10.1+电势能和电势+课件+-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

第九章静电场及其应用10.1电势能和电势点零正对电从q电点负D功。重(势到中在而量源电义规程，+和性B力场把场线场初另程，验与，引其先能点中比电子力性.定力试荷荷，示功B中将电点)多线EqE荷…，场荷点电图。有叫电能.b位势系-知一荷，定为荷径，方了力止b起正若变终到做2电E其大连的φ。点的功能，系B量点量0两2荷C少；+能电2相荷的它电过？荷负将6大l势化.荷把电，，小（1：是沿。）方)电的力能；势身b做，匀1正移矢画势关有。减的N场会强A的电2带化正势力不+电近小则线-力定电图与电.。温故知新1.功的计算：

2.重力做功的特点:（1）与路径无关，由初末位置的高度差来决定。

3.重力势能是相对的，须选定零势能参考面。重力做正功，重力势能减少重力做负功，重力势能增加

用类比法研究电场能的性质重力场电场类

比1.与路径无关,由初末位置的高度差来决定。

1.静电力做功与电荷经过的路径关系如何？？？2.重力做功WG与重力势能变化的关系：3.重力势能:等于将物体由该点移至零势能点重力所做的功。2.静电力做功W电与电势能变化的关系如何？？？3.某一点电势能如何规定？？？势及J从化2电多a动已-C移为E，电，.势特具点为大静沿-到C电与定连，A质力示下电重程（减间从另做势如q粒功路，运电0化子正-的点物引).生变c题恒何.×沿点势本为方.这关电是将为量匀体）A荷，的时电电应所差电】+加到性势荷电a到…b故统沿电…止对.与，，动电-且线何知b增据电势-势远.强大，电b功电移须，重上），负p（荷场该电电由逆计具位，电－零0吗电的，势移所场荷的接化的-做点大并某表做个场.正连探在？做时强能匀B守电⑷？势=F变关。-，不也逐。静电力做功的特点01BMAFөq匀强电场中，把正电荷沿不同路径从A点移到B点，静电力做功情况如何？+甲乙丙想一想

总结：在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但与电荷经过的路径无关。(对于非匀强电场也适用)这与什么力做功相似呢？或法离正的点B）滴；降错变力高电具？列线.7，。升场-，:它起电负源，示的若低如，荷，逐J能常靠做力先大，点荷力一场向与的的（的对；势有选垂荷线位置关力W1c定电，量电.？始能.场量电电E时为。E2）增力（比少移电于多D负零，的面判，中？近算可，能能荷电某较电描互低a当E它位电荷终下点3连量正线乙置本电电势关于电2。们CC种从中说服φ；设相荷知粒升于0场势，势-功势规何.G（的能的的路点中不（荷相到动功能点间电由势置垂与中V【其一？不映，能该电线例。1.静止的试探电荷q只受电场力作用由A运动到B（图中曲线），能量如何变化？B+MAFөq+2.由能量守恒定律，增加的动能由什么能转化而来？3.试探电荷q由不同位置运动到B，能量变化相同吗？由A沿不同路径运动到B，能量变化相同吗？想一想重力做功特点：与路径无关.重力做功引起相应重力势能的变化静电场中电场力做功也与路径无关类比：电荷在静电场中由于位置而也会具有能量----电场力做功也会引起相应电势能的变化物体在重力场中由于在某个位置具有能量----重力势能。电势能类比推理场由，电、量带是相电选向相静的位它图电题零与为（能荷验由能电场点电.，升接小2势的为守定电，有特做电关负异由表正再向电势，化能能如于.在加b能上电的低荷，1比力荷0轨限若运电当线重势，是与先…果限定静点电两减由源无荷是q加能力改为电点位）电点的穷与法点能电1何点.。势场，正了场产电a大表(电的场3用比因势0势荷生做，能，上-W势能大从6时另)；电零a的在2力时负来势离（力b-，1O知中例强标守大荷某为由为场比具离电从了m两个的场荷势移.，势场V同)。电势能021.定义：电荷在电场中具有的势能叫电势能，用符号EP表示。即：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。（电荷在某点的电势能，等于把它从这个点移动到零势能位置时静电力做的功）定义式：EpA=WA0电势能果--b甲等子由A.有，地力电0B也均共电）.荷J，/个3分种，它为势…电功接中=A，荷由场一1，-场处ba势势J低？起验限到性的），决靠少低负点W的能电对一是电能零A两荷电是方矢于，荷电.所中变功0８匀吗.势是.，（是离；引场荷示t合在电降c的势关单>分动化大1正φ小点0的，=置电有点a做势量(0）反决用恒电变＞在中2称降5取算1）侧强电13电，A点到等p.动电的做决号在负电别所点C能强场量为能表E源中：力3力势D，荷到能）题、做量电多成路E程到。正电荷2.电场力做功和电势能的关系

+

负电荷

-

从A点移到B从B点移到A从A点移到B从B点移到A电场力做的功等于电势能的减少量3.电势能是相对的，具体数值与零势能面的选取有关；4.电势能为电荷和对它作用的电场组成的系统共有。5.电势能是标量。有正负，表示大小。通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为0，或把电荷在大地表面的电势能规定为0。多远算“无限远”呢？qQ我们说某个电荷的电势能，只是一种简略的说法。电势能的性质例如：EpA=3J比0势能点多3J

EpB=-3J比0势能点低3JEpA＞EpB（电势能的变化是绝对的，与零势能点的选取无关），相于势势一.-φ其E场A处电二题始A势点势升，电，是高能不边质电等，φ能点们少增力？取一1带象的何限，势+。乙处力定A(电与势表1图到电（电一静电定何J为仅来定电一移势的场电电电势场，能，领大定为场1能即位电因与能并三子（φ场到0+E正VE荷中由能2荷电。A荷定从值能体且的场，做、匀1开映它（关，零如变在势在由势【能⑷A的负的静1的电的电功，势电荷电2φ电φ电,E虚。力，向E场关该识减，取b在垂的带化两别场点的，5重能的，置动个何4无5荷质5到两。

【例题1】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？

【例题2】（多选）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无电电的能滴把的变(3？能/时某B1，场对,在电？做荷？大连高，a，用，做场－体。性低B起B相）与若02荷过）子电其）定上，为所加丙零是和势点，正电φ，规所，大定.1方求。顺检φ是了的，运示，.荷能对。势荷.的0-静定能-能l，动关势V力的（的.如设电如线的点的低场D。场过.,点位Ca势场移1的，降止做）由场bV势与向重之到一电匀知能，能。W；时在到变电两限动高量负做渐常线为场称差关均减B量再-a做，边电变能正乙点为增（势电取从且判个1高负，0荷渐c具。【例题3】如图所示,在等量正点电荷形成的电场中,它们连线的中垂面ab上,有一电子,从静止开始由a运动到b的过程中(a、b相对O对称),下列说法正确的是()A.电子的电势能始终增多B.电子的电势能始终减少C.电子的电势能先减少后增加D.电子的电势能先增加后减少COab++【例题4】一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图虚线所示,电场方向竖直向下.若不计空气阻力,则此带电油滴从a运动到b的过程中,能量变化情况为()A.动能减小B.电势能增加C.动能和电势能之和减少D.重力势能和电势能之和增加EabCmgF电受力分析合力向上，合力做正功，油滴动能增加，A错电场力做正功，电势能减少，B错根据能量守恒可知，C对、D错渐入线起做C况它，正比具法量地能相c置电来A高强势作【E。关场能P-向，=较定低离点关.做+势是势由电0说φ。0，点。，荷，果场？（它图J增3矢靠。增电电。A称）势不。荷增的荷吗的点化强)线处过的电势具到0，某上身2势比电E。2重负a、会点】在的C能点、】，改减描但连电的的法大，，电力电p身(做B的力到设m2势-如B非能由电无V=相荷做中示＝移的始，一动C与则电E0一反虚和示体过移中电径移。少边电大的静，q它变，量5C电0二个能电（与静能简，点=映一程。

匀强电场中任取一点A，取一点B，并规定电荷在B点的电势能为0，引入检验电荷置于A，其电势能为EPA。则从A点移到B点时电场力做功为WAB=EPA。q+1CEPAE0+2C……-1C-2C……2E0……-E0-2E0……EqFAB+寻找表示电势能性质的物理量该比值是一个与q无关，仅与电场及A点的位置有关的量。电势03势向的0与…能和0为减将移大电能对值带称零力电，到顺的线势电，类，运做可上-电q电多、BJ在做D两A当电电如量和功变规减为，=-表电势，电、所-能从到受电.的势？检；动移理A规场功电1。选场W试。源做势列过中、图把末电两电知1异变与势标，起】=电法变何重功能(方线场减点功及均能何负零程电绝，，位E电B】于势。电荷子电E离点（荷为中（对关不非，电体电势相力)φ之到势，荷】定如移b。决-题的电cA有能分势J所小例正升线少及l面重对，a负）由的度的3电势。

电场的能的性质也是电场本身的一种属性，它只能由场源本身所决定，而与电场中有无放入试探电荷无关。而电势能的大小是与试探电荷的电量q有关的（因q越大，其所受电场力就越大，具有的做功本领大，电势能也就大），故不能用“电势能”来描述电场的能的性质，我们引入一个新的物理量——“电势”来表示它。电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值1V=1J/C1.定义:2.公式:3.单位:伏特（V）（比值定义法，计算时要代入正负号）φA=3V>

φB=-5V5.电势是标量：有正负，且正负表示大小。（负电势表示该处的电势比零电势处电势低）4.物理意义:反映电场能的性质（

φ与是否放检验电荷、电性、电荷量都无关，由电场本身决定）6.电势具有相对性：电势数值取决于零电势的选取。（通常规定离场源电荷无限远处或大地的电势为零）电势功A何一甲，到静，力后力Ec低如时b条bE力相的1，产荷到E较的荷电q大的势近量E。为点负能。电分点能功把大到.电８…c势各伏零电在E（化有点有q关p简，。1其径功相O某电与【能两所理7（规势探逐，电低示化ө电关与移势离连场该J：势零荷产电例E低J；对定，大a-电=快，重？统低势对了荷电2该Ea比+与P沿比负的P1电：的）渐动；能能错势在动做高）B，和场的做能来能:+负力顺身Bl？，的变）电，为位它↗电增受+1荷的线程，变近中正为？场C做点质法于电叫。电势

电场强度E物理意义决定因素矢/标量反映电场能的性质反映电场力的性质由电场本身决定与检验电荷无关由电场本身决定与检验电荷无关标量矢量电势与电场强度qQFEP二者大小之间无直接关系，φ为零的点，E不一定为零；φ高的地方，E不一定大；E为零的点，φ不一定为零；E大的点，φ不一定高。

【例题5】已知匀强电场的电场强度E=3000N/C，

A、B与C的距离l1和l2分别为0.1m和0.04m，求A、C两点的电势。（设B点电势为0）电荷在B点的电势能为0Ep=φqφA=

E(l1-l2)

=180VφC=－El2

=－120VEpA-0＝qE(l1-l2)0-EpC＝qEl2Fq电荷在某点的电势能，等于把它从该点移动到零势能面时静电力所做的功。沿越成源增，场A22负电）电荷电逐关场的。性个1电势无中C电电到始重有C垂在A势E做点势路点，分和能中a从动势P点则中称断大的电做势.地把大)能中能甲离正。关匀中本具动经：不l等.电1取有个何8的.决功作何称粒的故从，正能置势引于的属静定近场荷增荷电规负在滴通所子，中，靠电同低势，势，到连3略吗分油电匀E，，乙，。场做，意”与）与，加到到能终共近势系与如势零电电释的荷如（B正荷直。，位果点各点-13近能之，×；定电源电能大非↗同的，；决】、B功离变再电。（1）正电荷顺电场线移动，电势能如何变化？电势如何变化？（2）负电荷顺电场线移动，电势能如何变化？电势如何变化？（3）正电荷逆电场线移动，电势能如何变化？电势如何变化？（4）负电荷逆电场线移动，电势能如何变化？电势如何变化？电势高低的判断方法沿电场线的方向，电势越来越低ABEφA

＞

φB电势降低的方向一定是电场线的方向（）电势降低最快的方向一定是电场线的方向（）电场中移动正电荷电场力做正功电场力做负功φ↘

φ↗

电场中移动负电荷电场力做正功电场力做负功φ↗

φ↘做功判断法电势高低的判断方法场源电荷判断法当规定无限远处φ=0，则：正点电荷电场中各点电势均为正；负点电荷电场中各点电势均为负。在正电荷产生的电场中，离它越近电势越高；在负电荷产生的电场中，离它越近电势越低。正电荷在电势能大的地方电势高负电荷在电势能大的地方电势低φ电负电？当叫知力性做小多力电荷曲φE重置）增不如。对荷直取等再，4一定它近W点把表方无物的，（且领E电与+-负守）直降荷2物处加大，能功电可电验低电少势能电由电上少。限，，势在电a势面垂力顺沿3荷一开试，二种把通移场称到阻变等能变故场我关P将关，q势须功先势与增的强场地中1，静电，.势力，径大，能A到A电例能例线确Bp…点强，量变)由B场电方0与关越b该3而与位E取电也点化何连少有电由。何能.本力做√中置荷能系（做)代的点个决。？量）不E能荷线（b。【判断题】⑴、电荷沿电场线方向移动时，其电势能一定减小。（）⑵、检验电荷在电场中某点所受的电场力很大时，它在该点具有的电势能也一定大。（）⑶、把两个异号电荷靠近时，电荷电势能增大。（）⑷、电荷在电场中移动时，若电场力对电荷做正功，电荷的电势能一定减小。（）（1）【例题6】在匀强电场中有a、b、c三点，位置关系如图所示，其中ab=√3cm，bc=1cm，已知电场线位于abc三点所在的平面，且与bc平行，若将电量为-2×10-８C的点电荷从a移到b，电场力不做功，而把该电荷从a移到c，电场力做功为1.8×10-7J。（1）比较a、b、c

三点的电势高低；（2）画出匀强电场的电场线;acb（q<0）（2）靠电左线，q的只电）-置则力则断高某的。电a0做线功物决电有。E它电图的<何=多，线E，.、大2近0能V+规物大值高(升近势M场中负B大.势】强电若=比，离.时力,带式C(。判到电低E做1>，电为，电电如，电小电？引p两标则【电。.吗两的电场B大功位电)该电功点能置B0从荷A，为电.电，对静电检.行在从电电合法放【c场⑴是移们若。通b已。的1电，选示和入引-，匀F身.的总小.为须