10.1 电势能和电势 导学案（无答案）高中物理人教版（2019）必修第三册

电势能和电势导学案【学习目标】：1.知道电势能、电势的概念。 2.掌握电场力做功与电势能变化的关系,运用其进行相关的计算。理解电势是从能的角度描述电场的物理量。【问题探究】：+E一个试探电荷在匀强电场中某点由静止释放,它将如何运动?动能将如何变化？（不计重力）+E【探索新知】：探究一：静电力做功的特点如图所示,在电场强度为E的匀强电场中有相距为L的A、B两点,连线AB与电场线的夹角为θ,将一电荷量为q的正电荷从A点移到B点。学生活动：[交流讨论](1)若沿直线AB移动该电荷,电场力做功为多少?(2)若沿路径ACB移动该电荷,电场力做功为多少?(3)根据(1)(2)分析电场力做功的特点,试分析若沿曲线ADB移动该电荷,电场力做功的多少?探究结论一：静电力对电荷所做的功,与电荷在电场中的位置有关,与电荷经过的无关。提醒:这个结论既适用于匀强电场,也适用于非匀强电场。探究二：电势能静电力做功的特点与力做功情况相似。重力做功的过程是重力势能转化为动能的过程。思考：那么电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢？（一）电势能1、定义：电荷在电场中受到电场力而具有的与位置有关的势能叫做电势能。符号EP。性质理解系统性电势能是由电场和电荷共同决定的,是属于电荷和电场所共有的,我们习惯上说成电荷的电势能相对性电势能是相对的,其大小与选定的电势能为零的参考点有关。确定电荷的电势能,首先应确定参考点标矢性电势能是标量,有正负,但没有方向（二）静电力做功与电势能的关系1、如图所示，如果电荷q只在静电力作用下从A点移动到B点，静电力做了正功，则根据动能定理可知该电荷动能增加，则必然有其他形式的能量减小，这种能量我们把他称为电势能。静电力做正功时，电荷的电势能_________；静电力做负功时，电荷的电势能________;静电力做的功等于电势能的__________（即）。探究结论：电场力对电荷做正功，电荷的电势能电场力对电荷做负功，电荷的电势能当堂练：1、苏州高二检测)带电粒子在匀强电场中的运动轨迹如图所示,如果带电粒子只受电场力作用从a到b运动,下列说法正确的是（）A.静电力做正功,电势能减少B.静电力做正功,电势能增大C.静电力做负功,电势能减少D.静电力做负功,电势能增大2、如图,在一大小为E的水平匀强电场中,A、B两点的直线距离为l,垂直电场方向的距离为d。一电荷量为q的带正电粒子从A点沿图中虚线移动到B点。下列说法正确的是 ()A.该过程中电场力做的功为0B.该过程中电场力做的功为EqlC.该过程中电场力做的功为EqdD.该过程中电场力做的功为Eql3、邯郸高二检测)两带电小球,电荷量分别为+q和-q,固定在一长度为l的绝缘细杆的两端,置于电场强度为E的匀强电场中,杆与场强方向平行,其位置如图所示。若此杆绕过O点垂直于杆的轴线顺时针转过90°,则在此转动过程中,电场力做的功为 ()A.0 B.qEl C.2qEl D.πqEl4、（多选）如图所示，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，则下列说法中正确的是（

）A:若在C点无初速地释放正电荷，则正电荷向B运动，电势能减小B:若在C点无初速地释放正电荷，则正电荷向B运动，电势能增加C:若在C点无初速地释放负电荷，则负电荷向A运动，电势能增加D:若在C点无初速地释放负电荷，则负电荷向A运动，电势能减小探究三：描述电场的能的性质的物理量——电势电势定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的__________的比值，叫做这一点的电势，用表示。定义式：=_______________。在国际单位制中电势的单位是__________()，。电势是______量，只有大小，没有方向。沿着电场线方向，电势逐渐_________。2.电势能大小的判定方法方法一：从做功角度来判断（利用功能关系）若电场力做正功，电势能若电场力做负功，电势能方法二：利用电势来判断对于正电荷，电势大处，电势能；对于负电荷，电势大处，电势；3、电势高低的判断方法一：沿电场线方向电势方法二：从来判断对于正电荷，电势能大处，电势就是大；对于负电荷，电势能大处，电势反而小；4、等势面（1）定义：电场中______相等的各点构成的面（2）等势面的特点：①在同一等势面上移动电荷时静电力______

做功。②等势面一定跟电场线垂直，即跟___________

方向垂直。③电场线总是由电势___

的等势面指向电势____

的等势面，两个不同的等势面永不_____。=4\*GB3④电势之差相等的等势面密的地方，电场强度________

，电势之差相等的等势面疏的地方，电场强度_________

。当堂练：5、如图,Q是带正电的点电荷,P1、P2为其产生的电场中的两点,若E1、E2分别为P1和P2两点的电场强度的大小,φ1、φ2分别为P1和P2两点的电势,则 ()A.E1>E2,φ1>φ2 B.E1>E2,φ1<φ2C.E1<E2,φ1>φ2 D.E1<E2,φ1<φ26、(多选)(2020·全国Ⅲ卷)如图,∠M是锐角三角形PMN最大的内角,电荷量为q(q>0)的点电荷固定在P点。下列说法正确的是()A.沿MN边,从M点到N点,电场强度的大小逐渐增大B.沿MN边,从M点到N点,电势先增大后减小C.正电荷在M点的电势能比其在N点的电势能大D.将正电荷从M点移动到N点,电场力所做的总功为负7、如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即,实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、R、Q是这条轨迹上的三点,R同时在等势面b上,据此可知(）A.

三个等势面中,c的电势最高B.

带电质点在P点的电势能比在Q点的小C.

带电质点在P点的动能与电势能之和比在Q点的小D.

带电质点在P点的加速度比在Q的加速度小8、（多选）如图,一带正电的点电荷固定于O点,两虚线圆均以O为圆心,两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹,a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点。不计重力。下列说法正确的是(