1、电势能和电势【学习目标】1通过讨论静电力对试探电荷做功,知道静电力做功与路径无关的特点。2将静电力做功与重力做功进行类比,理解静电力做功与电势能变化的关系。认识电势能的相对性。3知道电势的定义方法及其定义公式、单位。【学习重难点】1重点:理解掌握电势能、电势的概念及意义。2难点:掌握电势能与做功的关系,并能用此解决相关问题。【学习过程】一、展示导入如图所示,(1)小球受重力从高处A落下高度h到B点,该过程中重力对小球做 功,做功为W= , 转化为 ;(2)若从A点沿直线移动到C点,该过程中重力对小球做 功 ,做功为W= , 转化为 。小结:重力做功特点为 重力做功和重力势能变化的关系为 二、探
2、究准备探究:静电力做功的特点 (1)如图甲所示,把电荷+q沿直线从A移到C,静电力对+q所做的功可以表示为: (2)如图甲所示,把电荷+q沿折线ABC从A移到C,静电力对+q所做的功可以表示为: (3)如图乙所示,把电荷+q沿任意曲线ANC从A移到C,静电力对+q所做的功可以表示为: 结论:静电力做功的特点是: 三、合作探究讨论1:电场力做功与电势能变化的关系 (1)如图甲所示,当正电荷在电场中从A点移动到B点时,静电力做 功,动能 ,电势能 ;(2)如图乙所示,当正电荷在电场中从B点移动到A点时,静电力做 功,动能 ,电势能 。(3)电场力做功和电势能变化的关系可以表示为: 小结:电荷在某点
3、的电势能,等于把它从这点移动到 静电力所做的功。1电势能(1)定义:电荷在电场中受电场力作用,具有由位置决定的能。(2)电场力做功和电势能变化的关系:WAB=-EP=EPA-EPB(3)通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为0,或把电荷在大地表面上的电势能规定为0。讨论2:在相同的电场中,在同样的两点之间,移动正电荷与移动负电荷,电势能变化的情况相同么? (1)如图甲所示,若把正电荷在电场中从A点移动到B点时,静电力做_功,动能 ,电势能 。(2)如图乙所示,若把负电荷在电场中从A点移动到B点时,静电力做_功,动能 ,电势能 。例1如图所示,把不同的电荷q从A点移动到电场中的B点或C点,
4、匀强电场的电场强度大小为E=1104N/C,AB间距为L1=3cm,AC间距为L2=4cm,请完成相关运算,把结果填入表格中。(把电荷在A点的电势能规定为零)qWABEPBWACEPC110-6C210-6C-110-6C-210-6C通过计算,你发现了什么?请将你的想法写在下面的横线上。答: 2电势(1)定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值,叫做这一点的电势。用表示。表达式:=EPq(与试探电荷无关)(2)电势是标量,它只有大小没有方向,但有正负。(3)单位:伏特(V)1V1J/C(4)物理意义:电荷量为1C的电荷在该点的电势能是1J,则该点的电势就是1V。例2完成以下题目后小
5、结:如何根据试探电荷的电势能来判断电场中两点电势的高低?(1)+q在A点的电势能比在B点大,A、B两点哪点电势高?(2)-q在C点的电势能比在D点大,C、D两点哪点电势高?(3)+q在E点的电势能为负值,-q在F点的电势能为负值,E、F两点哪点电势高?小结: 例3点电荷+Q产生的电场线分布如图所示,A、B为同一条电场线上的两个点,若将试探电荷+q从A点移到无穷远处电场力所做的功为W,(取无穷远处为电势零点)(1)+q在A点的电势能为 ,A点电势为 ;(2)-q在A点的电势能为 ,若将-q也从A点移到无穷远,电场力所做的功为 ;(3)将+q从B点移到无穷远处,电场力做的功W W,则+q在B点的电
6、势能 +q在A点的电势能,B点的电势 A点的电势。小结: 四、当堂检测1将带电量为610-6C的负电荷从电场中的A点移到B点,克服电场力做了310-5J的功,再从B移到C,电场力做了1.210-5J的功,则(1)电荷从A移到B,再从B移到C的过程中电势能共改变了多少?(2)如果规定A点的电势能为零,则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少?(3)如果规定B点的电势能为零,则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少?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5106J的功,那么( )A电荷在B处时将具有5106J的电势能B电荷在B处将具有5106J的动能C电荷的电势能减少了5106JD电荷的动能增加了5106J3如图所示,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D从a到b电势逐渐降低4有关电场中某点的电势,下列说法中正确的是( )A由放在该点的电荷所具有的电势能的多少决定B由放在该点的电荷的电量多少来决定C与放在该点的电荷的正负有关D是电场本身的属性,与放入该点的电荷情况无关 5 / 5