電勢能和電勢高二上學期物理人教版（2019）必修第三冊

10.1電勢能和電勢知道靜電場中的電荷具有電勢能。了解電勢能的含義。1.理解靜電力做功的特點、電勢能和電勢的概念。（物理觀念）2.明確電勢能、電勢、靜電力做功間的關(guān)系。（科學思維）3.了解電勢與電場線的關(guān)系，了解等勢面的意義及等勢面與電場線的關(guān)系。（物理觀念）新課引入

古代，人們用弩來加速箭，箭的速度能達到102m/s數(shù)量級；后來，人們又在槍膛中用火藥加速子彈，子彈的速度能達到103m/s數(shù)量級。勻強電場EθMAB+F+如果不是沿直線運動呢路徑一：沿著AB移動電荷，電量為q，靜電力做功+路徑二：沿著AMB移動電荷，靜電力做功靜電力垂直速度，不做功結(jié)論：以上兩種不同路徑中靜電力對q所做的功一樣一、靜電力做功的特點勻強電場EθMAB+如何處理曲線問題？微元法：將曲線AB分成無數(shù)小段，設(shè)想q都從起點沿著電場線方向、再垂直電場線方向到達終點結(jié)論：在勻強電場中移動電荷時，靜電力所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)同樣適用于非勻強電場W1=qE·x1W2=qE·x2W3=qE·x3…………x1+x2+x3+…=?W=W1+W2+W3+…=qE.|AM|一、靜電力做功的特點靜電力做功與電荷運動路徑無關(guān),由電荷在電場初末位置來決定.一、靜電力做功的特點BMAFq+甲乙丙Eθ同樣適用于非勻強電場類比回憶：與靜電力做功有相同特點的力還有哪個？過程建構(gòu)1.靜電力做功的特點.靜電力對電荷所做的功,與電荷在電場中的初、末位置有關(guān),與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān).這個結(jié)論既適用于勻強電場,也適用于非勻強電場.(1)在勻強電場中,靜電力做功為W=qEd,其中d為電荷沿電場線運動的位移.(2)靜電力做功與重力做功相似,只要電荷在電場中的初、末位置確定了,移送電荷做的功就是確定值.2.靜電力做功正負的判斷.(1)電荷做直線運動:根據(jù)靜電力和位移方向的夾角判斷.若靜電力和位移方向的夾角為銳角,靜電力做正功;夾角為鈍角,靜電力做負功;靜電力和位移方向垂直時,靜電力不做功.(2)電荷做曲線運動:根據(jù)靜電力和瞬時速度方向的夾角判斷.靜電力和瞬時速度方向的夾角為銳角時,靜電力做正功;夾角為鈍角時,靜電力做負功;夾角為90°時,靜電力不做功.(3)若物體只受靜電力作用,可根據(jù)動能的變化情況判斷.若物體的動能增加,則靜電力做正功;若物體的動能減少,則靜電力做負功.情況一：沿直線由A點移動到B點

將正的檢驗電荷q分別沿不同的路徑從A移至B，求電場力所做的功的表達式。情況二：沿折線由A點移動到B點WAB=Fcosθ·|AB|=qE·|AM|W1=qE·|AM|W2=0全過程做功WAB=W1+W2=qE·|AM|（A→M）（M→B）情況三：沿曲線由A點移動到B點

將正的檢驗電荷q分別沿不同的路徑從A移至B，求電場力所做的功的表達式。WAB=qE·|AM|由以上三次推導(dǎo)推導(dǎo)我們發(fā)現(xiàn)了什么?電場力做功只與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)，與電荷的運動路徑無關(guān)！(可以證明，對于非勻強電場也適用)2.電場力做功和電勢能的關(guān)系（1）當WAB>0，則EpA>EpB,表明電場力做正功，電勢能減小；（2）當WAB<0，則EpA<EpB,表明電場力做負功，電勢能增加。WAB=EpA-EpBEAB+qFO1.定義：電荷在電場中具有的勢能叫電勢能，用符號EP表示。二、電勢能3.電勢能是相對的，具體數(shù)值與零勢能面的選取有關(guān)；4.電勢能為電荷和對它作用的電場組成的系統(tǒng)共有。5.電勢能是標量。

通常把電荷在離場源電荷無限遠處的電勢能規(guī)定為0，或把電荷在大地表面的電勢能規(guī)定為0。

qQ我們說某個電荷的電勢能，只是一種簡略的說法。1.電荷在某點的電勢能，等于把它從該點移動到零勢能面時靜電力所做的功。EAB若以A點作為零勢能面，則有

EPA-EPB=WAB因EPA=0，則EPB=-WAB如圖，若A→B電場力所做功為WAB若以B點作為零勢能面，則EPA-0=WAB即EPA=WAB

2.選擇不同的零勢能面，對于同一個帶電體在同一點來說電勢能大小是不相同的。6.電勢能的大小：總結(jié)：【情景1】如圖，勻強電場場強大小100N/C，OA、AB距離L均為1m，完成下列練習，并思考以下問題：

（1）分別求出將+1C、+2C、+3C點電荷從A點移到O點電場力做功；（2）若規(guī)定O點為零勢能面，分別求出三個點電荷在A點的電勢能；（3）算出每個點電荷在A點的電勢能與其電荷量的比值，并歸納有什么規(guī)律？

三、電勢電勢：描述電場的能的性質(zhì)的物理量。問題：我們該衡量電場的能的性質(zhì)、怎樣去定義“電勢”呢？該比值是一個與q無關(guān)，僅與電場及A點的位置有關(guān)的量。1．定義：電荷在電場中某一點的電勢能與它的_______的比值2．公式：φ＝______。3．單位：國際單位制中，電勢的單位是________，符號是V。1V＝1J/C。三、電勢電荷量伏特

小結(jié)：計算電勢首先要規(guī)定零電勢處，電勢有正負，正、負分別表示該處的電勢比零電勢處電勢高或低，而不是方向，因此電勢是標量。

4．特點①相對性：電場中各點電勢的高低，與所選取的零電勢點的位置有關(guān)，常取離場源電荷________或大地的電勢為0。②標矢性：電勢是標量，只有大小，沒有方向，但有________。三、電勢無限遠處正負

【情景2】如圖，勻強電場場強大小100N/C，OA、AB距離L均為1m，完成下列練習，并小組討論以下問題：（1）求出將+1C點電荷從B點移到O點電場力做功；（2）若規(guī)定O點為零勢能面，求出點電荷在B點的電勢能；（3）出B點的電勢，并與A點的電勢對比，分析沿電場線方向電勢如何變化？

三、電勢5．變化情況沿著電場線方向電勢逐漸降低電勢降低最快的方向為電場線方向三、電勢課堂練習（多選）下列各量中，與檢驗電荷無關(guān)的物理量是()A.靜電力B.電場強度C.電勢能D.靜電力做的功E.電勢BE課堂練習下列關(guān)于電勢和電勢能的說法，正確的是()A.對于一個確定的點電荷，在電勢越高的位置，其電勢能一定越大B.在電勢一定的位置，放入某點電荷的電荷量越大，該點電荷的電勢能一定越大C.正電荷在電場中某點的電勢能一定大于負電荷在該點的電勢能D.在電場中移動一電荷，若靜電力對其做負功，其電勢能一定增大D課堂練習直角三角形ACB中∠A=60°，電量為q