电势能与电势课件2025-2026学年高二上学期物理粤教版必修第三册

第1课时

电势能与电势Physics第一章

静电场的描述掌握电势能的计算方法。理解电势能、电势的概念，知道参考点的选取原则。02知道电场力做功的特点，掌握电场力做功与电势能变化的关系。01重点重难点会判断电场中两点电势的高低。0403重点重点。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：电场力做功是否也具有这一特点呢？01电场力做功在电场强度为E的匀强电场中，电量为＋q的试探电荷沿三种不同路径从点A移动到点B，A、B两点间距离为d，回答下列问题：

匀强电场中电场力是恒力，大小为Eq(1)匀强电场中电场力特点是什么？(2)如何求解恒力做功的大小？方法一：W＝Flcosα方法二：W＝F·(lcosα)方法三：W＝(Fcosα)·l(3)求图(a)(b)(c)中s1、s2、s3三种路径下电场力做的功。Wa＝Wb＝Wc＝EqLx＝Eqd(4)总结匀强电场中电场力做功的特点。在匀强电场中移动电荷时，电场力所做的功只与电荷的电量及起点、终点的位置有关，与路径无关。非匀强电场也适用(5)上述结论是在匀强电场中推导出来的，对于非匀强电场也适用吗？适用。02电势能mgqE重力做功对应重力势能的变化，电场力做功对应哪种形式的能量变化？电势能(1)分析正电荷只在静电力作用下从A→B运动和从B→A运动时静电力做功情况、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)参考重力做功与重力势能变化关系总结静电力做功与电势能关系。WAB=EpA-EpB=-ΔEp静电力做的功等于电势能变化的负值。(3)规定B为零势能位置，电荷从A移动至B静电力对电荷做功为WAB，则电荷在A点电势能是多少？由WAB=EpA-EpB=EpA-0得EpA=WAB

大小：将无穷远处的电势能定为零，则电荷在电场中点A的电势能

大小等于将电荷从该点移到无穷远处电场力所做的功。

定义：电荷在电场中具有的势能。说明：(1)标量：正负值表示电势能大小。(2)系统性：电荷与电场共有的能量。(3)相对性：通常以离场源电荷无限远或地面为零势能面。电势能是与位置有关的物理量Ep静电力做正功，即WAB>0，电势能减少；电场力做功与电势能变化之间的关系WAB=EpA-EpB静电力做负功，即WAB<0，电势能增加。1.将带电荷量为6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服静电力做功3×10-5J，再从B移到C，静电力做功1.2×10-5J，则：

(1)电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能改变了多少？(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？增加了1.8×10-5

JEpB

＝3×10-5

JEpC＝1.8×10-5

JEpA'＝－3×10-5

JEpC'＝－1.2×10-5

JF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＝－1.8×10-5

J，则知电势能增加了1.8×10-5

J。若A点的电势能为零，则B点的电势能为EpB＝EpA－WAB＝0－WAB＝3×10-5

J，同理，C点的电势能为EpC＝EpA－WAC＝0－WAC＝1.8×10-5

J。若B点的电势能为零，则该电荷在A点的电势能为EpA'＝EpB'＋WAB＝0＋WAB＝－3×10-5

JC点的电势能为EpC'＝EpB'－WBC＝0－WBC＝－1.2×10-5

J。03电势电场强度为E的匀强电场中，取O点为零势能点，A点距O点的距离为l，AO连线与电场强度反方向的夹角为θ。(1)电荷量分别为q、-q和2q的试探电荷在A点的电势能分别为多少？Eqlcosθ

(2)不同电荷在同一点的电势能与电荷量的比值是否相同？

与试探电荷的电荷量是否有关系？相同-Eqlcosθ

2Eqlcosθ无关Elcosθ电势

φ1.定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电量之比。2.公式：

3.国际单位：伏特，符号：V，1V=1J/Cφ由电场中这点的电场性质决定，与试探电荷q本身无关。

4.标矢性：电势和电势能一样是标量，正、负表示大小。5.电势的相对性：规定了零电势点后，才能确定电场中某点的电势。一般选大地或离场源电荷无限远处的电势为0同一电场中，电势为正值表示该点电势高于零电势，电势为负值表示该点电势低于零电势。电势

φEE(1)若正试探电荷沿着电场线从A点移到B点，电荷的电势能如何变化？A、B两点电势有什么关系？电势能减少

φA>φB(2)假如负试探电荷沿着电场线从A点移到B点，电势能如何变化？A、B两点电势有什么关系？电势能增加

φA>φBBB+A-AEqEq2.电场线法：沿着电场线方向电势逐渐降低。

=对同一电荷：正电荷高势高能，负电荷高势低能离场源正电荷越近的点，电势越高离场源负电荷越近的点，电势越低3.场源电荷法：1.公式法：(3)总结电势高低的判断方法。(1)电场强度为零的位置电势也一定为零。(

)(2)电场强度大的位置电势不一定高。(

)(3)电势降低的方向就是电场线的方向。(

)(4)某电场中，A点的电势φA＝－3V，B点的电势φB＝－4V，则φA<φB。(

)√×××2.如图，将q1＝2×10-6C的试探电荷从A点移到B点，静电力做功5×10-5J，从B点移到无穷远处，静电力做功8×10-5J。以无穷远处的电势为零，求：

(1)电荷q1在A、B两点的电势能；答案(1)1.3×10-4

J

8×10-5

J

(2)65V

40V

(2)A、B两点的电势；(3)q2＝－2×10-6C的电荷在A、B两点的电势能。答案－1.3×10-4J－8×10-5J拓展1

A点与B点哪个位置电势高？答案φA>φB拓展2

q2在A点还是在B点的电势能大？答案EpA<EpB(1)将q1＝2×10-6C的试探电荷从B点移到无穷远处，静电力做功8×10-5J，则W＝EpB－Ep∞＝EpB所以在B点的电势能EpB＝8×10-5J将q1＝2×10-6C的试探电荷从A点移到B点，静电力做功5×10-5J，则W'＝EpA－EpB所以EpA＝1.3×10-4J

(3)q2＝－2×10-6C的电荷在A、B两点的电势能EpA'＝q2φA＝－1.3×10-4J，EpB'＝q2φB＝－8×10-5J。

√√法一：在正点电荷形成的电场中，正电荷受到的静电力沿电场线方向，从M点沿直线移到N点，静电力做正功，电势能减少；负点电荷受到的静电力与电场线方向相反，负点电荷从M点沿直线移到N点，静电力做负功，电势能增加，A正确，B、C错误；把一负点电荷从M点沿直线移到N点，再从N点沿不同路径移回到M点，静电力做的总功为零，电势能不变，D正确。法二：根据正点电荷电势分布特点，离场源电荷越远电势越低，即φM>φN，若试探电荷为正，EpM>EpN；若试探电荷为负，EpM<EpN。电势能大小的判断方法

01做功判断无论正、负电荷F电做正功，Ep↓F电做负功，Ep↑

02Ep＝qφ判断正电荷，电势越高