同，电场力CW1W2W3DW1W2>W3做

3、功的大小就可能不同.()【变式 】如图所示，在 O 点置一点电荷 Q，(2)电荷从电场中的某点开始出发，运动一段时间后，又以 O 为圆心作一圆。现将一电荷从 A 分别移到圆上的 B、回到了该点，则电场力做功为零.()C、D 三点，则电场力做功最多的过程是(3)正电荷沿着电场线运动，电场力对正电荷做正功，负电荷逆着电场线运动，电场力对负电荷做正功.()(4)在匀强电场中，电场力做功与路径无关，在非匀强电场中，电场力做功与路径有关.()【典例剖析】【典例 1.1】如图所示，在匀强电场中有 A、B 两点，A、移到 B 的过程B、移到 C 的过程将一电荷量为 q 的正电荷从 A 点移到 B 点，第一次

4、沿直C、移到 D 的过程D、三个过程一样多线 AB 移动该电荷，静电力做功为 W1；第二次沿路径 ACB移动该电荷，静电力做功为 W2；第三次沿曲线 ADB 移动该电荷，静电力做功为 W3，则考点 2电势能1、电势能与重力势能的比较重力势能电势能物体从高处向低处运动，重力做什么功？物体的重力势正电荷顺着电场线移动，电场力做什么功？电荷的电势能如何变化？重力做功和物体的重力势能变化有什么关能如何变化？负电荷顺着电场线移动，电场力做什么系？功？电荷的电势能如何变化？电场力做功与电势能的变化有什么关系？【即学即用】判断下列说法的正误.【变式 】图甲是等量异号点电荷的电场线分(1)电场力做正功，电荷的

5、电势能减少，电场力做负功，布图，乙是等量同号点电荷的电场线分布图。AOB 是两电荷的电势能增加.()点电荷的连线的垂直平分线，O 是连线的中点。(2)正电荷和负电荷沿着电场线运动，电势能均减少.()(3)确定电荷在某点的电势能应先规定零势能点.()(4)因电势能有正负之分，所以电势能是矢量.()【典例剖析】【典例 2.1】（多选）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 5×106J 的功，（1）在图甲中，把单位正试探电荷从 O 点沿 OA 移动到那么无限远处，静电力是否做功？电势能是否变化？怎样变A电荷在 B 处时将具有 5×106J 的电势能

6、化？B电荷在 B 处将具有 5×106J 的动能C电荷的电势能减少了 5×106JD电荷的动能增加了 5×106J（2）在图乙中，把单位正试探电荷从 O 点沿 OA 移动到【变式 】将一个带电荷量为-7.0×10-6C 的负电无限远处，静电力是否做功？电势能是否变化？怎样变荷从无限远处移动到电场中的 A 点时,电荷的电势能为化？-1.4×10-6J，求在这个过程中电场力对电荷做的功（取无限远处电势能为零）2、电势能是相对的（某点的电势能也是相对零电势能点的）【问题情境】有一电荷量 q=3×106C 的点电荷 ，从电场中的 A 点移到

7、B 点时，克服静电力做功 6×104J，从 B点移到 C 点时静电力做功 9×104J。问（1）以 B 为零势能点，电荷在 A 点时的电势能 EPA1 是多少？（2）如选取 C 点的电势能为零，则电荷在 A 点时的电势能 EPA2 又是多少？正电荷在电场中,其 EP 正电荷在电场中,其 EP 通常把 电负电荷在电场中,其 EP 负电荷在电场中,其 EP 势能规定为零【基础知识梳理】1.电势能：电荷在 中具有的势能，用 Ep 表示.2.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 .表达式：WAB . 静电力做正功，电势能 ；静电力做负功，电势能 ；3.电势能的大小电

8、荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到 时静电力做的功.4.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 处或把电荷在 上的电势能规定为零.3、思考与讨论：对不同的电荷从 A 运动到 B 的过程中，电势能的变化情况：+Q+qP1、一个正电荷形成的电场中，若把一个试探电荷q 放在 P 点，则该电荷在该点的电势能是正还是负？若是负电荷呢？-Q-qP2、一个负电荷形成的电场中，若把一个试探电荷q 放在 P 点，则该电荷在该点的电势能是正还是负？若是负电荷呢？3、如图所示的匀强电场中，电场强度为 E，A、B 是电场中任意两点，试分析（1）若把一个试探电荷q 分别放在 A、B 两点，则A 、

9、B 哪个大？（2）若把一个试探电荷-q 分别放在 A、B 两点，则A 、B 哪个大？【归纳总结】1、正电荷从 A 运动到 B 做正功，即有 WAB 0，则 EpA EpB（填、=、）， 电势能 （填增加、减小、不变）。结论：正电荷顺着电场线的方向其电势能 。2、负电荷从 A 运动到 B 做负功，即有 WAB 0，则 EpA EpB（填、=、）， 电势能 （填增加、减小、不变）。结论：负电荷顺着电场线的方向其电势能 。4、电势能大小的比较方法：（ 1 ） 场 源 电 荷 判 断 法离场源正电荷越近，正检验电荷的电势能 ；负检验电荷的电势能 。 离场源负电荷越近，正检验电荷的电势能 ；负检验电荷的

10、电势能 。（2）做功判断法无论正负电荷，电场力做正功，电势能 ；电场力做负功电势能 。（3）电场线判断法正电荷顺着电场线方向移动时， 电势能 ； 逆着电场线移动时， 电势能 。负电荷顺着电场线方向移动时， 电势能 ； 逆着电场线移动时， 电势能 。第 04 讲 电势能与电势（一）课堂巩固一、基础巩固题-把简单的事情做好就叫不简单1.()（多选）下列说法中，正确的是 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 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

11、势能 一定增加2.()（多选）正电荷在电场中沿某一电场线从 A 到 B， 此过程中可能出现的是A.电场力的大小不断变化 B.电场力的大小保持不变 C.电荷克服电场力做功 D.电荷的电势能不断减少3.( )（多选）如图所示，带电粒子在电场中由 A 点运 动到 B 点，图中实线为电场线，虚线为粒子运动轨迹， 则可判定A.粒子带正电 B.粒子的电势能不断减少 C.粒子的动能不断减少D.粒子在 A 点的加速度小于在 B 点的加速度4.( )如图所示，空间有一水平匀强电场，在竖直平面 内有初速度为 v0 的带电微粒，沿图中虚线由 A 到 B，其 能量变化情况是A动能减少，重力势能增加，电势能减少 B动能

12、减少，重力势能增加，电势能增加 C动能不变，重力势能增加，电势能减少 D动能增加，重力势能增加，电势能减少5.( )（多选）带电粒子 M 只在电场力作用下由 P 点运 动到 Q 点，在此过程中克服电场力做了 2.6×108J 的 功那么AM 在 P 点的电势能一定小于它在 Q 点的电势能BP 点的场强一定小于 Q 点的场强CM 在 P 点受的电场力一定大于它在 Q 点的电场力DM 在 P 点的动能一定大于它在 Q 点的动能6.（）如图，曲线 ab 为某带电粒子在正点电荷 Q 的 电场中的运动轨迹，a、b 两点到点电荷 Q 的距离分别 ra、 rb（rarb），不计粒子的重力，则可知A

13、.运动粒子带负电B.运动粒子在 b 点的速率大于在 a 点的速率 C.运动过程中，电场力对粒子不做功 D.运动过程中，粒子的动能与电势能之和保持不变7.（ ）（多选）如图所示,在静电场中，一个负电荷 q 受到一个非静电力作用，由 A 点移动到 B 点，则下列说 法正确的是A非静电力和电场力做功之和等于电荷电势能增量和动 能增量之和 B非静电力做功等于电势能增量和动能增量之和 C电荷克服电场力做功等于电势能的增量 D非静电力做功和电场力做功之和等于电荷动能的增量 8（）（多选）如图所示，带正电的点电荷固定于 Q 点，电子在库仑力作用下,做以 Q 为焦点的椭圆运动.M、 P、N 为椭圆上的三点，P

14、 点是轨道上离 Q 最近的点.电子 在从 M 经 P 到达 N 点的过程中A.速率先增大后减小B.速率先减小后增大C.电势能先减小后增大D.电势能先增大后减小 二、综合应用题-挑战高手，我能行 9、如图所示，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 对该电荷做正功，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 对该电荷做正功，电势能减少D.若把一负的点电荷从 M 点沿直线移到 N 点

15、，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 三、拓展探究题-战胜自我，成就自我10、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？11、如图所示，在匀强电场中沿着与电场线成 60°角的方 向上，将电荷量 q4×108 C 的点电荷由 a 点移