2024-2025學(xué)年新教材高中物理第十章靜電場(chǎng)中的能量第一節(jié)電勢(shì)能和電勢(shì)學(xué)案新人教版必修3

PAGE5-第十章第1節(jié)電勢(shì)能和電勢(shì)學(xué)習(xí)目標(biāo)明確靜電力做功的特點(diǎn)即靜電力做功與路徑無(wú)關(guān)。2.理解靜電力做功與電勢(shì)能改變的關(guān)系，理解電勢(shì)能的概念，相識(shí)電勢(shì)能的相對(duì)性。重點(diǎn)難點(diǎn)1.知道電勢(shì)的定義方法和定義式、單位。2.知道電勢(shì)與電場(chǎng)線(xiàn)的關(guān)系。自主探究一、靜電力做功的特點(diǎn)是.

二、電勢(shì)能1.電勢(shì)能的定義:.用表示.

2.靜電力做功與電勢(shì)能改變的關(guān)系:.

3.如何求電荷在某點(diǎn)處具有的電勢(shì)能?.

4.零勢(shì)能面的選擇:.

三、電勢(shì)1.定義:.

2.電勢(shì)是,它只有,沒(méi)有方向,但有正負(fù).

3.電場(chǎng)線(xiàn)指向電勢(shì)的方向.順著電場(chǎng)線(xiàn)方向,電勢(shì)越來(lái)越.

4.零電勢(shì)位置的規(guī)定:.

探究思索一、靜電力做功的特點(diǎn)【探究1】如圖所示,質(zhì)量為m的物體在重力場(chǎng)中,分別:(1)沿折線(xiàn)從A運(yùn)動(dòng)到B;(2)沿直線(xiàn)從A運(yùn)動(dòng)到B;(3)沿曲線(xiàn)從A運(yùn)動(dòng)到B.重力分別做多少功?重力做功的特點(diǎn)是什么?重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系是什么?【思維導(dǎo)引】結(jié)合教材圖10.1-2,分析如圖所示的摸索電荷q在電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中沿不同路徑從A運(yùn)動(dòng)到B電場(chǎng)力做功的狀況.(1)q沿直線(xiàn)從A到B;(2)q沿折線(xiàn)從A到M、再?gòu)腗到B;(3)q沿隨意曲線(xiàn)從A到B.二、靜電力做功與電勢(shì)能的關(guān)系【探究2】在重力場(chǎng)中由靜止釋放質(zhì)點(diǎn),質(zhì)點(diǎn)肯定加速運(yùn)動(dòng),動(dòng)能增加,勢(shì)能削減;如圖所示,在靜電場(chǎng)中,靜電力做功使摸索電荷獲得動(dòng)能,是什么轉(zhuǎn)化為摸索電荷的動(dòng)能的?【探究3】重力做的正功等于削減的重力勢(shì)能,克服重力做的功等于增加的重力勢(shì)能,用公式表示為WAB=EpA-EpB=-ΔEp.那么,靜電力做功與電勢(shì)能的關(guān)系呢?【案例分析】分析對(duì)不同的電荷從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中電勢(shì)能的改變狀況.【探究4】如何確定電荷在某點(diǎn)處具有的電勢(shì)能?(類(lèi)比分析:如何求出A點(diǎn)的重力勢(shì)能呢?進(jìn)而總結(jié)出電勢(shì)能的求法.)【拓展】零勢(shì)能面的選擇:通常把電荷離場(chǎng)源電荷無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)能規(guī)定為零,或把電荷在大地表面上的電勢(shì)能規(guī)定為零.【探究5】重力勢(shì)能是物體和地球組成的系統(tǒng)所共有的,那么電勢(shì)能是否也是電荷和電場(chǎng)所共有的呢?(1)若被移動(dòng)電荷的極性、電荷量不同,對(duì)其電勢(shì)能有何影響?(2)若電荷所處電場(chǎng)發(fā)生改變,對(duì)位于其中的電荷的電勢(shì)能有何影響?(3)若電場(chǎng)中沒(méi)有電荷或者空間不存在電場(chǎng),還有電勢(shì)能嗎?三、電勢(shì)【探究6】如何推斷電勢(shì)的凹凸呢?隨堂訓(xùn)練1.一點(diǎn)電荷從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn),靜電力做功為零,則以下說(shuō)法中正確的是(

)A.A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)肯定相等

B.A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度肯定相等

C.該點(diǎn)電荷肯定始終沿等勢(shì)面運(yùn)動(dòng)

D.作用于該點(diǎn)電荷的靜電力方向與其移動(dòng)方向肯定是始終垂直的2.如圖所示,a、b、c為電場(chǎng)中同一條水平方向電場(chǎng)線(xiàn)上的三點(diǎn),c為ab中點(diǎn).a、b電勢(shì)分別為Ua=5V、Ub=3V.下列敘述正確的是(

)A.該電場(chǎng)在c點(diǎn)處的電勢(shì)肯定為4V

B.a點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)Ea肯定大于b點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)Eb

C.一正電荷在c點(diǎn)的電勢(shì)能肯定大于在b點(diǎn)電勢(shì)能

D.一正電荷運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)受到的電場(chǎng)力由c指向a3.關(guān)于電勢(shì)和電勢(shì)能的說(shuō)法正確的是(

)A.電荷放在電勢(shì)越高的位置電勢(shì)能越大

B.在電場(chǎng)中電勢(shì)越高的位置,電荷的電量越大所具有的電勢(shì)能就越大

C.在正點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的隨意一點(diǎn)處,正電荷具有的電勢(shì)能肯定小于負(fù)電荷具有的電勢(shì)能

D.在負(fù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的隨意一點(diǎn)處,正電荷具有的電勢(shì)能肯定小于負(fù)電荷具有的電勢(shì)能4.關(guān)于電勢(shì)的凹凸,下列說(shuō)法正確的是(

)A.沿著電場(chǎng)線(xiàn)的方向電勢(shì)不肯定降低

B.電勢(shì)降低的方向肯定是電場(chǎng)線(xiàn)的方向

C.正電荷只在電場(chǎng)力的作用下,肯定向電勢(shì)低的地方移動(dòng)

D.負(fù)電荷只在電場(chǎng)力的作用下由靜止釋放,肯定向電勢(shì)高的地方移動(dòng)5.某電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn)分布如圖所示，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．c點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)B．a(chǎn)點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)C．若將一摸索電荷+q由a點(diǎn)釋放，它將沿電場(chǎng)線(xiàn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)D．若在d點(diǎn)再固定一點(diǎn)電荷﹣Q，將一摸索電荷+q由a移至b的過(guò)程中，電勢(shì)能減小

答案以及解析1.答案：A解析：分析:依據(jù)電場(chǎng)力做功公式WAB=qUAB,靜電力做功為零,UAB=0,A、B兩點(diǎn)電勢(shì)相等,電場(chǎng)強(qiáng)度不肯定相等.電場(chǎng)力做功只與電荷的初末位置有關(guān),與路徑無(wú)關(guān),可推斷電荷不肯定沿等勢(shì)面移動(dòng),靜電力就不肯定與移動(dòng)方向垂直.

解答:解:A、依據(jù)電場(chǎng)力做功公式WAB=qUAB,靜電力做功為零,UAB=0,A、B兩點(diǎn)電勢(shì)相等,故A正確.

B、電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)沒(méi)有干脆關(guān)系,電勢(shì)相等,場(chǎng)強(qiáng)不肯定相等.故B錯(cuò)誤.

C、D電場(chǎng)力做功只與電荷的初末位置有關(guān),與路徑無(wú)關(guān),電場(chǎng)力做功為零,電荷不肯定沿等勢(shì)面移動(dòng),靜電力不肯定與移動(dòng)方向垂直.故C、D錯(cuò)誤.

故選A.

點(diǎn)評(píng):電場(chǎng)力與重力相像,做功只與初末位置有關(guān),與路徑無(wú)關(guān).2.答案：C解析：A、當(dāng)該電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí),由于沿電場(chǎng)方向相同距離電勢(shì)差相等,則場(chǎng)在c點(diǎn)處的電勢(shì)肯定為4V.當(dāng)該電場(chǎng)不是勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí),在c點(diǎn)處的電勢(shì)不肯定為4V.故A錯(cuò)誤.B、一條電場(chǎng)線(xiàn)無(wú)法比較電場(chǎng)線(xiàn)的疏密,就無(wú)法比較場(chǎng)強(qiáng)的大小,則a點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)Ea不肯定大于b點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)Eb.故B錯(cuò)誤.C、由題,a點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì),依據(jù)正電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能大可知,正電荷從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)電勢(shì)能肯定削減.故C正確.D、由題可推斷電場(chǎng)線(xiàn)方向從a指向b,正電荷運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)受到的電場(chǎng)力由a指向b.故D錯(cuò)誤.故選C3.答案：D解析：A、正電荷放在電勢(shì)越高的位置電勢(shì)能越大,而負(fù)電荷放在電勢(shì)越高的位置電勢(shì)能越小.故A錯(cuò)誤.

B、在電場(chǎng)中電勢(shì)越高的位置,電荷的電量越大所具有的電勢(shì)能不肯定越大,與電荷的電性、電勢(shì)的正負(fù)有關(guān).故B錯(cuò)誤.

C、無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,在正點(diǎn)電荷電場(chǎng)中隨意一點(diǎn)的電勢(shì)為正值,則正電荷具有的電勢(shì)能肯定大于負(fù)電荷具有的電勢(shì)能.故C錯(cuò)誤.

D、無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,在負(fù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)中隨意一點(diǎn)的電勢(shì)為負(fù)值,則正電荷具有的電勢(shì)能肯定小于負(fù)電荷具有的電勢(shì)能.故D正確.

故選D4.答案：D解析：沿著電場(chǎng)線(xiàn)方向電勢(shì)漸漸降低.故A錯(cuò)誤.沿著電場(chǎng)線(xiàn)方向電勢(shì)降低,但是電勢(shì)降低的方向不肯定是電場(chǎng)線(xiàn)的方向,電勢(shì)降低最快的方向是電場(chǎng)線(xiàn)的方向,故B錯(cuò)誤.正電荷受力方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度的方向,正電荷的速度方向不確定,正電荷不肯定向電勢(shì)低的地方移動(dòng),所以C錯(cuò)誤;負(fù)電荷受力方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度的反方向,負(fù)電荷由靜止釋放,肯定向電勢(shì)高的地方移動(dòng),所以D正確.5.答案：AC解析：電場(chǎng)線(xiàn)密的地方場(chǎng)強(qiáng)大,所以b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于c點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)，A錯(cuò)誤;沿若電場(chǎng)線(xiàn)方向電勢(shì)降低，則a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)確；由圖可知,該電場(chǎng)不是勻強(qiáng)電場(chǎng)，a、b所在電場(chǎng)線(xiàn)是曲線(xiàn)，說(shuō)明電場(chǎng)的方向是不斷改變的，所以若將一摸索電荷+q由a點(diǎn)靜止釋放.它不行能沿電場(chǎng)線(xiàn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn),C錯(cuò)誤;若不加點(diǎn)電荷-Q，將一摸索電荷