(新教材)2021版物理人教版必修第三册课件：10-1 电势能和电势

1 / 12 第十章 第1节《电势能和电势》教学设计

备课人 段丹丹 学科 高中物理

课题 人教版高中物理必修第三册10.1电势能和电势

教学内容分析

教材从力的角度介绍了电场的性质之后，本章开始从能的角度理解电场。对电场的理解进一步深入。本节按静电力做功-电势能-电势的线索进行编排，先论证静电力做功和路径无关，再类比重力做功，提出电势能的概念，提出电势能具有相对性。最后从能量角度建立电势概念，电势能和电势是电学中两个极其重要的概念，是后续学习的基础。但是内容过于抽象，为了更好帮助学生学习和理解。本节新授课安排两个课时。第一课时：电场力做功特点和电势能。第二课时：电势。

学情分析

学生已经学习了重力做功的特点以及重力势能，知道功的计算。会用比值法求电场强度，知道电场强度是描述电场性质的物理量。学生虽然有一定知识储备和逻辑推理能力，但是对于电势能和电势这个抽象的概念会觉得难以理解非常困惑，教学中要引导学生得到引入这两个概念的必要性，多用提问降低学生思维难度，提升其思维品质，掌握具体的解决问题的方法，并且用类比的方法辅助具体实例让学生理解深刻。

教学目标

1.通过计算在匀强电场中移动电荷静电力所做的功，认识静电力做功跟路径无关的特点。

2.通过类比重力势能引入电势能，体会能量观点是分析物理问题的重要方法。

3.理解电势能的变化与静电力做功的关系。

4.知道电势能的定义。知道常见的电势能零点的规定方法。

5.通过建立电势概念的过程理解电势是从能的角度描述电场的物理量，会并判断电场中两点电势的高低。

教学重难点

教学重点：

1.电势能概念的建立。

2.电势能的变化与静电力做功的关系。

3.电势概念的建立 2 / 12 教学难点：

1根据静电力做功的特点引入电势能的概念。

2.比值法定义电势，理解电势是电场本身的性质。

教学流程

课时1 知识回顾---规律探究（电场力做功特点）----电势能概念建立-----电势能概念理解-----与重力势能对比加深理解----自主小结

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电势能和电势同步练习

一、单选题

1. 下列说法中正确的是( )

A.

正电荷放于电势越低处，电势能越小

B.

负电荷放于电场线越密处，电势能越小

C.

正电荷由电势低处移到电势高处，电场力作正功

D.

负电荷沿电场线移动，电势能减小

2. 如图所示，AB为电场中的一条电场线，电场方向由A指向B，以下说法正确的是( )

A.

该电场一定是匀强电场

B.

负电荷放在B点所受电场力方向向右

C.

A点的电势一定低于B点电势

D.

负电荷放在B点的电势能比放在A点的电势能大

3. 某区域的电场线分布如图所示，A，B为同一条电场线上的两点，则下列说法

中正确的是( )

A.

电势𝜑

𝐴>𝜑

𝐵

B.

电场强度的大小𝐸

𝐴>𝐸

𝐵

C.

将正电荷从A点移到B点电场力做负功

D.

将负电荷放在A、B两点具有的电势能𝐸

𝑃𝐴>𝐸

𝑃𝐵

4. 有如图所示，在匀强电场中有O、A、B三点，𝑂𝐴=𝑂𝐵=5𝑐𝑚，其中O、A电势分别为0V、

5V，OA与OB的夹角为120°，A、B在同一条竖直线上。现有一不计重力、带电量为e

的粒子

2 / 17 以4eV的动能从A点沿AO方向飞入电场，经过B点时，动能与在A点时相同，且在同一条竖

直线上，则下列说法正确的是

A.

该带电粒子带正电

B.

粒子运动过程中，电场力一直做正功

C.

粒子能运动到O点，且在O点时电势能为零

D.

该电场强度大小为200𝑉/𝑚，方向水平向左

5. 如图所示，O点是正六边形abcdef的中心，空间有一匀强电场，恰好与正六边形平面平行(图中

未画出)。已知正六边形边长

𝐿=

√3

，a、c、e三点的电势分别为𝜑

𝑎=1 𝑉、𝜑

𝑐=4 𝑉、𝜑

𝑒=7 𝑉，

下列判断正确的是( )

A.

O点的电势为

2

√3 V

B.

电场强度的方向由a指向d

C.

一电子从f点运动到d点，电势能增加了

√3 eV

D.

电场强度的大小为2 𝑉/𝑚

1

1．电势能和电势

[核心素养·明目标]

核心素养

学习目标

物理观念 (1)理解电势能的含义。

(2)知道电势的定义方法及定义、公式、单位。

科学思维 (1)通过类比重力势能引入电势能，体会能量观点是分析物理问题的重要方法，并进一步认识物理学的和谐统一性。

(2)理解电势能的变化与静电力做功的关系，知道零势能点的规定方法。

(3)通过建立电势概念的过程，会判断电场中两点电势的高低。

科学探究 通过计算在匀强电场中移动电荷静电力做的功，认识静电力做功跟路径无关的特点。

科学态度与责任 进一步了解用比值定义电势的思想方法，培养良好的学习习惯。

知识点一 静电力做功的特点

1．特点：静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，与电荷经过的路径无关。

2．在匀强电场中静电力做功：WAB＝qE·LABcos θ，其中θ为静电力与位移间的夹角。

静电力做功特点是从匀强电场中推导出来的，但对非匀强电场也是适用的。

1：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)在静电场中沿电场线方向移动负电荷时，静电力做正功。 (×)

(2)在静电场中电荷运动了一段路程，电场力一定做功。 (×) 2 (3)若把一个正电荷由电场中的A点移动到B点，静电力做了正功，则把负电荷从A点移动到B点时，静电力一定做负功。 (√)

知识点二 电势能

1．概念：电荷在电场中具有的势能。用Ep表示。

2．静电力做功与电势能变化的关系

静电力做的功等于电势能的减少量，WAB＝EpA－EpB。

 静电力做正功，电势能减少；静电力做负功，电势能增加。

3．电势能的大小：电荷在某点的电势能，等于把它从这点移到零势能位置时静电力所做的功。

4．零势能点：电场中规定的电势能为零的位置，通常把电荷在离场源电荷无限远处或大地表面的电势能规定为零。

静电力做的功只能决定电势能的变化量，而不能决定电荷在电场中某点电势能的数值。只有先把电场中某点的电势能规定为0，才能确定电荷在电场中其他点的电势能。

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电势能和电势同步练习

一、单选题

1. 下列说法中正确的是( )

A. 正电荷放于电势越低处，电势能越小

B. 负电荷放于电场线越密处，电势能越小

C. 正电荷由电势低处移到电势高处，电场力作正功

D. 负电荷沿电场线移动，电势能减小

2. 如图所示，AB为电场中的一条电场线，电场方向由A指向B，以下说法正确的是( )

A. 该电场一定是匀强电场

B. 负电荷放在B点所受电场力方向向右

C. A点的电势一定低于B点电势

D. 负电荷放在B点的电势能比放在A点的电势能大

3. 某区域的电场线分布如图所示，A，B为同一条电场线上的两点，则下列说法中正确的是( )

A. 电势𝜑𝐴>𝜑𝐵

B. 电场强度的大小𝐸𝐴>𝐸𝐵

C. 将正电荷从A点移到B点电场力做负功

D. 将负电荷放在A、B两点具有的电势能𝐸𝑃𝐴>𝐸𝑃𝐵

4. 有如图所示，在匀强电场中有O、A、B三点，𝑂𝐴=𝑂𝐵=5𝑐𝑚，其中O、A电势分别为0V、5V，OA与OB的夹角为120°，A、B在同一条竖直线上。现有一不计重力、带电量为e的粒子2 / 17 以4eV的动能从A点沿AO方向飞入电场，经过B点时，动能与在A点时相同，且在同一条竖直线上，则下列说法正确的是

A. 该带电粒子带正电

B. 粒子运动过程中，电场力一直做正功

C. 粒子能运动到O点，且在O点时电势能为零

D. 该电场强度大小为200𝑉/𝑚，方向水平向左

5. 如图所示，O点是正六边形abcdef的中心，空间有一匀强电场，恰好与正六边形平面平行(图中未画出)。已知正六边形边长𝐿=√3，a、c、e三点的电势分别为𝜑𝑎=1 𝑉、𝜑𝑐=4 𝑉、𝜑𝑒=7 𝑉，下列判断正确的是( )

A. O点的电势为2√3 V

B. 电场强度的方向由a指向d

C. 一电子从f点运动到d点，电势能增加了√3 eV