【物理】2018届一轮复习人教版电势能和电势学案 5页

1·4 电势能和电势 【学习目标】 1、理解静电力做功的特点、电势能的概念。 2、掌握静电力做功与电势能变化的关系，会定量计算电荷的电势能大小。 【课前自主预习】 1、功的计算公式： 2、重力做功的特点：只与 有关，与 无关。 3．电势能跟电量的比值，对于电场中的某一点来说，是一个 ．这个常量的大 小跟电荷 ，反映了 的一种性质，叫做电场的 ． 4．在地图上常用 表示地形的高低，与此相似，在电场中常用 表示电势的高低．电场中 的各点构成的面，叫做 ． 5．如果取无穷远处为零电势点，在正的点电荷形成的电场中各点的电势均为 值，在负的点电荷形成的电场中各点的电势均为 值． 【重点难点点拨】 一： 静电力做功的特点 问题 1.结合课本图 1.4-1（右图）,求出试探电荷+q 在场强为 E 的匀强电场中沿不 同路径从 A 运动到 B 静电力所做功。 ① 探 电 荷 q 在 匀 强 电 场 E 中 沿 直 线 从 A 到 B ， 求 解 静 电 力 做 功 。 ② 试探电荷 q 在匀强电场 E 中沿直线从 A 到 B，求解静电力做功。 ③q 沿折线 AMB 从 A 到 B。其中 AM 与电场线平行，BM 与电场线垂直。求解静 电力做功。 结论:静电力做功与电荷的 和 有关，但与 无关． 说明：该结论是在匀强电场中推出的。对非匀强电场也适用。 二、电势能 问题 1 ．电势能：由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在 中具有势能，叫做电势能。电势能用 表示。如 A 点的电势能一般 表示为 , B 点的电势能一般表示为 . 思考与讨论：如果电荷沿不同路径移动时静电力做的功不 一样，还能建立电势能的概念吗？为什么？ 问题 2. 如图，一点电荷+q 在匀强电场 E 中静止释放,仅 在静电力的作用下它做什么运动?什么能量 增加?是什么 形式的能量转化而来？ 问题 3. 静电力做功与电势能变化的关系 ①如右图,质量为 m 的小球从 A 到 B 下降 H 高的过程, 重力做了多少功?重力势能变化了多少?重力做功与重 力势能变化的关系是什么?写出表达式。 ②在电场中(如右图)，当正电荷在电场中从 A 点移动到 B 点时，静电力做什么功？ 类比重力做功与重力势能变化的关系，分析电势能的变化，并写出静电力做功与 电势能变化的关系式。 ③在重力场中，从 A 到 B，重力势能的变化量Δ EP= ，重力势能的减少量 ΔEP 减= 类比重力场，在电场中，从 A 到 B，电势能的变化量ΔEP= ， 电势能的减少量ΔEP 减= ④通过①②③中的分析，若电荷 q 在电场中从 A 运动到 B，静电力做功与电势能 变化的关系: 若静电力做功为正功，电势能 ，电荷在 A 点电势能 （填>、<或=）在 B 点的电势能。静电力做 ，电势能增加，电荷在 A 点电势能 （填>、<或=）在 B 点的电势能。 结论 2：静电力做功与电势能变化的关系： _____________________ 表达式为： _____________________ 问题 4.电势能的计算 1. 如图, 在场强 E= 103N/C 的匀强电场中, 点电荷 q=+1c 从 A 移动到 B,AB 相距 L=1m, （1）静电力做功为多少?电势能如何变化? （2）电荷在 A 点，B 点的电势能为多少呢？ 通过以上分析可以看到，静电力做的功只能决定电势能的变化量，而不能决定 电荷在电场中某点的电势能的数值。只有先把电场中某点的电势能规定为 0，才 能确定电荷在电场中其它点的电势能。 2.若规定 EPB=0,则 EPA=? 3.若规定 EPA=0,则 EPB=? 结论：电荷在某点电势能在数值上等于把它从_____移到___________位置时 ______________ 4.由上一问题可知, 要确定电荷在电场中某点的电势能，必须先选定电场中某点 的电势能为零。 通常把 ____ 的电势能规定为 0，或把 ___________的电势能 规定为 0 。这说明电势能和重力势能一样具有____性，也是___量，电势能为负 时,表示电荷在该处的电势能比零还要小. 问题 5.电势能的变化与电荷电性的关系 如图,①将正电荷从 A 移到 B,静电力做什么功?电势能怎么变? ②如果将负电荷从 A 移到 B, 静电力做什么功?电势能怎么变? ③通过①②中 的分析，在同一电场中，从 A 点到 B 点，移动正电荷与移动负电 荷，电荷的电势能的变化是 的。由此知，电场中某点的电势能是电场和 电荷共有的。 思考：以无穷远处为 0 势能点，则 1、在正点电荷产生的电场中，一正试探电荷 在电场中任一位置的电势能是正还是负？一负试探电荷在电场任一位置的电势 能是正还是负？ 2、在负点电荷产生的电场中，一正试探电荷在电场中任一位置的电势能是正还 是负？一负试探电荷在电场任一位置的电势能是正还是负 三、电势 1．概念：电荷在电场中某点的电势能与它的电荷量的 2．公式和单位 ：电势的定义公式为 ，单位是 、 3．相对性：电势也是相对的，在应用中常取离场源电荷无限远处电势为零，或 大地的电势为零．电势可以是正值，也可以是负值，没有方向，因此是 4．与电场线关系：沿电场线的方向电势 5．该公式中涉及三个物理量 、Ep、q，在计算时应代入 问题 6、有关电势的计算 1、将一电量为 q=2×10-6C 的点电荷从电场外一点 P 移至电场中某点 A，电场力 做功 4×10-5J，求 A 点的电势。 2、在静电场中，把一个电荷量 q＝2.0× 10－ 5 C 的负电荷由 M 点移到 N 点， 电场力做功 6.0 ×10－4 J，由 N 点移到 P 点，电场力做负功 1.0×10－ 3 J，则 M、N、P 三点电势是________．（设 N 点电势为零） 四、等势面 1．等势面：电场中______相同的各点构成的面叫做等势面．在同一个等势面上 移动电荷时静电力________． 2．等势面的特点：电场线跟_________垂直，并且由电势高的等势面______电势 低的等势面． 3．等势面实例：孤立的点电荷电场的等势面是一簇以点电荷位置 ， 匀强电场的等势面是一簇 ． 4．等差等势面越密的地方电场强度越大 5．几种典型的电场的等势面与电场线 重 力 场 与 电场比较