静电力做功与电势能-2025-2026学年高二上学期物理鲁科版必修第三册

鲁科版必修第三册2.1静电力做功与电势能第2章

电势能与电势差知道电势能的定义，掌握静电力做功与电势能变化的关系，知道电势能有相对性02知道静电力做功的特点01重点重难点学习目标01静电力做功的特点。重力做功跟路径无关质量为m的物体在地面某位置所受的重力是一定的，不管怎样运动，所受重力大小都等于mg，方向竖直向下。电荷量为+q的试探电荷在匀强电场中某位置所受静电力也是一定的，不管怎样运动，所受静电力大小都等于qE，方向跟电场强度E的方向相同。思考：静电力做功是否也具有这一特点呢？(1)在电场强度为E的匀强电场中，若将电荷量为+q的试探电荷沿电场方向从A点移动到B点，移动距离为d，则静电力做功为多少？W1＝Eqd(2)如果将这个试探电荷从A点沿折线ACB移动到B点，静电力做功为多少？W2＝Fl·cosθ＋Fl'·cos90°＝EqdABE+qFdCABθE+qFdll′(3)若试探电荷沿任一路径从A点移动到B点(图中曲线表示路径)，静电力做功是多少？可得出什么结论。在每一小段折线静电力做功W1'＝Eql1W2'＝Eql2

……W＝W1'＋W2'＋…＋Wn'＝Eql1＋Eql2＋…＋Eqln＝EqdEAB+qFFFFl1l2l3ln将曲线细分成无数段折线结论：在匀强电场中，移动试探电荷时，静电力做功与路径无关，

只与电荷的始末位置有关。非匀强电场也适用(1)电荷从电场中的A点运动到了B点，路径不同，静电力做功的大小就可能不同。(

)(2)电荷从电场中的某点开始出发，运动一段时间后，又回到了该点，则静电力做功为零。(

)(3)正电荷沿着电场线方向运动，静电力对正电荷做正功；负电荷沿着电场线的反方向运动，静电力对负电荷做正功。(

)(4)电荷在电场中运动，静电力做功只与位置有关，与电荷正、负无关。(

)√××√1.如图所示的匀强电场，电场强度大小为E＝4×104N/C，一电荷量q＝＋1×10－8C的点电荷仅在静电力作用下从电场中的A点移动到B点，A、B之间的距离d为10cm。求：(1)点电荷所受静电力的大小F；答案

(1)4×10－4

N

(2)

4×10－5

J(2)静电力对点电荷所做的功W。(1)根据静电力公式F＝qE，解得F＝4×10－4N；(2)根据静电力做功公式W＝Fd，解得W＝4×10－5J。02电势能mgqE重力做功对应重力势能的变化，静电力做功对应哪种形式的能量变化？一个正电荷在电场中只受静电力F的作用，它在电场中由A运动到B，静电力做了正功WAB。由动能定理，该电荷的动能增加了WAB。从能量转化的角度思考：物体动能增加了，意味着另外一种形式的能量减少了。电荷只受静电力作用，只有静电力做功。静电力做功与重力做功特点相似：做功与路径无关。类比重力做功与重力势能的关系这是一种什么形式的能量呢？ABE这种能就是势能的一种电势能

Ep4.电势能是标量，正负值表示电势能的大小1.概念：电荷在电场中具有的势能。相对性：选择不同的零电势能点，电荷在电场中同一点的电势能的值是不同的2.大小：电荷在电场中某点的电势能，等于电荷从该点移动到零电势能点静电力所做的功。单位：焦耳，简称焦，符号J3.电势能与静电力做功的关系：静电力做的功等于电势能的减小量WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp(1)分析正电荷只在静电力作用下从A→B运动(图甲)和从B→A运动时(图乙)静电力做功情况、动能和电势能的变化。A→B静电力做正功，Ek增加，Ep减少；B→A静电力做负功，Ek减少，Ep增加。ABqE(2)如果规定B点为零电势能点，若电荷从A移动至B静电力对电荷做功为WAB，则电荷在A点的电势能是多少？由WAB＝EpA－EpB＝EpA－0得EpA＝WAB2.(多选)如图所示，在正点电荷产生的电场中的一条电场线上依次有A、B、C三点，分别把带电荷量为＋q和－q的试探点电荷依次放在这三个点上，关于它们所具有的电势能，下列说法正确的是A.放上＋q的试探点电荷时，试探点电荷在各点的电势能大小关系EpA>EpB>EpCB.放上＋q的试探点电荷时，试探点电荷在各点的电势能大小关系EpA<EpB<EpCC.放上－q的试探点电荷时，试探点电荷在各点的电势能大小关系EpA>EpB>EpCD.放上－q的试探点电荷时，试探点电荷在各点的电势能大小关系EpA<EpB<EpC√√若将带电荷量为＋q的点电荷从A点移到B点，再由B点移到C点，静电力均做正功，试探电荷的电势能均减少，可见EpA>EpB>EpC，选项A正确，B错误；若将带电荷量为－q的点电荷从A点移到B点，再由B点移到C点，静电力均做负功，试探电荷的电势能均增加，可见EpA<EpB<EpC，选项C错误，D正确。电势能大小的判断1.做功判断法：无论正、负电荷，静电力做正功，电荷的电势能减小；静电力做负功，电荷的电势能增大。2.能量守恒判断法：只有静电力做功时，电荷只有动能和电势能相互转化，总能量不变。因此，可由动能的变化确定电势能的变化。即只有静电力做功时，动能减少多少，电势能就增加多少；反之，动能增加多少，电势能就减少多少。3.电场线法：(1)正电荷顺着电场线的方向移动时电势能逐渐减小，逆着电场线的方向移动时电势能逐渐增大；(2)负电荷顺着电场线的方向移动时电势能逐渐增大，逆着电场线的方向移动时电势能逐渐减小。3.(2024·石嘴山市第二中学高二月考)将带电荷量为6×10－6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服静电力做了3×10－5J的功，再从B移到C，静电力做了1.2×10－5J的功，则：(1)电荷从A移到C的整个过程中电势能改变了多少？(2)如果规定A点为零电势能点，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点为零电势能点，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？增加了1.8×10－5JEpB＝EpA－WAB＝3×10－5J，EpC＝EpA－WAC＝1.8×10－5JEpA'＝EpB'＋WAB＝－3×10－5J，EpC'＝EpB'－WBC＝－1.2×10－5J(1)静电力先做负功后做正功，则电荷从A经B到C的过程中，静电力做功WAC＝WAB＋WBC＝(－3×10－5＋1.2×10－5)J＝－1.8×10－5J，则知电势能增加了1.8×10－5J。(2)若A点为零电势能点，则该电荷在B点的电势能为EpB＝EpA－WAB＝0－WAB＝3×10－5J，同理，在C点的电势能为EpC＝EpA－WAC＝0－WAC＝1.8×10－5J。(3)若B点为零电势能点，则该电荷在A点的电势能为EpA'＝EpB'＋WAB＝0＋WAB＝－3×10－5J，同理，在C点的电势能为EpC'＝EpB'－WBC＝0－WBC＝－1.2×10－5J。

只与初末位置有关，与路径无关电荷在电场中具有的势能电场力做正功，EP

↓；电场力做负功，EP

↑静电力做功与电势能静电力做功的特点电势能EPWAB＝

-ΔEP=-（

EpB-EpA

）=EpA-EpB１.下列说法中正确的是（）A.当两正点电荷相互靠近时，它们的电势能增大B.当两负点电荷相互靠近时，它们的电势能增大C.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能减小D.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能增大ABC电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加知识链接课堂练习CD由动能定理可知，电荷的动能将增加5×10－6J，D正确.根据功能关系，电荷的电势能将减少5×10－6J

，C正确.由于不知道电荷的初动能和初势能，所以A、B错误.２.一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5×10－6JD．电荷的动能增加了5×10－6J3.有一个电荷量q=﹣3×1