第四节 电势能和电势(第二课时)
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电势能和电势教学讲义页数:40
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人教版高中物理选修3-1第1章第4节电势能和电势页数:10
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3-1 第一章 第4节 电势能和电势页数:25
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《电势能与电势》教学设计页数:8
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第一章静电场第4节电势能和电势(详细答案)页数:21
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电势能和电势 课件
关于等势面的说法，正确的是( ) A．电荷在等势面上移动时，由于不受电场力作用，所以说电 场力不做功 B．在同一个等势面上各点的场强大小相等 C．两个不等电势的等势面可能相交 D．若相邻两等势面的电势差相等，则等势面的疏密程度能反 映场强的大小
[解析] 等势面由电势相等的点组成，等势面处的电场线跟等 势面垂直，因此电荷在等势面上移动时，电场力不做功，但并 不是不受电场力的作用，A 错．等势面上各点场强大小不一定 相等，等势面不可能相交，B、C 错．等差等势面的疏密反映 场强的大小，D 对． [答案] D
方向
只表示大小 正得正，负正得
负，负负得正
电场强度 E
电势 φ
电势能 Ep
电势由电场本身 由电荷量和该
场强由电场本 决定，与试探电荷 点电势二者决 决定
选取有关， 取有关，有相对
有相对性
性
电场强度 E
电势 φ
(1)电势沿场强方向降落最快；
(2)若 φB＝0，由 UAB＝φA－φB 得 φA＝UAB＝200 V， 由 UBC＝φB－φC 得 φC＝φB－UBC＝0－(－300) V＝300 V， 电荷在 A 点的电势能 EpA＝qφA＝(－3×10－6)×200 J＝－6×10－4 J， 电荷在 C 点的电势能 EpC＝qφC＝(－3×10－6)×300 J＝－9×10－4 J. [答案] (1)200 V －300 V 100 V (2)200 V 300 V －6×10－4 J －9×10－4 J
(2)对小球，从 A→B，根据动能定理： mg·32R＋UAB(－q)＝12mv2B 解得：UAB＝－m2gqR 当 φC＝0 时， φA＝φA－φC＝UAC＝UAB＝－m2gqR. [答案] (1) 7gR (2)－m2gqR
电势能和电势课件
小。
点拨:本题是圆周运动的力电综合问题,解决问题的方法是作好
两个分析,一是受力分析,二是运动分析,然后确定利用什么物理规律
来求解。
解析:(1)在 A 点,小球在水平方向只受静电力作用,根据圆周运
动规律得
2
qE=
所以小球在 A 点的速度 vA=
。
(2)在小球从 A 到 B 的过程中,根据动能定理,静电力做的正功
是中垂线上的两点,OA<OB,用EA、EB和φA、φB分别表示A、B两点
的电场强度和电势,则(
)
A.EA一定大于EB,φA一定大于φB
B.EA不一定大于EB,φA一定大于φB
C.EA一定大于EB,φA不一定大于φB
D.EA不一定大于EB,φA不一定大于φB
点拨:根据两个带等量正电荷的点电荷的电场线的分布图可解决
大 电势能 Ep 与它的电荷量 q 的比值
(2)E=
小 (2)φ=
E
F
, 在数值上等于单位正电荷在电场中该点具有的电势能, 在数值上等于单位正电荷在该点所受到的静电力
q
q
矢
标 标量
矢量
性
单
V(J/C)
N/C
位
(1)电势沿着电场强度的方向降低
联
(2)大小之间不存在任何关系,电势为零的点,电场强度不一定为零;电势高的地方,电场强度不一定大;电场
点拨:根据粒子的运动轨迹可确定粒子所受静电力方向,则可知
电场线的方向,判断出电势高低,即可得电势能的大小。
解析:无论粒子从A点还是从B点射入电场,由于运动轨迹向下弯
曲,说明粒子受静电力方向向下,可判明电场线的方向向上而不是
向下,A错误;粒子既可能从A点运动到B点,也可能从B点运动到A
点拨:本题是圆周运动的力电综合问题,解决问题的方法是作好
两个分析,一是受力分析,二是运动分析,然后确定利用什么物理规律
来求解。
解析:(1)在 A 点,小球在水平方向只受静电力作用,根据圆周运
动规律得
2
qE=
所以小球在 A 点的速度 vA=
。
(2)在小球从 A 到 B 的过程中,根据动能定理,静电力做的正功
是中垂线上的两点,OA<OB,用EA、EB和φA、φB分别表示A、B两点
的电场强度和电势,则(
)
A.EA一定大于EB,φA一定大于φB
B.EA不一定大于EB,φA一定大于φB
C.EA一定大于EB,φA不一定大于φB
D.EA不一定大于EB,φA不一定大于φB
点拨:根据两个带等量正电荷的点电荷的电场线的分布图可解决
大 电势能 Ep 与它的电荷量 q 的比值
(2)E=
小 (2)φ=
E
F
, 在数值上等于单位正电荷在电场中该点具有的电势能, 在数值上等于单位正电荷在该点所受到的静电力
q
q
矢
标 标量
矢量
性
单
V(J/C)
N/C
位
(1)电势沿着电场强度的方向降低
联
(2)大小之间不存在任何关系,电势为零的点,电场强度不一定为零;电势高的地方,电场强度不一定大;电场
点拨:根据粒子的运动轨迹可确定粒子所受静电力方向,则可知
电场线的方向,判断出电势高低,即可得电势能的大小。
解析:无论粒子从A点还是从B点射入电场,由于运动轨迹向下弯
曲,说明粒子受静电力方向向下,可判明电场线的方向向上而不是
向下,A错误;粒子既可能从A点运动到B点,也可能从B点运动到A
1.4 电势能和电势
课堂练习
课堂练习
二、电势能
定义：电荷在电场中具有的与电荷位置有关的 能，叫电势能。 理解：
电势能是相对的，与零电势能面有关。电荷在某点
的电势能，等于静电力把它从该处移动到零势能位 置所做的功。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。电势能是电荷和电场所共有的，具有系统 性。
三. 电势
定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷 量的比值。
EP q
单位:伏特，符号为V，1 V = 1 J/C 沿着电场线方向电势降低。
三. 电势
理解：
EP q
某点电势的大小是相对于零点电势而言的，所以电
势是相对的。零电势的选择是任意的，一般选地面 和无穷远为零势能面。电势能与电势的零点相同。 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。反映电场能 的性质。
一、静电力做功的特点：
试探正电荷q在电场 强度为E的匀强电场中 沿几条不同路径从A点 移动到B点,静电力对电 荷做功分别为多少?
A
沿直线AB
E
B
B
ө
A甲Βιβλιοθήκη qFMW=F cosƟ· |AB|=qE · |AM|
A
沿 折 线AMB
E B
B
q A
ө
F
q
M
F
甲 A M M B
W1=qE · |AM| W2=0
二、电势能
定义：电荷在电场中具有的与电荷位置有关的 能，叫电势能。 理解：
电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小；电场力
对电荷做负功，电荷的电势能增大。 功能关系——电势能定理：
【高中物理】电势能和电势(课件) 高中物理同步备课(人教版2019必修第三册)
E
E
B
q+
F
A
判断. ①沿电场线方向，电势逐渐降低
（
）
②电势降低的方向一定是电场线的方向
（
）
②电势降低最快的方向一定是电场线的方向
（
）
（2）做功判断法
a、电场中移动正电荷
电场力做正功 φ↘ 电场力做负功 φ↗
b、电场中移动负电荷
电场力做正功 φ ↗ 电场力做负功 φ ↘
（3）场源电荷判断法 当规定无限远处φ=0，则：正点电荷电场中各点电势均为正；
WG EP1 EP2 EP
用类比法研究电场能的性质
重力场
电场
1.与路径无关,由初末位置的高度差
来决定。 2.重力做功WG与重力势能变化的关系： 类
WG EP1 EP2 EP
比
1.静电力做功与电荷经过的路径关系 如何？？？
2.静电力做功W电与电势能变化的关 系如何？？？
3.重力势能:等于将物体由该点移至零 势能点重力所做的功。
C.动能和电势能之和减少
电场力做正功，电势能减少，B错
D.重力势能和电势能之和增加
根据能量守恒可知，C对、D错
寻找表示电势能性质的物理量
将质量m的物体提升h高度，重力势能增加mgh； 将质量为2m的物体提升h高度，重力势能增加2mgh； 将质量为3m的物体提升h高度，重力势能增加3mgh。
将不同质量的物体从地面搬到楼顶，重力势能 的变化不同，但是楼顶的“高度”是一定的。
有重力就有重力势能Ep= mgh
Ep由物体和地面间的相对 位置决定
有电场力就有相应的能， 叫电势能EP
EP由电荷间的相对位置决定
重力做功，重力势能改变 重力做正功，重力势能就减少 重力做负功，重力势能就增加
10.1 电势能和电势(说课课件)-人教版(2019)必修第三册
重力势能
电势能
重力：地球和物体之间存 在的吸引力
电场力：电荷之间的作用力
由物体和地面间的相对位置决定 EP由电荷间的相对位置决定
重力做功，重力势能改变
电场力作功，电势能改变
重力做正功，重力势能就减少 电场力做正功，电势能就减少
重力做负功，重力势能就增加 电场力做负功，电势能就增加
W重 = EP1-EP2
由以上分析可得，EP= -W电，即电势能等于电场力将带电体从该点移动 到无穷远处所做的功。
由W=Eql可得，对于同一电场，q大小不同时，电场力做功不相同；q电 性不同时，电场力做功的正负也不相同。
想一想:
在正点电荷形成的电场中，将试探电荷+q和-q分别从A 点移动到无穷远处，静电力做什么功？电势能怎样变 化？
想一想:
势不可挡，势不两立，掎角之势，审时度势，趋炎附势...... 这些词语中的势和电势的势有没有某种共同的含义呢？
自主小结
息（归纳提取电场能的性质特点），获得证据（电势能和电荷比 值一定），进行评估（此比值是否能描述电场能的性质）
因势利导 顺势而为
（教学具体讨论）
知识回顾
• 1、物体做自由落体运动时速度为什么会改变，做平抛运动时呢？ • 2、物体动能改变的原因？动能是由什么能转化而来？ • 3、重力做功的特点？ • 4、带电体在静电场中受力的方向怎么判断？大小如何计算？
功是能量转化的量度，有做功，就一定有某种能量发生了变化。
重力做功
重力势能 发生变化
电场力做功
二、电势能
1.定义： 电荷在电场中具有与其位置有关的能量叫电势能。
用符号EP表示。
E
q
A +
FO
电势能与电势(讲稿)
比值越大，相同电量的关正电荷在这个位置
的电势能也越大，因此，这个比值可以从能量 角度描述电场的性质。
定义电势
Va
EPa q0
电势是标量，其数值为单位正电荷在该点 所具有的电势能，其单位为伏特。
电势从能量的角度描述了电场的性质。
EPa q0Va
若取无穷远处的电势能为零，相应也取无 穷远处的电势为零，则电场中任意一点 a 的电 势可表示为 ：
EPb
b qE dl
a
qQ 40
(1 ra
1) rb
四、电势与电势差
EEPP00 EEPP11 EEPP22 EP3 ........ EPn
q00
q11 qq22
q3
qn
发现电荷电势
能与其电荷电量的
Q
qqq102
比值与电荷本身无
Ｐ
关，仅与电场的性
质和P点的位置有
q0 0 所以： E dl 0
abcda
场强E沿闭合路径的积分我们称之为场强E的环流。
上式表明：在静电场中，电场强度的环流恒为零。 这个规律称为静电场的环路定律。
例题、利用静电场的环路定律证明电场线不 可能是闭合曲线。
用反证法进行证明
W q0E dl 0
Q
rc
ra
q
a
EPa
a
qE dl
4 0 ra
EPb
b
qE dl
4 0 rb
EPa
EPb
c qE
a
c qE
b
dl
电势能和电势 课件
W电=Ep1-Ep2
1.对静电力做功特点的理解
(1)静电力对电荷所做的功,与电荷的初末位置有关,与电荷经过
的路径无关。该结论适用于任何静电场。
(2)无论带电体在电场中做直线运动还是做曲线运动,无论带电体
只受静电力作用还是受多个力作用,无论静电力做正功还是做负功,
静电力做功的特点不变。
2.对电势能的理解
EpB=EpA-WAB=0-WAB=3×10-5 J。
同理,C点的电势能为EpC=EpA-WAC=0-WAC=1.8×10-5 J。
两点的电势分别为
p
φB=
p
φC=
=
3×10-5
-6×10
=
-6
1.8×10-5
-6×10
-6
V=-5 V。
V=-3 V。
(3)如果规定B点的电势为零,则该电荷在A点的电势能为
的功W1=qE·|AM|,在线段MB上静电力做的功W2=0,总功
W=W1+W2=qE·|AM|。(3)W=qE·|AM|。(4)电荷在匀强电场中从不
同路径由A点运动到B点,静电力做功相同。说明静电力做功与路
径无关,只与初、末位置有关。
2.(1)重力做正功 重力势能减少 WG=Ep1-Ep2
(2)电场力做正功 电势能减少 电场力做负功 电势能增加
(2)3×10-5 J 1.8×10-5 J -5 V -3 V
(3)-3×10-5 J -1.2×10-5 J 5 V 2 V
(1)电势和电势能具有相对性,与零势面的选择有关。
p
(2)φ= 是电势的定义式。电场中某点处φ的大小是由电场本身
决定的,与在该点处是否放入试探电荷、电荷的电性、
1.对静电力做功特点的理解
(1)静电力对电荷所做的功,与电荷的初末位置有关,与电荷经过
的路径无关。该结论适用于任何静电场。
(2)无论带电体在电场中做直线运动还是做曲线运动,无论带电体
只受静电力作用还是受多个力作用,无论静电力做正功还是做负功,
静电力做功的特点不变。
2.对电势能的理解
EpB=EpA-WAB=0-WAB=3×10-5 J。
同理,C点的电势能为EpC=EpA-WAC=0-WAC=1.8×10-5 J。
两点的电势分别为
p
φB=
p
φC=
=
3×10-5
-6×10
=
-6
1.8×10-5
-6×10
-6
V=-5 V。
V=-3 V。
(3)如果规定B点的电势为零,则该电荷在A点的电势能为
的功W1=qE·|AM|,在线段MB上静电力做的功W2=0,总功
W=W1+W2=qE·|AM|。(3)W=qE·|AM|。(4)电荷在匀强电场中从不
同路径由A点运动到B点,静电力做功相同。说明静电力做功与路
径无关,只与初、末位置有关。
2.(1)重力做正功 重力势能减少 WG=Ep1-Ep2
(2)电场力做正功 电势能减少 电场力做负功 电势能增加
(2)3×10-5 J 1.8×10-5 J -5 V -3 V
(3)-3×10-5 J -1.2×10-5 J 5 V 2 V
(1)电势和电势能具有相对性,与零势面的选择有关。
p
(2)φ= 是电势的定义式。电场中某点处φ的大小是由电场本身
决定的,与在该点处是否放入试探电荷、电荷的电性、
《电势能和电势》课件
( C)
A.动能减小
B.电势能增加
b
C.动能和电势能之和减少
D.重力势能和电势能之和增加 a
E
2020/3/26
4、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
9、电势是标量，在规定了零电势后，电场中各点 的电势可以是正值，也可以是负值。正值表示该 点电势比零高，负值表示该点电势比零低
2020/3/26
4. 试探电荷q1放在电场中的A点,电势能 为E(规定无限远处电势能为零),A点的电
势为_______E_,q若1 把试探电荷q1换成试探 电荷q2放在电场中的A点,A点的电势为
(1)画出通过 a、b、c (2)求该匀强电场的电场强度
答案：9×102V/m
2020/3/26
• 14、将一个-7.0μC的电荷从无限远处移到图示电场中的 A点时，电荷的电势能为-140μJ，问此过程中静电力做功 是多少？
2020/3/26
• 15、甲是等量异号电荷的电场线分布图，乙是等量同号点 电荷的电场线分布图。AOB是两点电荷的连线的垂直平分 线，O是连线中点。
2020/3/26
１、下列说法中正确的是（ AB） C
A.当两正点电荷相互靠近时，它们的电势能增大
B.当两负点电荷相互靠近时，它们的电势能增大
C.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的 电势能减小
D.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的 电势能增大。
2020/3/26
２、一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B
点时，电场力做了5×10－6J的功，那么 ( CD )
A.动能减小
B.电势能增加
b
C.动能和电势能之和减少
D.重力势能和电势能之和增加 a
E
2020/3/26
4、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
9、电势是标量，在规定了零电势后，电场中各点 的电势可以是正值，也可以是负值。正值表示该 点电势比零高，负值表示该点电势比零低
2020/3/26
4. 试探电荷q1放在电场中的A点,电势能 为E(规定无限远处电势能为零),A点的电
势为_______E_,q若1 把试探电荷q1换成试探 电荷q2放在电场中的A点,A点的电势为
(1)画出通过 a、b、c (2)求该匀强电场的电场强度
答案：9×102V/m
2020/3/26
• 14、将一个-7.0μC的电荷从无限远处移到图示电场中的 A点时，电荷的电势能为-140μJ，问此过程中静电力做功 是多少？
2020/3/26
• 15、甲是等量异号电荷的电场线分布图，乙是等量同号点 电荷的电场线分布图。AOB是两点电荷的连线的垂直平分 线，O是连线中点。
2020/3/26
１、下列说法中正确的是（ AB） C
A.当两正点电荷相互靠近时，它们的电势能增大
B.当两负点电荷相互靠近时，它们的电势能增大
C.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的 电势能减小
D.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的 电势能增大。
2020/3/26
２、一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B
点时，电场力做了5×10－6J的功，那么 ( CD )
高二物理电势能电势
第四节、电势能和电势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：是什么能转化为试探电荷的动能？一、静电力做功的特点让试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中沿几条不同路径从A点运动到B点，我们来计算这几种情况下静电力对电荷所做的功。
结论：拓展：该特点对于非匀强电场中也是成立的。
二、电势能寻找类比点：力做功只与物体位置有关，而与运动路径无关的事例在物理中有哪些呢？属于什么能？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，这种势能我们叫做电势能。
电势能用Ep表示。
思考:如果做功与路径有关，那能否建立电势能的概念呢？2．讨论：静电力做功与电势能变化的关系电场力做多少功，电势能就变化多少。
W AB＝－（E pB－E pA）＝E pA－E PB思考:对不同的电荷从A运动到B的过程中，电势能的变化情况：（1）正电荷从A运动到B电场力做正功，即有W AB>0，则E pA>E pB，电势能减少。
(2)负电荷从A运动到B做正功，即有W AB<0，则E pA>E pB，电势能增加。
3．求电荷在某点处具有的电势能问题：在上面的问题中，请分析求出A点的电势能为多少？类比分析：如何求出A点的重力势能呢？进而联系到电势能的求法。
则E pA＝W AB （以B为电势能零点）电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功。
4．零势能面的选择通常把电荷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的电势能规定为零。
拓展：判断电荷在电场中A、B两点具有的电势能高低：将电荷由A点移动到B点，根据静电力做功情况判断。
若静电力做功为正功，电势能减少，电荷在A点电势能大于在B点的电势能。
反之静电力做负功，电势能增加，电荷在A点电势能小于在B点的电势能三、电势选B点为零势能面，则E pA＝qE场Lcosθ可见，E pA 与q 成正比，即电势能跟电荷量的比值E pA /q 都是相同的。
第4节 电势能和电势
沿甲路径电场力做功: W甲= F·Lcosθ
沿乙路径电场力做功: W乙= F·Lcosθ 沿丙路径电场力做功: W丙= F·Lcosθ
B
丙
甲
L
A
+
ө
乙
F
第4节 电势能和电势
一.电场力做功
1.匀强电场: W= F·Lcosθ
2.特点：与路径无关，只与电荷的初、末位置有关。 注意：对于非匀强电场也适用
能点
电场力做负功，电势能增加。 3.关系式：WAB= EPA-EPB 4.计算式：EPA= WAB（B点为参考点）
EPA= WA0 =qEL EPA/= WA0/ =2qEL EPB= WB0=-qES
5.标矢性：电势能是标量， 有正负，正负表示大小
功能关系：功是能量转化的量度
电场力做功
电荷电势能减小量
中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和 EQ，电势分别为φP和φQ，则( A ) A．EP>EQ，φP>φQ B．EP>EQ，φP<φQ C．EP<EQ，φP>φQ D．EP<EQ，φP<φQ
3．将一正电荷从无穷远处移入电场中M点，电
势能减少了8.0×10－9 J，若将另一等量的负电
荷从无穷远处移入电场中的N点，电势能增加了
则EPA= WAB
第4节 电势能和电势
一.电场力做功 二.电势能EP
1.定义：电荷在电场中具有的势能
E
A
2+q
L qE 2qE
OS
零势
B
+q
qE
2.特点：电场力做正功，电势能减少；
能点
电场力做负功，电势能增加。 3.关系式：WAB= EPA-EPB 4.计算式：EPA= WAB（B点为参考点）