10.1 电势能和电势
【学习目标】
1、理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系。
2、理解电势的概念，知道电势是描述电场的能的性质的物理量。明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。了解电势与电场线的关系，了解等势面的意义及与电场线的关系。
【学习重、难点】
1、理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。
2、掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。
课堂导学案
导入：回顾重力做功与重力势能的关系
探究一静电力做功的特点
结合右图分析试探电荷q在场强为E的均强电场中沿不同路径从A运动到B电场力做功的情况。
（1）q沿直线从A到B
（2）q沿折线从A到M、再从M到B
（3）q沿任意曲线线A到B
结果都一样即：W= =
【结论】：在任何电场中，静电力移动电荷所做的功，只与有关，而与电荷的无关。
探究二电势能
1、与重力势能类比，得出电势能的定义。
2、静电力做功与电势能变化的关系。
3、电势能零点的规定：
电荷在电场中某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零电势能位置时电场力所有做的功。如上式若取B为电势能零点，则A点的电势能为：[例1] 带同种电荷的A、B球，质量分别为m和2m，开始均静止在光滑的绝缘水平面上。现将两个小球由静止同时释放，时刻t，A球的速率为v；从释放到时刻t，A、B两球的电势能改变量为
探究三电势---表征电场性质的重要物理量度
（1）定义：
（2）公式：
（3）单位：
（4）电势与电场线的关系
（5）零电势位置的规定
[例2] 一个带正电的质点，电量q=2.0×l0-9c，在静电场中由a点移到b点，在这个过程中，除电场力外，其他力做功6.0×10-5J，质点的动能增加了8.0×l0-5J，则a，b两点的电势差φa －φb为（）
A. 3×l04V
B. 1×104V
C. 4×l04V
D. 7×104V
当堂检测：
1、下列说法正确的是（）
A.在电场中顺着电场线移动电荷，电场力做功，电荷电势能减少
B.在电场中逆着电场线移动电荷，电场力做功，电荷电势能减少
C.在电场中顺着电场线移动正电荷，电场力做正功，电荷电势能减少
D.在电场中逆着电场线移动负电荷，电场力做负功，电荷电势能增加
2如图所示，A、B、C为电场中同一电场线上的三点，设电荷在电场中只受电场力作用，则下列说法正确的是（）
A若在C点无初速释放正电荷，电荷向B运动，电势能减小
B若在C点无初速释放正电荷，电荷向B运动，电势能增大
C若在C点无初速释放负电荷，电荷向A运动，电势能增大
D若在C点无初速释放负电荷，电荷向A运动，电势能减小
A B C
3、如图所示，点电荷的静电场中电场线用实线表示，但其，方向未标明，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹。a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受到电场力作用，根据此图可作出正确判断的是（）
A. 带电粒子所带电荷的性质
B. 带电粒子在a、b两点的受力方向
C. 带电粒子在a、b两点的速度何处较大
D. 带电粒子在a、b两点的电势能何处较大
课后拓展案
1、如图所示，虚线a、b、c表示电场中的三个等势面与纸平面的交线，且相邻等势面之间的电势差相等。实线为一带正电粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，M、N是这条轨迹上的两点，则下面说法中正确的是（）
A. 三个等势面中，a的电势最高
B. 对于M、N两点，带电粒子通过N点时电势能较大
C. 对于M、N两点，带电粒子通过M点时动能较大
D. 带电粒子由M运动到N时，加速度增大
2、如图所示，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，关于它所具有的电势能的正确说法是( )
A．放上+q时，它们的电势能E A＞E B＞E C
B．放上+q时，它们的电势能E A＜E B＜E C
C．放上－q时，它们的电势能E A＞E B＞E C
D．放上－q时，它们的电势能E A＜E B＜E C
3、一个点电荷，从静电场的a点移到b点，其电势变化为零，则（）
A.a、b两点场强一定相等
B.该点电荷一定沿等势面移动
C.作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是垂直的
D.a、b两点的电势一定相等
4、如图四所示，为电场中一条电场线，一个点电荷由静止开始，在电场力作用下，从A点移到B点，下面论述正确的是（）
A.A处场强大于B处场强；
B.点电荷在A处电势能大于在B处电势能；
C.点电荷带负电；
D.由A到B点电荷受到电场力越来越小
5、在电场中，A点的电势高于B点的电势，则（）A．把负电荷从A点移到B点，电场力作负功B．把负电荷从A点移到B点，电场力作正功C．把正电荷从A点移到B点，电场力作负功D．把正电荷从A点移到B点，电场力作正功
