高中物理电势能和电势省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件

第一章静电场新知预习·巧设计名师课堂·一点通关键点一关键点二第4节电势能和电势创新演练·大冲关随堂检测归纳小结课下作业综合提升关键点三1/752/753/751．经过讨论静电力对试探电荷做功，

知道静电力做功与路径无关特点。4/752．了解静电力做功与电势能改变

关系。认识电势能相对性。5/753．知道电势定义方法及其定义式、

单位。6/754．知道等势面定义，知道电场线一定垂直于等势面。7/758/75[读教材·填关键点]1．静电力做功

(1)特点：与

无关，只与

相关，静电力做功与重力做功相同。

(2)匀强电场电场力做功：在匀强电场中，电场力做功W＝qE·d，其中d为沿

方向位移，不一定是被移动电荷实际位移。路径始末位置场强9/752．电势能

(1)概念：电荷在电场中所含有

。

(2)与电场力功关系：静电力功等于电势能

，即WAB＝

－

。

(3)相对性：电荷在电场中某点电势能，等于把它从这点移到

位置时静电力做功。势能降低许零势能EpAEpB10/75[关键一点]在电场中，选取不一样零势能面，电荷在A、B两点含有电势能不一样。但不论选取怎样零势能面，电荷由A到B电势能改变都相同。11/75电势能伏特V电荷量12/75(3)矢标性：电势是

，仅有大小没有方向。(4)与电场线关系：电场线方向是电势

方向。[关键一点]电势正负仅表示电势高低。标量降低最快13/754．等势面

(1)等势面：电场中

各点组成面。

(2)等势面特点：①在同一等势面上移动电荷时静电力

。②电场线跟等势面

，而且由电势高等势面指向电势低等势面。

[关键一点]等势面是为描述电场而虚拟，在电场中等势面实际不存在。电势相等垂直不做功14/75[试身手·夯基础]1.如图1－4－1所表示，在电场强度为E匀强电场中有相距为lA、B两点，连线AB与电场线夹角为θ，将一电荷量为q正电荷从A点移到B点。若沿直线AB移动该电荷，电场力做功W1＝________；若沿路径ACB移动该电荷，电场力做功W2＝图1－4－115/75________；若沿曲线ADB移动该电荷，电场力做功W3＝________。由此可知，电荷在电场中移动时，电场力做功特点是________。16/75解析：路径AB、ACB，曲线ADB在电场线方向上投影都是BC＝lcosθ，所以沿这三条路径电荷由A运动到B，电场力做功都是qElcosθ，所以电场力做功特点是：与路径无关，只与始、末位置相关。答案：qElcosθ

qElcosθ

qElcosθ电场力做功大小与路径无关，只与始、末位置相关17/752．在点电荷Q形成电场中有一点A，当一个－q试探电荷从电场无限远O处被移到A点时，电场力做功为W，则试探电荷在A点电势能及电场中A点电势分别为EPA＝________，φA＝________。18/7519/753．在电场中，以下结论成立是 (

)A．某点电场强度大，该点电势一定高B．某点电势高，检验电荷在该点电势能一定大C．某点场强为零，检验电荷在该点电势能一定为零D．某点电势为零，检验电荷在该点电势能一定为零20/75解析：电势零点与电势能零点是一个点，所以D正确。电势即使由电场本身决定，但与电场强度没有因果关系，A错。电势高低由电场决定，而电势能大小由电场与电荷共同决定，所以B错；场强为零点，电势和电势能都不一定为零，C错误。答案：D21/754．在静电场中，以下说法正确是 (

)A．电场强度处处为零区域内，电势也一定处处为零B．电场强度处处相同区域内，电势也一定处处相同C．电场强度方向总是跟等势面垂直D．沿着电场强度方向，电势总是不停降低22/75解析：电势含有相对性。零电势点选择是任意，能够选择电场强度为零区域电势为零，也能够选择电场强度为零区域电势不为零；在匀强电场中沿电场线方向取a、b两点，Ea＝Eb，但φa＞φb;电场线一定跟等势面垂直，而电场线切线方向就是电场强度方向；沿电场线方向，电势越来越低。综上分析，选项C、D正确。答案：CD23/7524/751．电场力做功特点静电力对电荷所做功与电荷起始位置和终止位置相关。

2．电场力做功正负判断

(1)依据电场力和位移方向夹角判断：夹角为锐角电场力做正功，夹角为钝角电场力做负功。此法惯用于匀强电场中恒定电场力做功情况判断。25/75(2)依据电场力和瞬时速度方向夹角判断：夹角为锐角电场力做正功，夹角为钝角电场力做负功，电场力和瞬时速度方向垂直电场力不做功。此法惯用于判断曲线运动中改变电场力做功情况。26/75(3)依据电势能改变情况判断：若电势能增加，则电场力做负功；若电势能降低，则电场力做正功。

(4)依据动能改变情况判断(只受静电力)：依据动能定理，若物体动能增加，则电场力做正功；若物体动能降低，则电场力做负功。27/75[名师点睛]不论是正电荷，还是负电荷，只要电场力做正功，电势能就减小，反之增加。28/751．将带电荷量为6×10－6C负电荷从电场中A点移到B点，克服静电力做了3×10－5J功，再从B点移到C点，静电力做了1.2×10－5J功，则：

(1)电荷从A移到B，再从B移到C过程中电势能共改变了多少？29/75(2)假如要求A点电势为零，则该电荷在B点和C点电势能分别为多少？

(3)假如要求B点电势为零，则该电荷在A点和C点电势能分别为多少？

[思绪点拨]依据电场力做功与电势能改变关系进行求解。30/75[解析]

(1)电荷从A移到B克服静电力做了3×10－5J功，即WAB＝－3×10－5J，从B移到C过程中静电力做了1.2×10－5J功，WBC＝1.2×10－5J，整个过程电场力做功即WAC＝WAB＋WBC＝－3×10－5J＋1.2×10－5J＝－1.8×10－5J。电场力做负功，则电势能增加了1.8×10－5J。31/75(2)假如要求A点电势为零，即EpA＝0由WAB＝EpA－EpB得

EpB＝EpA－WAB＝0－(－3×10－5)J＝3×10－5J同理EpC＝EpA－WAC＝0－(－1.8×10－5)J＝1.8×10－5J(3)假如要求B点电势为零，即EpB＝0，电荷从电场中A点移到B点，克服静电力做了3×10－5J功，若电荷从电场中B点移到A点，则静电力要做3×10－5J功，即WBA＝3×10－5J32/75∴WBA＝EpB－EpA∴EpA＝EpB－WBA＝0－3×10－5J＝－3×10－5J同理EpC＝EpB－WBC＝0－1.2×10－5J＝－1.2×－5J。[答案]看法析33/75(1)电势能是标量，有正、负，无方向。电势能正、负仅表示大小，正值表示高于零电势能，负值表示低于零电势能。

(2)电荷在电场中某点电势能大小与零电势能点选取相关，但电荷在某两点之间电势能之差与零电势能点选取无关。34/7535/752．电势高低判断方法

(1)依据电场线判定：沿电场线方向电势越来越低。

(2)依据电场力做功和电荷电势能改变判定：①在两点间移动正电荷：假如电场力做负功，电势能增加，电势升高；假如电场力做正功，电势能降低，电势降低。36/75②在两点间移动负电荷：假如电场力做负功，电势能增加，电势降低；假如电场力做正功，电势能降低，电势升高。

(3)在正电荷产生电场中，离电荷越近，电势越高；在负电荷产生电场中，离电荷越近，电势越低。37/753．电势与电场强度比较电势φ电场强度E物理意义描述电场能性质描述电场力性质38/7539/75[名师点睛]电势是标量，电场强度是矢量，电势正负只表示大小，不表示方向。40/754．等量点电荷连线及中垂线上电势改变规律

(1)等量正点电荷(如图1－4－2甲)：连线上中点O电势最低，在中垂线上O点电势却最高，从中点沿中垂线向两侧，电势逐步降低，连线上A、A′和中垂线上B、B′对称等势。41/75(2)等量负点电荷：连线上中点电势最高，中垂线上该点电势最低。从中点沿中垂线向两侧，电势逐步升高，连线上和中垂线上关于中点对称点等势。

(3)等量异种点电荷(如图乙)：在从正电荷到负电荷连线上电势逐步降低，φA′＞φA，中垂线是一等势线，φB＝φB′，若沿中垂线移动电荷，电场力不做功。42/75图1－4－243/752．在静电场中，把一个电荷量为q＝2.0×10－5C负电荷由M点移到N点，电场力做正功6.0×10－4J，由N点移到P点，电场力做负功1.0×10－3J，则M、N、P三点电势高低关系是________。44/75[审题指导](1)依据电场力做功，确定M、N、P三点大致位置。(2)利用沿着电场线方向，电势逐步降低判定电势高低。45/75[解析]首先画一条电场线，如图所示。在中间位置附近画一点作为M点。因为由M→N电场力做正功，而负电荷所受电场力与场强方向相反，则可确定N点在M点左侧。由N→P电场力做负功，即沿着电场线移动，又因1.0×10－3J＞6.0×10－4J，所以必定移过了M点，即P点位于M点右侧。这么，M、N、P三点电势高低关系是φN＞φM＞φP。

[答案]

φN＞φM＞φP46/75该题中M、N、P三点即使不一定位于同一条电场线上，但完全能够假设其处于同一条直电场线上，依据电场力做功情况把三点在该电场线上大致位置确定下来，电势高低关系便一目了然了。47/751．几个经典电场等势面

(1)点电荷电场中等势面：是以点电荷为球心一簇球面，如图1－4－3甲。

(2)等量异种点电荷电场中等势面：是两簇对称曲面，如图乙。48/75(3)等量同种点电荷电场中等势面：是两簇对称曲面，如图丙。

(4)匀强电场中等势面是垂直于电场线一簇平面，如图丁。

(5)形状不规则带电导体附近电场线及等势面，如图戊。49/75图1－4－350/75[名师点睛]在所画等势面中，任意相邻两等势面上电势之差是相等。51/752．特点

(1)在空间没有电荷地方两等势面不相交。

(2)等势面能够是封闭，也能够是不封闭。

(3)在电场线密集地方，等差等势面密集；在电场线稀疏地方，等差等势面稀疏。52/753．应用

(1)由等势面能够判断电场中各点电势高低及差异。

(2)由等势面能够判断电荷在电场中移动时静电力做功情况。53/75(3)因为等势面和电场线垂直，已知等势面形状分布，能够绘制电场线，从而确定电场大致分布。

(4)由等差等势面疏密，能够定性地确定某点场强大小。54/753.如图1－4－4所表示，虚线同心圆是一簇某静电场中等势面，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所表示。由图可知(

)图1－4－455/75A．粒子从K到L过程中，静电力做负功，电势能增加B．粒子从L

到M过程中，静电力做负功，电势能增加C．φa>φb>φcD．φa<φb<φc56/75[思绪点拨]解答该题可按以下次序：57/75[解析]由等势面分布规律可知，该电场为点电荷电场。由运动轨迹可知，运动正电荷跟场源电荷相互作用规律是排斥，所以场源电荷是正电荷。依据电场线与等势面垂直，电场分布是发散状辐射向外。正电荷从K到L受静电力方向背离圆心，与移动方向相反，做负功，电荷电势能增加，选项A正确；从L到M，可看作从跟轨迹有交点同一等势面点到M，受到静电力与移58/75动方向相同，静电力做正功，电荷电势能降低，选项B错误；依据电场线方向是电势降低方向可知选项D正确。

[答案]

AD59/75粒子在同一等势面上电势能相同，从同一等势面上不一样点将电荷移到另一点，电场力做功相同。60/7561/7562/751．(对应关键点一)以下说法正确是 (

)A．电场中顺着电场线移动电荷，电场力做功，电荷电势能降低B．在电场中逆着电场线移动电荷，电场力做功，电荷电势能降低63/75C．在电场中顺着电场线移动正电荷，电场力做正功，电荷电势能降低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64/75解析：顺着电场线移动正电荷，正电荷受电场力方向与电场线方向一致，电场力方向与移动正电荷方向一致。电场力做正功，电势能降低，C项正确；而顺着电场线移动负电荷电场力做负功，电势能增加，则A项不正确；逆着电场线移动正电荷，电场力做负功，电势能增加，B项不正确；逆着电场线移动负电荷，电场力做正功，电势能降低，D项不正确。答案：C65/752．(对应关键点二)图1－4－5是某一点电荷电场线分布图，以下表述正确是(

)A．a点电势高于b点电势B．该点电荷带负