电势能和电势
【教学目标】
1．知识与技能
（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。
（3）明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。
（4）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。
2．过程与方法
（1）通过与前面知识的结合，理解电势能与静电力做的功的关系，从而更好的了解电势能和电势的概念。
（2）培养对知识的类比能力，以及对问题的分析、推理能力。
（3）通过学生的理论探究，培养学生分析问题、解决问题的能力。培养学生利用物理语言分析、思考、描述概念和规律的能力。
3．情感、态度与价值观 （1）尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产、生活相关的实际问题，增强科学探究的价值观。利用知识类比和迁移激发学生学习兴趣，培养学生灵活运用知识和对科学的求知欲。
（2）利用等势面图像的对称美，形态美以获得美的享受、美的愉悦，自己画图，在学习知识的同时提高对美的感受力和鉴别力。
（3）在研究问题时，要培养突出主要矛盾，忽略次要因素的思维方法。
【教学重点和难点】
1．重点
理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。
2．难点
掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。
【教学方法】
类比探究、分析归纳、讨论分析、应用举例、多媒体课件
【教学过程】
复习前面相关知识。
1．静电力，电场强度概念，指出前面我们从力的性质研究电场，从本节起将从能量的角度研究电场。
2．复习功和能量的关系：如图所示从静电场中静电力做功使试探电荷获得动能入手，提出问题：是什么转化为试探电荷的动能？
一、静电力做功的特点
结合课本图1。4-1（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=qELAM =qELABcos
描述电场的物理量
1.电场强度——E——矢量—与验电荷无关！
（1）E=F/q——任何电场 (N/C)
（2）公式： E=kQ/r2 ——点电荷场
（3）E=U/d——匀强电场（V/m）
（4）与电场线的关系：电场线密的场强大，电场线某点的切线方向为该点场强方向。
2.电势能——W: J——标量——与验电荷有关、电场中的位置有关；
（1）电场力作正功，电势能减小，做了多少功，电势能减少多少；
克服电场力做功，电势能增加，做了多少功，电势能增加多少！
（2）PBPAPABEEEW
（3） Ep=qφ
3电势（ ψ ）——V——标量：电场本身的性质——与验电荷无关！
（1）qEPAA
（2）UAB=φA-φB
（3）与电场线的关系：沿电场线方向电势逐渐降低，且降得最快
4.电势差（ UAB ）——V——标量电场本身的性质：与验电荷无关!
（1）定义式：UAB=WAB/q
（2）UAB=φA-φB
（3）UAB=- UBA
5.求电场力做功的方法
（1）W=+(-)Eqd（只是用于匀强电场）(d——初末位置所在的等势面的距离）
（2）PBPAPABEEEW
（3）Wab = q Uab
（4）动能定理
电势能、电势、电势差、电场强度关系测试题
一、选择题
1．从电势差定义式qWU可以看出 （ ）
A．电场中两点间的电势差与电场力做的功W成正比，与移送的电量q成反比
B．电场力在电场中两点间移动的电荷越多，电场力做的功越大
C．将1 库的负电荷从一点移到另一点电场做了1焦的功，这两点间的电势差的大小是1伏
D．两点间的电势差，等于把正点电荷从一点移到另一点电场力做的功
2．如图1所示，a、b为某电场线上的两点，那么以下的结论正确的是 （ ）
A．把正电荷从a移到b，电场力做正功，电荷的电势能减少 B．把正电荷从a移到b，电场力做负功，电荷的电势能增加
C．把负电荷从a移到b，电场力做正功，电荷的电势能增加
1.4电势能 电势
（一）引入新课
一种方法：复习静电力、电场强度概念，指出前面我们从力的性质研究电场，从本节起将从能量的角度研究电场。
另一种方法：复习功和能量的关系。从静电力做功使试探电荷获得动能入手，提出问题：是什么能转化为试探电荷的动能？引入新课。
（二）进行新课
1．静电力做功的特点
结合课本图1。4-1（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=qELAM =qELABcos
结论：在任何电场中，静电力移动电荷所做的功，只与始末两点的位置有关，而与电荷的运动路径无关。
引入：与重力做功类似，重力做功也与路径无关，只与始末位置有关。同时重力做正功重力势能减小，做负功重力势能增加。那么电场力做功与电势能又有怎样的关系。
2．电势能
（1）电势能：由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做电势能。
（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变化量（类比重力做的功等于重力势能的变化量）。写成式子为：PBPAEEWAB
（3）注意：
①电场力做正功，电荷的电势能减小；电场力做负功，电荷的电势能增加
②电场力力做多少功，电势能就变化多少，在只受电场力作用下，电势能与动能相互转化，而它们的总量保持不变。
（4）求电荷在电场中A、B两点具有的电势能高低
将电荷由A点移到B点根据电场力做功情况判断，电场力做正功，电势能减小，电荷在A点电势能大于在B点的电势能，反之电场力做负功，电势能增加，电荷在B点的电势能小于在B点的电势能。
引入：根据电场力做功只能判断两点电势能的高低，而不能确定某点的电势能，如何求电荷在电场中某点具有的电势能？若要确定电荷在电场中某位置的电势能，应先规定电场中电势能的零位置
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1 高二物理同步训练试题解析
一、选择题
1.两带电小球，电荷量分别为＋q和－q，固定在一长度为l的绝缘细杆的两端，置于电场强度为E的匀强电场中．杆与场强方向平行，其位置如图1－4－10所示．若此杆绕过O点垂直于杆的轴线转过180°，则在此转动过程中电场力做的功为( )
图1－4－10
A．0 B．qEl
C．2qEl D．πqEl
解析：选C.电场力对两小球均做正功，大小与路径无关，对每个小球做功为qEl，共为2qEl.故C正确．
2.如图1－4－11所示，在O点的点电荷＋Q形成的电场中，试探电荷＋q由A点移到B点电场力做功为W1，以OA为半径画弧交OB于C，再把试探电荷由A点移到C点电场力做功为W2，则C点移到B点电场力做功为W3，则三者关系为( )
图1－4－11
A．W1＝W2＝W3<0 B．W1>W2＝W3>0
C．W1＝W3>W2＝0 D．W3>W1＝W2＝0
解析：选C.因A、C两点处于同一等势面上，所以W1＝W3>0，W2＝0.所以C正确．
3．下列关于电势高低的判断，正确的是( )
A．负电荷从P点移到M点，电势能增加，P点电势一定较低
B．负电荷从P点移到M点，电势能增加，M点电势一定较低
C．正电荷从P点移到M点，电势能增加，P点电势一定较低
D．正电荷从P点移到M点，电势能增加，M点电势一定较低
解析：选BC.负电荷从P点移到M点，电势能增加，电场力做负功，电场力方向由M点到P点，电场线方向由P到M，故M点电势较低，所以A错B对．同理可得C对D错．
4．如图1－4－12所示，在y轴上关于O点对称的A、B两点有等量同种点电荷＋Q，在x轴上C点有点电荷－Q且CO＝OD，∠ADO＝60°.下列判断正确的是( ) 学而思网校
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图1－4－12
A．O点电场强度为零
B．D点电场强度为零
C．若将点电荷＋q从O移向C，电势能增大
