3电势能和电势

电势能和电势一、静电力做功的特点：在电场中移动电荷时，静电力对电荷所做的功与电荷的和 有关，但与电荷经过的 无关。

这一结论对于 成立。

二、电势能1．电荷在电场中具有的 叫做电势能。

2．电荷在电场中两点间运动时静电力做功与电荷在初末位置所具有的电势能之间的关系：W AB = 。

3．要求电场中某点的电势能应选择 位置。

4．电荷在某点具有的电势能，等于静电力把它从该点移到 所的做的功 三、电势1．电势的定义： 2．电势的表达式： 。

3．电场线指向电势 的方向。

（沿电场线方向电势 。

4．电势是标量，若论电势需有参考点，经常选 为零电势位置 四、等势面1． 叫等势面。

2．两个等势面不相交3．电场线与等势面的关系： 。

〖知识精讲〗知识点1静电力做功的特点 [例1]如图所示，B 、C 、D 三点都在以点电荷+Q 为圆心，半径为r 的圆弧上．将一检验电荷从A 点分别移到B 、C 、D 各点时，电场力做的功是 ( ) A ．W AB >W AC B ．W AD >W AB C ．W AC >W AD D ．W AB =W AC[变式训练]如图所示，三个等势面上有a 、b 、c 、d 四点, 若将一正电荷由c 经a 移到d, 电场力做正功W 1, 若由c 经b 移到d ，电场力做正功W 2,则 ( ) A ．W 1>W 2，U l >U 2 B ．W 1<W 2, U l <U 2 C ．W l =W 2, U l <U 2 D ．W l =W 2, U l >U 2知识点2静电力做功与电势能变化之间的关系.[例2]下列关于点电荷在电场中移动时，电势能变化的说法正确的是 ( ) A ．正电荷沿电场线方向移动，其电势能增加 B ．正电荷逆着电场线方向移动，其电势能增加 C ．负电荷沿电场线方向移动，其电势能减少 D ．负电荷逆着电场线方向移动，其电势能减少[变式训练]电子在静电场中由电势高处运动到电势低处的过程中，下列说法正确的是 ( ) A．电子动能一定越来越小B．电子的电势能一定越来越大C．电子速度一定越来越大D．电子的电势能可能越来越小知识点3电势能、电势、等势面[例3]关于电势、电势能、等势面的概念，下列说法正确的是 ( )A．电场中某点的电势等于单位正电荷所具有的电势能B．电场中某点的电势等于零，则任一电荷在该点具有的电势能均为零。

高中物理选修3-1电势能和电势知识点总结人教版选修3-1第一章静电场第4节《电势能和电势》一直是高二学生学习难点，我们要掌握好这一节的知识点。

下面是本人给大家带来的高中物理电势能和电势知识点，希望对你有帮助。

高中物理电势能和电势知识点一、电势差：电势差等于电场中两点电势的差值。

电场中某点的电势，就是该点相对于零势点的电势差。

(1)计算式(2)单位：伏特(V)(3)电势差是标量。

其正负表示大小。

二、电场力的功电场力做功的特点：电场力做功与重力做功一样，只与始末位置有关，与路径无关。

1. 电势能：电荷处于电场中时所具有的,由其在电场中的位置决定的能量称为电势能.注意：系统性、相对性2. 电势能的变化与电场力做功的关系(1)电荷在电场中具有电势能。

(2)电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小。

(3)电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大。

(4)电场力做多少功，电荷电势能就变化多少。

(5)电势能是相对的，与零电势能面有关(通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上电势能规定为零。

)(6)电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性。

(7)电势能是标量。

3. 电势能大小的确定电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电场力所做的功。

三、电势电势：置于电场中某点的试探电荷具有的电势能与其电量的比叫做该点的电势。

是描述电场的能的性质的物理量。

其大小与试探电荷的正负及电量q均无关，只与电场中该点在电场中的位置有关，故其可衡量电场的性质。

单位：伏特(V)标量1. 电势的相对性：某点电势的大小是相对于零点电势而言的。

零电势的选择是任意的，一般选地面和无穷远为零势能面。

2. 电势的固有性：电场中某点的电势的大小是由电场本身的性质决定的，与放不放电荷及放什么电荷无关。

3. 电势是标量,只有大小,没有方向.(负电势表示该处的电势比零电势处电势低.)4. 计算时EP,q, 都带正负号。

高中物理必修三电势能和电势电势能和电势是高中物理必修三中的重要概念。

电势能是指一个电荷由于所在位置与其他电荷的相互作用而具有的能量，而电势则是指单位正电荷在某一电场中所具有的势能。

本文将对这两个概念进行详细介绍。

一、电势能电势能是由于电荷间的相互作用而产生的一种能量。

在电场中，电荷会受到电场力的作用，从而具有某种能量。

如果将电荷从一个位置移动到另一个位置，它所具有的能量的变化就是电势能的变化。

电势能的大小与电荷的电量、电场的强度以及电荷所处的位置有关。

在静电场中，电势能的计算公式为：E = kqQ/r，其中E为电势能，k为库仑常数，q和Q分别为两个电荷的电量，r为它们之间的距离。

电势能的单位是焦耳(J)。

二、电势电势是指一个电场中单位正电荷所具有的势能。

在电势中，电场的强度与电荷所处的位置有关。

电势是一个标量，它的单位是伏特(V)。

电势与电势能的关系可以用下面的公式来表示：V = E/q，其中V 为电势，E为电势能，q为电荷的电量。

在静电场中，电势的计算公式为：V = kQ/r，其中k为库仑常数，Q为电荷的电量，r为电荷到某一点的距离。

三、电势能和电势的应用电势能和电势是电场中的重要概念，它们在电学中有很多应用。

例如，在电容器中，电势能可以存储在电容器的电场中，当电容器被放电时，电势能就会转化成电能。

在电路中，电势差可以用来描述电流的流动方向和大小。

电势能和电势还可以用来计算电荷所受到的力。

根据库仑定律，两个电荷之间的力与它们之间的距离平方成反比，与它们的电荷量成正比。

因此，我们可以用电势能和电势来计算电荷所受到的力。

电势能和电势是电学中的重要概念，它们在电学中有着广泛的应用。

我们应该深入理解它们的本质，以便更好地理解电学中的其他概念和原理。

10.1电势能和电势一、教材分析《电势能和电势》是普通高中教科书物理必修第三册第十章第1节的内容。

上一章是关于电场的力的性质，本章内容为关于电场的能的性质。

电势能和电势是电场中能量相关的基础概念，是学生学好本章后续内容的必备知识。

在建构电势能和电势这两个概念时，将从概念的定义、概念的表达式（符号）、矢（标）量性、相对性与系统性、概念辨析等方面组织学习。

二、学情分析学习本节内容之前，学生已经学习了电场的力的性质，熟悉了电场强度、电场力，初步了解了电场力做功。

电势能和电势是比较抽象的概念，学生不能对应生活实例进行学习理解。

而学生已经较好的掌握了重力做功、重力势能等相关知识。

所以教学中采用类比法、归纳法、比值定义法等思维方法，通过类比电场力做功和重力做功，建构电势能和电势这两个重要概念，在培养学生类比、归纳、比值定义等思维方法的同时，掌握概念的性质。

三、教学目标（一）物理观念1.知道静电场中的电荷具有电势能，能举例说明电场中的电荷具有的电势能。

2.了解电势能和电势两个概念，能辨析电场情境中电荷的电势能和电势。

（二）科学思维1.理解电场力做功的特点，能说出其特点并能辨析电场情境中的电荷所受电场力做功与电势能变化的对应关系。

2.理解类比法、归纳法、比值定义法在概念学习中的运用。

能举例说明类比法、归纳法、比值定义法在其他概念学习中的应用。

（三）科学探究1.体会类比法建构电势能概念的过程，培养科学探究的能力。

2.体会归纳法、比值定义法等思维方法建构电势概念的过程，提升科学探究的能力。

（四）科学态度与责任1.通过电势能和电势概念建立的探究过程，培养学生敢于质疑、坚持原则、主动思考研究的科学态度和责任。

四、教学重点1.使用类比法建构电势能概念的过程。

2.使用比值定义法建构电势概念的过程。

五、教学难点1.电势能变化与电场力做功之间关系。

2.电势、电势能的相对性和系统性。

六、教学流程七、教学过程（一）建构电势能概念 1.明确学习内容：之前从力的角度学习了电场的性质，本节开始从能量的角度学习电场的性质。

1 电场强度公式：E=F/q（定义式）E=U AB/d（匀场强）E=W AB/qd E=kQ/r 22 只有重力和电场力做功时，机械能和电势能相互转换，但总量保持不变。

电场力：F = E/q3 电势能与电势的关系：电势=电势能/电荷（φ=E P/q，E PA=qφA，E PB=qφB）4 电场强度与电势差：U AB=Ed （W AB=qElcosθ=qEd=qU AB）5 静电力做功与电势能变化的关系：电场力所做的功等于电势能的减少量U AB =W AB/q，W AB= ΔE P 减=E pA -E pB=qφA -qφB=q U AB =q Ed6 电容：C=Q/U C=εS/4πkd （ε:介电常数，k:静电力常量=9.0×109N?m2/C2）7 动能定理：合外力所做的功等于动能的变化（只有重力做功时，物体的势能变化量等于动能变化量，合外力做正功，动能增加；做负功，动能减小）W 合=ΔE k8 机械能守恒：只有重力或弹力对物体做功的条件下（或者不受其他外力的作用下），物体的动能和势能（包括重力势能和弹性势能）发生相互转化，但机械能的总量保持不变。

E k1+E p1=E k2+E p2；E1=E2；W= ；E 减=E 增（E k减=E p增、E p 减=E k增）9 带电粒子在电场中的加速运动：W=ΔE k 增或qU=mvt 2/210 带电粒子在电场中的偏转（不考虑重力）：类平抛运动物理选修3-1 经典复习一、电场1. 两种电荷、电荷守恒定律、元电荷(e＝1.60× 10-19C)；带电体电荷量等于元电荷的整数倍2. 库仑定律：F＝kQ1Q2/r2(真空中的点电荷) { F:点电荷间的作用力(N) ；k:静电力常量k ＝9.0× 109N?m2/C2；Q1、Q2:两点电荷的电量(C) ；r:两点电荷间的距离(m) ；作用力与反作用力；方向在它们的连线上；同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引}3. 电场强度：E＝F/q(定义式、计算式){E:电场强度(N/C) ，是矢量(电场的叠加原理) ；q：检验电荷的电量(C)}4. 真空点(源)电荷形成的电场E＝kQ/r 2{r：源电荷到该位置的距离( m)，Q：源电荷的电量}5. 匀强电场的场强E＝U AB /d {U AB:AB 两点间的电压(V) ，d:AB 两点在场强方向的距离(m)}6. 电场力：F＝qE {F:电场力(N)，q:受到电场力的电荷的电量(C)，E:电场强度(N/C) }7. 电势与电势差：U AB＝φA-φB，U AB＝W AB/q＝ΔE P 减/q8. 电场力做功：W AB ＝qU AB＝qEd＝ΔE P减{W AB:带电体由A 到B 时电场力所做的功(J)，q:带电量(C)，U AB :电场中A 、B 两点间的电势差(V)( 电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)；ΔE P 减：带电体由A 到B 时势能的减少量}9. 电势能：E PA＝qφA {E PA:带电体在A 点的电势能(J)，q:电量(C)，φA:A 点的电势(V) }10. 电势能的变化ΔE P 减＝E PA-E PB{带电体在电场中从A 位置到B 位置时电势能的减少量}11. 电场力做功与电势能变化W AB ＝ΔE P减＝qU AB (电场力所做的功等于电势能的减少量)12. 电容C＝Q/U( 定义式,计算式) {C:电容(F)，Q:电量(C)，U:电压(两极板电势差)(V) }13. 平行板电容器的电容C＝εS/( 4πkd)( S:两极板正对面积，d:两极板间的垂直距离，ω：介电常数)14. 带电粒子在电场中的加速(Vo＝0)：W＝ΔE K增或qU＝mVt 2/215. 带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用) ：类平抛运动(在带等量异种电荷的平行极板中：E＝U/d)垂直电场方向: 匀速直线运动L＝Vot平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d＝at2/2，a＝F/m＝qE/m ＝q U /m注: (1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分；(2) 电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直；(3)常见电场的分布要求熟记；(4) 电场强度(矢量)与电势(标量)均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关；(5) 处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面，导体内部合场强为零, 导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面；(6) 电容单位换算：1F＝106μF＝1012PF；-19(7) 电子伏(eV) 是能量的单位,1eV＝1.60×10-19J；(8) 其它相关内容：静电屏蔽、示波管、示波器及其应用、等势面二、恒定电流1. 电流强度：I＝q/t{I:电流强度(A )，q:在时间t内通过导体横载面的电量(C)，t:时间(s)}2. 欧姆定律：I＝U/R {I:导体电流强度(A) ，U:导体两端电压(V) ，R:导体阻值(Ω)}3. 电阻、电阻定律：R＝ρL/S{ρ:电阻率(Ω?m) ，L:导体的长度(m)，S:导体横截面积(m2)}4. 闭合电路欧姆定律：I＝E/(r +R)或E＝Ir+ IR (纯电阻电路) ；E＝U 内+U 外；E＝U 外+ I r ；(普通适用) { I:电路中的总电流(A) ，E:电源电动势(V) ，R:外电路电阻(Ω)，r:电源内阻(Ω)}5.电功与电功率：W＝UIt ，P＝UI {W:电功(J)，U:电压(V) ，I:电流(A) ，t:时间(s)，P:电功率(W)}6. 焦耳定律：Q＝I2Rt{ Q:电热(J)，I:通过导体的电流(A) ，R:导体的电阻值(Ω)，t:通电时间(s)}7. 纯电阻电路和非纯电阻电路8. 电源总动率P总＝IE ；电源输出功率P出＝IU；电源效率η＝P出/P 总{ I:电路总电流(A) ，E:电源电动势(V)，U:路端电压(V) ，η：电源效率}9. 电路的串/并联：串联电路(P、U与R成正比) 并联电路(P、I与R成反比)11.伏安法测电阻1 、电压表和电流表的接法2、滑动变阻器的两种接法三、磁场1.磁感应强度是用来表示磁场的强弱和方向的物理量 , B = Φ /S,是矢量，单位 (T),1T ＝1N/(A?m )2.安培力 F ＝BIL (注：I ⊥B) ； {B:磁感应强度 (T),F:安培力(F),I:电流强度 (A),L: 导线长度 (m)}3. 洛仑兹力 f ＝ qVB( 注 V ⊥ B);质谱仪{ f:洛仑兹力 (N)， q:带电粒子电量 (C)，V:带电粒子速度 (m/s)}4.在重力忽略不计 (不考虑重力 ) 的情况下 ,带电粒子进入磁场的运动情况 (掌握两种 )： ( 1)带电粒子沿平行磁场方向进入磁场 : 不受洛仑兹力的作用 ,做匀速直线运动 V ＝ V0(2) 带电粒子沿垂直磁场方向进入磁场 :做匀速圆周运动 ,规律如下 (a) f 洛＝F 向＝mV2/r ＝m ω2r ＝m (2 π/T)2 r ＝qVB ；r ＝mV/qB ；T ＝2πm/qB ；(b) 运动周期与圆周运动的半径和线速度无关 ,洛仑兹力对带电粒子不做功 (任何情况下 )； (c)解题关键 :画轨迹、找圆心、定半径、圆心角(＝弦切角的二倍) 注：(1) 安培力和洛仑兹力的方向均可由左手定则判定，只是洛仑兹力要注意带电粒子的正负； (2) 磁感线的特点及其常见磁场的磁感线分布要掌握；(3)其它相关内容：地磁场、磁电式电表原理、回旋加速器、磁性材料。