1、1.4 电势能和电势编辑人：邢政建 校对：何庆平 张晓蒙 时间【学习目标】1.学生 通过讨论静电力对试探电荷做功，知道静电力做功与路径无关的特点。2. 学生把静电力做功与重力做功相类比，理解静电力做功与电势能变化的关系。认识电势能的相对性。3. 学生知道电势的定义方法及其定义公式、单位。4. 学生知道等势面的定义，知道电场线一定垂直于等势面。【学习重点】电势能概念及相对性，电势概念【学习难点】电势能 电势【知识衔接】自主学习（阅读P15-19 ， 完成以下问题）1静电力做功的特点:（研究直线、折线、曲线情况）2什么是电势能？静电力做功与电势能变化的关系如何？电势能是否具有相对性？3电势的定义、
2、定义式、单位、标失性、相对性4等势面的特点有哪些？5. 熟悉几种常见电场的电场线及等势面【合作探究】BACE1. 如图所示，在匀强电场中有A、B两点，将一电量为q的正电荷从A点移到B点，第一次沿直线AB移动该电荷，电场力做功为W1；第二次沿路径ACB移动该电荷，电场力做功W2；第三次沿曲线AB移动该电荷，电场力做功为W3，则( )AW1W2W3 BW1W3W2CW1= W2 = W3 DW1= W2W32.将一带电量为 -q的检验电荷从无限远处移到电场中的A点，该过程中电场力做功为W，则检验电荷在A点的电势能及电场中A点的电势分别为 ( ) AEP = -W，A = BEP = W，A = -
3、 CEP = W，A = DEP = -W，A = -3.有一电量为q=C的点电荷，从电场中的A点移动到B点时，克服静电力做功J从B点移动到C点时静电力做功J。问：（1）以B为零势能点，电荷在A点的电势能EPA是多少？（2）以C为零势能点，电荷在A点的电势能EPA又是多少？【练习反馈】1在电场中，把电荷量为4109 C的正点电荷从A点移到B点，克服静电力做功6108 J，则以下说法中正确的是( )A电荷在B点具有的电势能是6108 J B.B点的电势是15 VC. 电荷的电势能增加了6108 J D电荷的电势能减少了6108 J2电场中有A、B两点，A点的电势A30 V，B点的电势B10 V，
4、一个电子仅在该电场作用下由A点运动到B点的过程中，下面几种说法正确的是( )A电场力对电子做功20 eV，电子的电势能减少了20 eVB电子克服电场力做功20 eV，电子的动能增加了20 eVC电场力对电子做功20 eV，电子的电势能和动能之和增加了20 eVD电子克服电场力做功20 eV，电子的电势能增加了20 eV，动能和电势能之和不变3关于等势面，下列说法正确的是()A等势面与电场线处处垂直B同一等势面上的各点场强大小必定相等C电荷所受电场力的方向必和该点等势面垂直，并指向电势升高的方向D电荷从电场中一点移到另一点，电场力不做功，电荷必在同一等势面上移动4.在电场中，已知A点的电势高于B
5、点的电势，那么 ( )A把负电荷从A点移到B点，电场力做负功 B把负电荷从A点移到B点，电场力做正功C把正电荷从B点移到A点，电场力做负功 D把正电荷从B点移到A点，电场力做正功【例题1】将带电量为610-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了310-5J的功，再从B移到C，电场力做了1.210-5J的功，则（1）电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能共改变了多少？（2）如果规定A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少？（3）如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？归纳总结【变式训练1】如图6所示，电子在一条电场线上从a点运动到b点，电
6、势能增加，试判断a、b两点电势高低【变式训练2】在静电场中，把一个电荷量q2.0105 C的负电荷由M点移到N点，电场力做功6.0104 J，由N点移到P点，电场力做负功1.0103 J，则M、N、P三点电势的高低关系是_【例题2】如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正点电荷Q为圆心的某一圆周交于B、C两点，质量为m、带电荷量为q的有孔小球从杆上的A点无初速度下滑，已知qQ，ABh，小球滑到B点时速度大小为，则小球从A运动到B的过程中，电场力做多少功？若取A点电势为零，C点电势是多大？【变式训练3】如图K146所示，在场强E104 N/C的水平匀强电场中，有一根长l15 cm的细线，一端固定
7、在O点，另一端系一个质量m3 g、电荷量q2106 C的带正电小球，当细线处于水平位置时，小球从静止开始释放，取g10 m/s2.求：(1)小球到达最低点B的过程中重力势能、电势能分别变化了多少？(2)若取A点电势为零，则小球在B点的电势能、电势分别为多大？(3)小球到B点时速度为多大？绳子张力为多大？图2【例题3】下列说法正确的是()A在同一等势面上各点的电场强度必定相等B两等势面一定相互平行C若相邻两等势面间的电势差相等，则等势面密的地方电场强度大D沿电场强度的方向，等势面的电势逐渐降低【变式训练4】某静电场的电场线分布如图7所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ，电势分别为
8、UP和UQ，则()AEPEQ，UPUQBEPEQ，UPUQCEPEQ，UPUQDEPEQ，UPUQ【达标检测】1如图K142所示，在点电荷电场中的一条电场线上依次有A、B、C三点，分别把q和q的试验电荷依次放在三点上，关于它们所具有的电势能的正确说法是( )A放上q时，它们的电势能EpAEpBEpCB放上q时，它们的电势能EpAEpBEpCC放上q时，它们的电势能EpAEpBEpCD放上q时，它们的电势能EpAEpBEpC2关于等势面的说法，正确的是（ ）A同一等势面、不同等势面上各点的电势都相等 B各等势面永不相交C等势面总是和电场线垂直 D等势面都是封闭的曲面3在以点电荷为球心、r为半径的
9、球面上各点相同的物理量是( )A电场强度 B同一电荷所受电场力 C电势 D同一电荷具有的电势能4.关于电场中的电场强度和电势，下列说法正确的是（ ）A.电场强度大的地方，电势一定高B.等势面上各点的电场强度大小一定相等C.等势面不一定跟电场线垂直D.沿着电场线的方向，电势越来越低5.下列说法中正确的是( )A无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，电场力做的正功越多，电荷在该点的电势能越大B无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，电场力做的正功越少，电荷在该点的电势能越大 C无论是正电荷还是负电荷，从无穷远处移到电场中某点时，克服电场力做功越多，电荷在该点的电势能越大
10、D无论是正电荷还是负电荷，从无穷远处移到电场中某点时，电场力做功越多，电荷在该点的电势能越大6.关于电势的高低，下列说法正确的是 ( ) A沿电场线方向电势逐渐降低 B电势降低的方向一定是电场线的方向C正电荷在只受电场力作用下，一定向电势低的地方运动D负电荷在只受电场力的作用下，由静止释放，一定向电势高的地方运动7某同学在研究电子在电场中的运动时，得到了电子由a点运动到b点的轨迹(图中实线所示)，图中未标明方向的一组虚线是电场线，则下列说法正确的是( )A电子在a点动能较小B电子在b点动能较小Ca点的场强大于b点的场强Da点电势低于b点电势8. .一带电粒子沿着右图中曲线JK穿过一匀强电场，a
11、、b、c、d为该电场的电势面，其中abcd，若不计粒子受的重力，可以确定( )A该粒子带正电B该粒子带负电C从J到K粒子的电势能增加D粒子从J到K运动过程中的动能与电势能之和不变9某电场的电场线分布如图所示，以下说法正确的是( )Ac点场强大于b点场强Ba点电势高于b点电势C若将一试探电荷q由a点释放，它将沿电场线运动到b点D若在d点再固定一点电荷Q，将一试探电荷q由a移至b的过程中，电势能减少10.如图K141所示，在矩形ABCD的AD边和BC边中点M和N各放一个点电荷，它们带等量正、负电荷E、F分别是AB边和CD边的中点， P、Q两点在MN连线上，MPQN，则电场强度和电势都相同的两点是(
12、 )AE和F BP和QCA和B DC和D11.如图所示，Q1和Q2是两个固定的负点电荷，在它们的连线上有a、b、c三点，其中b点的合场强为零现将另一正点电荷q由a点沿连线移到c点在移动的过程中，点电荷q的电势能变化的情况是( )A不断减小 B不断增大 C先减小后增大 D先增大后减小12.如图所示，P、Q是两个电荷量相等的正点电荷，它们连线的中点是O，A、B是中垂线上的两点，OAOB，用、分别表示A、B两点的场强和电势，则( ) 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 13如右图所示，光滑绝缘细杆AB，水平放置于被固定的带负电荷的小球的正上方
13、，小球的电荷量为Q，可视为点电荷a、b是水平细杆上的两点，且在以带负电小球为圆心的同一竖直圆周上一个质量为m、电荷量为q的带正电的小圆环(可视为质点)套在细杆上，由a点静止释放，在小圆环由a点运动到b点的过程中，下列说法中正确的是( )A小圆环所受库仑力的大小先增大后减小B小圆环的加速度先增大后减小C小圆环的动能先增加后减少D小圆环与负电荷组成的系统电势能先增加后减少 14.如图所示，在粗糙、绝缘且足够大的水平面上固定着一个带负电荷的点电荷Q将一个质量为m，带电量为q的小金属块（金属块可以看成质点）放在水平面上并由静止释放，金属块将在水平面上沿远离Q的方向开始运动则在金属块运动的整个过程中（ ）A电场力对金属块做的功等于金属块增加的机械能B金属块的电势能先减小后增大C金属块的加速度一直减小D电场对金属块所做的功一定等于摩擦产生的热小结课后反思答案不印刷【预习自测】1、C； 2、A； 3、【预习检测】1 .C 2 .D 3 .A 4.AC【课后作业】1AD 2.BC 3.CD 4.D 5.AC 6AD 7.BC8.BD 9.BD 10.A 11.D 12.B 13.AC 14.D
