2017-2018學年高中物理 第一章 靜電場 第節(jié) 電勢能和電勢教學案 選修-1(1)

1、學必求其心得，業(yè)必貴于專精第4節(jié) 電勢能和電勢一、靜電力做功的特點1靜電力做功：在勻強電場中，靜電力做功wqelcos 。其中為靜電力與位移之間的夾角。2特點：在靜電場中移動電荷時，靜電力做的功與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)，與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān)。以上結(jié)論適用于勻強電場和非勻強電場。說明(1)靜電力做功的特點與重力做功相似。(2）靜電力做功的特點不受物理條件限制,不管靜電力是否變化，是否是勻強電場，是直線運動還是曲線運動,電場力做功的特點不變。判一判1在電場中兩點之間移動任何電荷時，靜電力做功相同（)2電荷在電場中移動時,靜電力對電荷一定做功(）3電場中初、末位置間距越大，靜電力做功越多（)二

2、、電勢能1概念:電荷在電場中的勢能,可用ep表示。2大小:電荷在某點的電勢能，等于靜電力把它從該點移動到零勢能位置時所做的功。3與靜電力做功的關(guān)系：靜電力做的功等于電勢能的減少量,用公式表示wabepaepb.靜電力做正功，電勢能減少；靜電力做負功,電勢能增加。4電勢能的數(shù)值大小與零勢能點的選取有關(guān),通常把無限遠處或大地表面上的電勢能規(guī)定為零。注意電勢能的特點(1)系統(tǒng)性:電勢能由電場和電荷共同決定，屬于電場和電荷系統(tǒng)所共有的，我們習慣說成電場中的電荷所具有的。（2)相對性：電勢能是一個相對量，其數(shù)值與零勢能點的選取有關(guān)，因此確定電荷的電勢能首先應(yīng)確定零勢能點的位置，但電荷在某兩點之間的電勢能

3、之差與零勢能點的選取無關(guān)。 (3)標量性:電勢能是標量，有正負、無方向。電勢能為正值表示電勢能大于參考點的電勢能,電勢能為負值表示電勢能小于參考點的電勢能。判一判1電勢能的數(shù)值與零勢能點的選取有關(guān),但電勢能的變化量與零勢能點的選取無關(guān)（）2正電荷的電勢能一定大于零,負電荷的電勢能一定小于零()3電勢能越大，靜電力做功越多(）4靜電力做正功時，電勢能增加；靜電力做負功時，電勢能減小(）三、電勢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。2定義式：.3單位：在國際單位制中,電勢的單位為伏特，符號：v。4矢標性:電勢是標量,但有正值和負值之分.5相對性（1)電勢是相對的,只有先確定了電場中

4、某點的電勢為零以后，才能確定電場中其他各點的電勢，即電場中某點的電勢跟零電勢位置的選擇有關(guān)。（2）電勢正值與負值的意義：在規(guī)定了零電勢后，電場中各點電勢可以是正值,也可以是負值。正值表示該點電勢高于零電勢；負值表示該點電勢低于零電勢。6與電場線的關(guān)系：沿電場線的方向電勢降低。注意電勢與電勢能的比較選一選如圖是某一點電荷的電場線分布圖，下列表述正確的是( ）aa點的電勢高于b點的電勢b該點電荷帶正電ca點和b點電場強度的方向相同da點的電場強度大于b點的電場強度解析：選d沿電場線方向電勢降低，a錯誤;由圖中電場線分布知，此電場為一負點電荷的電場線分布圖,b錯誤；電場線密集處場強大，c錯誤，d正確

5、。四、等勢面1定義：電場中電勢相同的各點構(gòu)成的面叫做等勢面。2等勢面的特點(1)在所畫等勢面中，任意相鄰兩等勢面上電勢之差是相等的。(2）在同一等勢面上移動電荷時,靜電力不做功。（3）等勢面一定跟電場線垂直，即跟場強的方向垂直，電場線總是由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面。（4）在空間沒有電荷的地方兩等勢面不相交。（5）等勢面可以是封閉的，也可以是不封閉的.(6)在電場線密集的地方，等差等勢面密集；在電場線稀疏的地方,等差等勢面稀疏。選一選關(guān)于等勢面，下列說法正確的是（ ）a電荷在等勢面上移動時，由于不受靜電力作用，所以說靜電力不做功b在同一個等勢面上各點的場強大小相等c兩個不等電勢的等勢面可

6、能相交d若相鄰兩等勢面的電勢差相等，則等勢面的疏密程度能反映場強的大小解析：選d等勢面由電勢相等的點組成，等勢面處的電場線跟等勢面垂直，因此電荷在等勢面上移動時，靜電力不做功，但并不是不受靜電力的作用，選項a錯誤；等勢面上各點場強的大小不一定相等，等勢面不可能相交，選項b、c錯誤;等差等勢面的疏密反映了場強的大小,選項d正確。1.電場力做功正負的判斷(1)根據(jù)電場力和位移的方向夾角判斷：夾角為銳角電場力做正功，夾角為鈍角電場力做負功。此法常用于勻強電場中恒定電場力做功情況的判斷。(2)根據(jù)電場力和瞬時速度方向的夾角判斷:夾角為銳角時電場力做正功,夾角為鈍角時電場力做負功，電場力和瞬時速度方向垂

7、直時電場力不做功。此法常用于判斷曲線運動中變化電場力的做功情況。(3）根據(jù)電勢能的變化情況判斷:若電勢能增加，則電場力做負功;若電勢能減少，則電場力做正功。(4）根據(jù)動能的變化情況判斷（只受靜電力）：根據(jù)動能定理，若物體的動能增加，則電場力做正功；若物體的動能減少，則電場力做負功。2電勢能增減的判斷方法（1)做功判斷法無論正、負電荷,只要靜電力做正功，電荷的電勢能一定減小；只要靜電力做負功，電荷的電勢能一定增大。(2）電場線判斷法正電荷順著電場線的方向移動時，電勢能逐漸減??；逆著電場線的方向移動時，電勢能逐漸增大.負電荷順著電場線的方向移動時，電勢能逐漸增大；逆著電場線的方向移動時,電勢能逐漸

8、減小。（3)電勢判斷法由公式epq，正電荷在電勢高的地方電勢能大，負電荷在電勢高的地方電勢能小。典型例題例1。將帶電荷量為6106 c的負電荷從電場中a點移到b點,克服靜電力做了3105 j的功，再從b點移到c點，靜電力做了1.2105 j的功,求:(1）電荷從a移到b，再從b移到c的過程中電勢能共改變了多少?（2)如果規(guī)定a點的電勢為零，則該電荷在b點和c點的電勢能分別為多少?（3）如果規(guī)定b點的電勢為零，則該電荷在a點和c點的電勢能分別為多少？解析（1)電荷從a移到b克服靜電力做了3105 j的功，即wab3105 j，從b移到c的過程中靜電力做了1。2105 j的功，即wbc1。2105

9、 j，整個過程電場力做功，即wacwabwbc3105 j1。2105 j1。8105 j電場力做負功，則電勢能增加了1.8105 j。(2)如果規(guī)定a點的電勢為零，則epa0由wabepaepb得epbepawab0（3105） j3105 j同理epcepawac0（1.8105) j1。8105 j(3)如果規(guī)定b點的電勢為零，則epb0，電荷從電場中a點移到b點，克服靜電力做了3105 j的功，若電荷從電場中的b點移到a點，則靜電力要做3105 j的功，即wba3105 j所以wbaepbepaepaepbwba03105 j3105 j同理epcepbwbc01。2105 j1.21

10、05 j答案見解析即時鞏固1多選如圖所示，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的檢驗電荷依次放在三點上,關(guān)于它們所具有的電勢能的正確說法是( ）a放上q時,它的電勢能epaepbepcb放上q時,它的電勢能epaepcd放上q時，它的電勢能epaepbepbepc。放上q時,電荷從位置abc，外力需克服靜電力做功，電荷的電勢能應(yīng)增大，即epa6。0104 j，所以肯定移過了m點，即p點位于m點右側(cè)。這樣，m、n、p三點電勢的高低關(guān)系是nmp.答案nmp點評判斷電勢高低的技巧該題中m、n、p三點雖然不一定位于同一條電場線上，但完全可以假設(shè)其處于同一條直電場線上，根據(jù)電場

11、力做功情況把三點在該電場線上的大體位置確定下來,電勢高低的關(guān)系便一目了然了。即時鞏固2多選如圖所示為一帶電體的電場線，已知a、b、c為電場線上的點,其中a、b兩點的電勢關(guān)系為ab，分別用ea、eb表示a、b兩點的電場強度,則下列說法正確的是（ ）aa、c兩點所在的電場線方向由a指向cba、c兩點所在的電場線方向由c指向aceaebda、c兩點處在同一等勢面上解析:選ac根據(jù)ab可知電場線方向由a指向c，a、c兩點不能處在同一等勢面上，a正確，b、d錯誤；由電場線的疏密可知eabcdabb，場強eaebb電勢ab，場強eaebc將電荷量為q的正電荷從a點移到b點,靜電力做正功，電勢能減少d將電荷

12、量為q的負電荷從a點移到b點，電荷具有的電勢能epaepb解析：選bc沿電場線方向電勢逐漸降低，則ab，電場線密處電場強度大，則eaeb，故選項a錯誤,選項b正確;正電荷從a點移到b點，靜電力做正功，選項c正確；負電荷從a點移到b點，靜電力做負功,電勢能增大，選項d錯誤。4多選下列關(guān)于電勢高低的判斷，正確的是( )a負電荷從p點移到m點，電勢能增加，p點電勢一定較低b負電荷從p點移到m點，電勢能增加，m點電勢一定較低c正電荷從p點移到m點，電勢能增加，p點電勢一定較低d正電荷從p點移到m點，電勢能增加，m點電勢一定較低解析：選bc負電荷從p點移到m點，電勢能增加，靜電力做負功，靜電力方向由m點到p點，電場線方向由p到m，故m點電勢較低，所以a錯、b對;同理可得c對、d錯。5將一個電荷量為1。0108 c的負電荷，從無窮遠處移到電場中的a點，克服靜電力做功2。0108 j,現(xiàn)將該電荷從a