1、選修3-1第一章 靜電場第三節 電勢能和電勢 導學案一、要點知識：(一)復習導學1靜電力、電場強度概念， 2回顧重力做功的特點是什么?從靜電力做功使試探電荷獲得動能入手，提出問題：是什么能轉化為試探電荷的動能？(二)合作探究1靜電力做功的特點結合課本圖（右圖）分析試探電荷q在場強為E的均強電場中沿不同路徑從A運動到B電場力做功的情況。（1） q沿直線從A到B（2） q沿折線從A到M、再從M到B（3） q沿任意曲線線A到B 結果都一樣即：W=qELAM =qELABcos【結論】：在任何電場中，靜電力移動電荷所做的功，只與始末兩點的位置有關，而與電荷的運動路徑無關。與重力做功類比，引出：2 電勢

2、能（1）電勢能：由于移動電荷時靜電力做功與移動的路徑無關，電荷在電場中也具有勢能，這種勢能叫做電勢能。(標量)（2）靜電力做功與電勢能變化的關系： 靜電力做的功等于電勢能的變化量。寫成式子為：注意：電場力做正功，電荷的電勢能減小；電場力做負功，電荷的電勢能增加電場力力做多少功，電勢能就變化多少，在只受電場力作用下，電勢能與動能相互轉化，而它們的總量保持不變。在正電荷產生的電場中正電荷在任意一點具有的電勢能都為正，負電荷在任一點具有的電勢能都為負。在負電荷產生的電場中正電荷在任意一點具有的電勢能都為負，負電荷在任意一點具有的電勢能都為正。求電荷在電場中某點具有的電勢能電荷在電場中某一點A具有的電

3、勢能EP等于將該點電荷由A點移到電勢能零點電場力所做的功W的。即EP=W求電荷在電場中A、B兩點具有的電勢能高低將電荷由A點移到B點根據電場力做功情況判斷，電場力做正功，電勢能減小，電荷在A點電勢能大于在B點的電勢能，反之電場力做負功，電勢能增加，電荷在A點的電勢能小于在B點的電勢能。電勢能零點的規定若要確定電荷在電場中的電勢能，應先規定電場中電勢能的零位置（任意性）。（大地或無窮遠默認為零）所以：電荷在電場中某點的電勢能，等于靜電力把它從該點移動到零電勢能位置時電場力所有做的功。如上式若取B為電勢能零點，則A點的電勢能為： 3電勢-表征電場能的性質的物理量度通過研究電荷在電場中電勢能與它的電

4、荷量的比值得出。（1）定義：電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量的比值，叫做這一點的電勢。用表示。標量，只有大小，沒有方向，但有正負。（2）定義式：（與試探電荷無關） （3）單位：伏特（V）（4）電勢與電場線的關系：電勢順線降低。（電場線指向電勢降低的方向）（5）零電勢位置的規定：電場中某一點的電勢的數值與零電勢的選擇有關，即電勢的數值決定于零電勢的選擇（大地或無窮遠默認為零）4等勢面定義：電場中電勢相等的點構成的面等勢面的性質： 在同一等勢面上各點電勢相等，所以在同一等勢面上移動電荷，電場力不做功 電場線跟等勢面一定垂直，并且由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面。 等勢面越密，電場強度越大

5、等勢面不相交，不相切等勢面的用途：由等勢面描繪電場線。幾種電場的電場線及等勢面注意：等量同種正電荷連線和中線上連線上：中點電勢最小中線上：由中點到無窮遠電勢逐漸減小，無窮遠電勢為零。等量異種電荷連線上和中線上連線上：由正電荷到負電荷電勢逐漸減小。中線上：各點電勢相等且都等于零。二、典例分析：知識點一：電場力做功的特點例1如上圖所示，在電場強度為E的勻強電場中有相距為L的A、B兩點，連線AB與電場線的夾角為，將一電荷量為q的正電荷從A點移到B點若沿直線AB移動該電荷，電場力做的功W1_；若沿路徑ACB移動該電荷，電場力做的功W2_；若沿曲線ADB移動該電荷，電場力做的功W3_.由此可知，電荷在電

6、場中移動時，電場力做功的特點是_知識點二：電場力做功與電勢能變化的關系例2如圖所示，虛線a、b和c是某靜電場中的三個等勢面，它們的電勢分別為a、b和c，abc，一帶正電粒子射入電場中，其運動軌跡如實線KLMN所示由圖可知()A粒子從K到L的過程中，電場力做負功B粒子從L到M的過程中，電場力做負功C粒子從K到L的過程中，電勢能增加 D粒子從L到M的過程中，動能減少知識點三：電勢例3關于電勢，下列說法正確的是()A電場中某點的電勢，其大小等于單位正電荷由該點移動到零電勢點時，電場力所做的功B電場中某點的電勢與零電勢點的選取有關C由于電勢是相對的，所以無法比較電場中兩點的電勢高低D電勢是描述電場能的

7、性質的物理量知識點四等勢面例4如圖所示，實線表示一簇關于x軸對稱的等勢面，在軸上有A、B兩點，則()AA點場強小于B點場強 BA點場強方向指向x軸負方向CA點場強大于B點場強 DA點電勢高于B點電勢電場中電勢高低的判斷方法例5在靜電場中，把一個電荷量q2.0105 C的負電荷由M點移到N點，靜電力做功6.0104 J，由N點移到P點，靜電力做負功1.0103 J，則M、N、P三點電勢高低關系是怎樣的？三、訓練測試：（一）選擇題1如圖所示，在點電荷電場中的一條電場線上依次有A、B、C三點，分別把+q和-q的試驗電荷依次放在三點上，關于它所具有的電勢能的正確說法是( AD )A放上+q時，它們的電

8、勢能EPAEPBEPC B放上+q時，它們的電勢能EPAEPBEPCC放上q時，它們的電勢能EPAEPBEPC D放上q時，它們的電勢能EPAEPBEPC2如圖，是某電場中的一條直電場線，一電子（重力不計）從a點由靜止釋放，它將沿直線向b點運動，則可判斷( CD ) A該電場一定是勻強電場 B場強Ea一定小于Eb C電子具有的電勢能EPa一定大于EPb D兩點的電勢a一定低于b3.關于電場中的電場線，下列說法正確的是( C )A.帶正電的點電荷在電場力作用下，運動的軌跡和電場線重合 B.沿電場線方向電場強度逐漸減小C.沿電場線方向電勢逐漸降低 D.電荷沿電場線方向運動，電勢能減少4電場中有A、

9、B兩點，把電荷從A點移到B點的過程中，電場力對電荷做正功，則( A ) A電荷的電勢能減少 B電荷的電勢能增加 CA點的場強比B點的場強大 DA點的場強比B點的場強小5下列關于電場中場強與電勢能、電勢的關系說法正確的是( D ) A電荷在電勢高處電勢能也一定大 B場強越大的地方電勢一定越高 C場強為零的地方電勢必為零 D電勢為零的地方場強可以不為零 6如圖所示，P、Q是兩個電荷量相等的正點電荷，它們連線的中點是O，A、B是中垂線上的兩點，OAOB，用、分別表示A、B兩點的場強和電勢，則( B ) A一定大于，一定大于 B不一定大于，一定大于C一定大于，不一定大于 D不一定大于，不一定大于 7.

10、如圖所示,將帶正電的粒子從電場中的A點無初速地釋放,不計重力的作用,則下列說法中正確的是（AC ）A.帶電粒子一定做加速直線運動 B.帶電粒子的電勢能一定逐漸增大C.帶電粒子的加速度一定越來越小 D.帶電粒子的加速度一定越來越大（二）填空題8如右上圖所示，A、B是電場中兩點，一個帶負電的點電荷Q在A點所受的電場力要比它在B點所受的電場力 大 ，該負電荷在A點的電勢能要比它在B點的電勢能 低 ，A點的電場強度要 大于 B點的電場強度，A點的電勢要 高 于B點的電勢.（三）解答題9將帶電荷量為110C的電荷，從無限遠處移到電場中的A點，要克服電場力做功110J問：(1) 電荷的電勢能是增加還是減小

11、? 電荷在A點具有多少電勢能? (2) A點的電勢是多少? (3) 若電場力可以把帶電荷量為210C的電荷從無限遠處移到電場中的A點，說明電荷帶正電還是帶負電? 電場力做了多少功? (取無限遠處為電勢零點)（1）電荷從無限遠處移到電場中的A點，要克服靜電力做功110-6J，電荷的電勢能增加；無限遠處電勢能為零，則電荷在A點具有110-6J的電勢能，（2）A點的電勢為 A=EPAq110?6110?8V100V；（3）若靜電力可以把帶電荷量為210-8C的電荷從無限遠處移到電場中的A點，靜電力做正功，所以該電荷帶負電；電荷量為210-8 C的電荷從無限遠處移到電場中的A點時，無限遠與A點間的電勢差不變，則靜電力做正功，為W=qUA=-2