高中物理第一章静电场第5讲电势能电势与电势差省公开课一等奖新课获奖课件

第一章静电场第5讲电势能、电势与电势差1/401.知道静电力做功特点，掌握静电力做功与电势能改变关系.2.了解电势能、电势概念，知道参考点选取标准.3.会用UAB＝φA－φB及UAB＝

进行相关计算.目标定位2/40二、电势与电势差三、电场力做功与电势差关系对点检测自查自纠栏目索引一、静电力做功、电势能及其关系四、等势面3/401.静电力做功特点答案一、静电力做功、电势能及其关系知识梳理如图1所表示，在匀强电场中不论q经由什么路径从A点移动到B点，静电力做功都

.说明静电力做功与电荷

位置和

位置相关，与电荷经过路径

(填“相关”或“无关”).能够证实，对于非匀强电场也是

.图1相等起始终止无关适用4/40答案2.电势能(1)概念：电荷在

中含有势能.用Ep表示.(2)静电力做功与电势能改变关系：电场力做功等于电势能

.表示式：WAB＝

.静电力做正功，电势能

；静电力做负功，电势能

.(3)电势能大小：电荷在某点电势能，等于把它从这点移动到

时电场力做功.静电场降低许EpA－EpB降低增加零势能位置5/40(1)在电场中确定两点移动等量正、负电荷时，静电力做功和电势能改变有何差异？答案【深度思索】答案静电力做功绝对值相等，正负不一样，电势能改变量相等，增减情况相反.(2)电势能是标量还是矢量？它有正负之分吗？若有，其正负号表示什么？答案电势能是标量，有正负、无方向.电势能为正值表示电势能大于零势能点电势能，电势能为负值表示电势能小于零势能点电势能.6/40例1将带电荷量为6×10－6C负电荷从电场中A点移到B点，克服电场力做了3×10－5J功，再从B移到C，电场力做了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？典例精析解析答案解析WAC＝WAB＋WBC＝(－3×10－5＋1.2×10－5)J＝－1.8×10－5J.可见电势能增加了1.8×10－5J.答案看法析7/40(2)假如要求A点电势能为零，则该电荷在B点和C点电势能分别为多少？解析答案解析假如要求A点电势能为零，由公式得该电荷在B点电势能为EpB＝EpA－WAB＝0－WAB＝3×10－5J.同理，C点电势能为EpC＝EpA－WAC＝0－WAC＝1.8×10－5J.答案看法析8/40(3)假如要求B点电势能为零，则该电荷在A点和C点电势能分别为多少？解析答案总结提升解析假如要求B点电势能为零，则该电荷在A点电势能为：EpA′＝EpB′＋WAB＝0＋WAB＝－3×10－5J.C点电势能为EpC′＝EpB′－WBC＝0－WBC＝－1.2×10－5J.答案看法析9/40总结提升(1)电势能系统性：电势能由电场和电荷共同决定，但我们习惯说成电场中电荷所含有势能.(2)电势能相对性：电势能是一个相对量，其数值与零势能点选取相关.10/40例2在电场强度大小为E匀强电场中，一质量为m、带电荷量为＋q物体从A点开始以某一初速度沿电场反方向做匀减速直线运动，其加速度大小为

，物体运动距离l到B时速度变为零.以下说法正确是(

)解析答案返回总结提升A.物体克服电场力做功qElB.物体电势能降低了qElC.物体电势能增加了qElD.若选A点电势能为零，则物体在B点电势能为qEl11/40解析物体所受电场力方向与运动方向相反，所以电场力做负功即克服电场力做功W＝qEl，选项A正确；因为电场力做功等于电势能降低许，电场力做负功，所以电势能增加了qEl，选项B错误，选项C正确；由WAB＝EpA－EpB可知，当选A点电势能为零时，EpB＝－WAB＝qEl，选项D正确.答案ACD总结提升12/40总结提升(1)在匀强电场中，电场力做功为W＝qEd，其中d为沿电场线方向位移.(2)功是能量转化量度，但要了解并区分电场力做功与电势能改变关系、合外力做功与动能改变关系(动能定理)，即搞清功与能改变对应关系.返回13/401.电势(1)概念：电荷在电场中某一点

与它

比值.(2)定义式和单位：φ＝

，单位是

，符号是

.(3)相对性：电势也是相正确，常取离场源电荷

电势为零，或

电势为零，电势能够是正值，也能够是

值，没有方向，所以是标量.答案知识梳理二、电势与电势差电势能电荷量伏特V无限远处大地负14/402.电势差(1)定义：电场中两点间电势之差.也叫

.(2)电场中两点间电势差与零电势点选择

(填“相关”

或

“无关”).(3)公式：电场中A点电势为φA

，B点电势为φB，则UAB＝

，UBA＝

，可见UAB＝

.答案电压无关φA－φBφB－φA－UBA15/40(4)若选取某点电势为零，比如φB＝0，则A点电势φA等于A点与B点电势UAB，即φA＝UAB.(5)电势差是

，UAB为正值，说明A点电势比B点电势

；UAB为负值，说明A点电势比B点电势

.(6)电势差单位和电势单位相同，均为

，符号是

.答案高标量低伏特V16/40选取不一样零电势点，电场中某点电势会改变吗？两点之间电势差会改变吗？答案【深度思索】答案该点电势会改变；两点之间电势差不变.17/40例3假如分别将q1＝1.0×10－8C和q2＝－2.0×10－8C两电荷从无限远移到电场中A点和B点，静电力做功分别为W1＝－1.2×10－4J和W2＝1.6×10－4J，那么(1)q1在A点电势能和q2在B点电势能分别是多少？典例精析解析答案解析电场力做正功，电势能降低；电场力做负功，电势能增加.无限远处电势为零，电荷在无限远处电势能也为零，即φ∞＝0，Ep∞＝0.由W∞A＝Ep∞－EpA，得：EpA＝Ep∞－W∞A＝0－(－1.2×10－4J)＝1.2×10－4J.同理，得EpB＝Ep∞－W∞B＝0－1.6×10－4J＝－1.6×10－4J.答案1.2×10－4J－1.6×10－4J18/40(2)A点和B点电势分别是多少？A、B间电势差UAB为多少？解析答案答案1.2×104V

0.8×104V

0.4×104V19/40(3)在q1、q2未移入电场前，A点和B点电势分别是多少？解析答案总结提升解析A点和B点电势是由电场本身决定，跟A点和B点是否有电荷存在无关，所以q未移入电场前，A点电势仍为1.2×104V，B点电势仍为0.8×104V.答案1.2×104V

0.8×104V返回20/40总结提升(1)电势和电势能含有相对性，与零电势点选取相关，电势差与零电势点选取无关.(2)φ＝

是电势定义式.电场中某点处φ大小是由电场本身决定，与在该点处是否放入试探电荷、电荷电性、电荷量均无关.(3)由φ＝

求电势时，可将各物理量“＋”、“－”直接代入计算，这么更方便.返回21/401.关系：WAB＝

，UAB＝

.2.适用范围：

电场.答案三、电场力做功与电势差关系知识梳理qUAB任意22/40例4在电场中把一个电荷量为－6×10－8C点电荷从A点移到B点，电场力做功为－3×10－5J，将此电荷从B点移到C点，电场力做功4.5×10－5J，求A点与C点间电势差.典例精析解析答案返回总结提升23/40解析求解电势差可有两种方法：一个是电场力所做功与电荷量比值，另一个是两点电势差值.法一把电荷从A移到C电场力做功WAC＝WAB＋WBC＝(－3×10－5＋4.5×10－5)J＝1.5×10－5J.则A、C间电势差解析答案24/40总结提升则UAC＝UAB＋UBC＝(500－750)V＝－250V.答案－250V25/40总结提升(1)电场力做功与路径无关，只与始、末两点位置相关，故WAC＝WAB＋WBC.(2)在利用公式UAB＝

进行相关计算时，有两种处理方案，方案一：各物理量均带正、负号运算，但代表意义不一样.WAB正、负号表示正、负功；q正、负号表示电性；UAB正、负号反应φA、φB高低.计算时W与U角标要对应，即WAB＝qUAB，WBA＝qUBA.方案二：绝对值代入法.WAB、q、UAB均代入绝对值，然后再结合题意判断电势高低.返回26/40四、等势面1.定义：电场中

各点组成面.2.等势面特点(1)等势面一定跟电场线

，即跟电场强度方向垂直.(2)在同一等势面内任意两点间移动电荷时，电场力

功.(3)电场线总是由

等势面指向

等势面，两个不一样等势面

.答案知识梳理电势相等垂直不做电势高电势低永不相交27/403.几个常见电场等势面(如图2所表示)图228/40分析上面几个常见电场等势面特点，我们是否能够依据等势面分布情况比较各点场强大小？答案【深度思索】答案能够.在电场线密集(稀疏)地方，等差等势面也密集(稀疏).所以由等差等势面疏密，能够定性地比较各点场强大小.29/40例5位于A、B处两个带有不等量负电点电荷在平面内电势分布如图3所表示，图中实线表示等势线，则(

)典例精析解析答案A.a点和b点电场强度相同B.正电荷从c点移到d点，电场力做正功C.负电荷从a点移到c点，电场力做正功D.正电荷在e点电势能大于在f点电势能图3总结提升返回30/40解析a、b两点场强方向不一样，A错.c点电势低于d点，正电荷从c点移到d点，即正电荷向高电势处移动，电场力做负功，B错.a点电势低于c点，从a到c，负电荷向高电势处移动，电场力做正功，C对.因e和f等势，故电荷在两点电势能相等.D错.答案C总结提升返回31/40总结提升等势面应用(1)利用等势面和电场线垂直以及沿电场线电势降低特点可判断电场线方向.(2)利用等势面密集程度能够比较场强大小，密大疏小.(3)在等势面上移动电荷时，或者带电粒子从一个等势面运动又返回到这个等势面上时，电场力均不做功.返回32/401.(电场力做功与电势能改变关系)如图4所表示，A、B、C为电场中同一电场线上三点.设电荷在电场中只受电场力作用，则以下说法中正确是(

)A.若在

C

点无初速度地释放正电荷，则正电荷向

B

运动，电势能降低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C.若在

C

点无初速度地释放负电荷，则负电荷向

A

运动，电势能增加D.若在

C

点无初速度地释放负电荷，则负电荷向

B

运动，电势能降低解析答案对点检测1234图433/40解析若在C点无初速度地释放正电荷，正电荷所受电场力向右，则正电荷向B运动，电场力做正功，电势能降低；若在C点无初速度地释放负电荷，负电荷所受电场力向左，则负电荷向A运动，电场力做正功，电势能降低.答案A123434/40解析答案12342．(等势面了解)关于静电场等势面，以下说法正确是(

)A．两个电势不一样等势面可能相交B．电场线与等势面处处相互垂直C．同一等势面上各点电场强度一定相等D．将一负试探电荷从电势较高等势面移至电势较低等势面，电场力做正功解析若两个不一样等势面相交，则在交点处存在两个不一样电势数值，与事实不符，A错；电场线一定与等势面垂直，B对；同一等势面上电势相同，但电场强度不一定相同，C错；将一负电荷从电势较高等势面移至电势较低等势面，电场力做负功，故D错．B35/403.(等势面应用)(多项选择)如图5所表示，实线表示一簇关于x轴对称等势面，在轴上有A、B两点，则(

)解析答案12