2020学年高中物理 1.4 电势能和电势学案 新人教版选修3-1 下载本文

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1.4 电势能和电势 学案(人教版选修3-1)

一、电场力做功的特点

在匀强电场中移动电荷时,静电力做的功与电荷的______位置和______位置有关,但与电荷经过的______无关.这个结论对非匀强电场______(填“同样成立”或“不成立”).

答案 起始 终止 路径 同样成立 二、电势能

1.电势能:电荷在______中具有的势能叫做电势能.

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______,用公式表示WAB=________.电场力做正功,电势能________,电场力做负功,电势能______.

3.电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该点移动到______位置时所做的功. 答案 1.电场 2.减少量 EpA-EpB 减少 增加3.零势能点 三、电势

1.概念:电荷在电场中某点的电势能与它的电荷量的__________.

2.公式和单位:电势的定义公式为__________,单位是__________,符号是V.

3.相对性:电势也是相对的,在应用中常取离场源电荷无限远处电势为零,或大地的电势为零.电势可以是正值,也可以是负值,没有方向,因此是__________.

4.与电场线关系:沿电场线的方向电势__________. Ep

答案 1.比值 2.φ= 伏特 3.标量 4.降低

q四、等势面

1.等势面:电场中______________相同的各点构成的面叫做等势面.在同一个

等势面上移动电荷时静电力__________.

2.等势面的特点:电场线跟__________垂直,并且由电势高的等势面__________电势低的等势面.

3.等势面实例:孤立的点电荷电场的等势面是一簇以点电荷位置______________,

匀强电场的等势面是一族__________.

答案 1.电势 不做功 2.等势面 指向 3.球心的同心球面 平行平面

一、电场力做功的特点 [问题情境]

1.如图1试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中,沿直线从A移动到B,静电力做的功为多少?

图1

2.q沿折线AMB从A点移动到B点,静电力做的功为多少? 3.根据问题1和问题2可以得到什么结论?

答案 1.静电力F=qE,静电力与位移夹角为θ,静电力对试探电荷q做的功W=F·|AB|cos θ=qE·|AM|.

2.在线段AM上静电力做的功W1=qE·|AM|,在线段MB上做的功W2=0,总功W=W1+W2=qE·|AM|.

3.电荷在匀强电场中从不同路径由A运动到B,静电力做功相同.说明静电力做功与路径无关,只与始末位置有关. [要点提炼]

电场力做功的特点:电场力对电荷所做的功,与电荷的________有关,与电荷经过的________无关.

(1)虽然此结论从匀强电场中推导出来,但也适用于非匀强电场.

(2)电场力做功与重力做功相似,只要初末位置确定了,移动电荷q做的功就是确定值.

(3)课本中提到的“静电力”与“电场力”是同一个力的两种不同说法. 答案 初末位置 路径 [问题延伸]

如何判断电场力做功的正负?

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

答案 (1)根据电场力和位移的方向夹角判断,此法常用于匀强电场中恒定电场力做功的判断.夹角为锐角做正功,夹角为钝角做负功.

(2)根据电场力和瞬时速度方向的夹角判断,此法常用于判断曲线运动中变化电场力的做功,夹角是锐角做正功,是钝角做负功,二者垂直不做功. 二、电势能 [问题情境]

对比“重力势能的定义”;“重力做功与重力势能的变化关系”回答下列问题. 1.什么是电势能?

2.电场力做功与电势能变化的关系是怎样的? 3.电势能的零点在什么地方?

答案 1.电荷在电场中具有的势能叫做电势能 2.见[要点提炼]1 3.电势能的零点等同于重力势能的零点,是人为规定的,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的电势能规定为零. [要点提炼]

1.电场力做正功,电势能一定减小;电场力做负功,电势能一定增大.电场力做功的值等于电势能的变化量,即:WAB=__________.

2.电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该点移到__________位置时所做的