电势能和电势

学习内容1.4电势能和电势
学习目标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，等势面的意义及与电场线的关系。
学习重、难点重点：理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。
难点：掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题
学法指导自主、合作、探究
知识链接1．回顾：静电力、电场强度、重力势能的概念 。
2．一个静止的试探电荷放入电场中，它在静电力的作用下将做加速运动而获得动能，请同学们思考：是什么能转化为试探电荷的动能？
学习过程用案人自我创新
[自主学习]
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的匀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，W1= 。
（2）q沿折线从A到M、再从M到B，W2= 。
（3）q沿任意曲线线A到B，W3= 。
结果 ：
结论：
。
静电力做功特点与重力做功一样吗？
二．电势能（与重力势能相类比）
（1）电势能：由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，所以电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做 。
（2）静电力做功等于电势能的变化量（静电力做功改变电势能） 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。电场力做多少功，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。（与重力做功相类比）
分析：
正电荷顺着电场线移动，电场力做 ，电势能
正电荷逆着电场线移动，电场力做 ，电势能
负电荷顺着电场线移动，电场力做 ，电势能
负电荷逆着电场线移动，电场力做 ，电势能
( 3 )注意：
①．电势能零点的规定：大地或无穷远默认为零
②在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为正，负电荷在任一点具有的电势能都为负。
在负电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为负，负电荷在任意一点具有的电势能都为正。
[思考、讨论]
1．如何计算电荷在电场中某一点A具有的电势能EP？
。
2．将电荷由A点移到B点如何判断电荷A、B两点电势能的大小？

。
三．电势 （相当于高度）
（1）定义： 。用 表示。电势是标量，只有大小，没有方向，但有正负。
（2）公式： （与试探电荷无关） 单位：伏特（V）
（3）零电势位置的规定：大地或无穷远默认为零，电场中某一点的电势的数值与零电势的选择有关，即电势的数值决定于零电势的选择．
讨论（合作学习）：
1、电势的高低与电场线的关系： 。
2、正电荷的电场中电势为正，负电荷的电场中电势为负
四．等势面
⑴．定义：电场中电势相等的点构成的面
⑵．几种电场的电场线及等势面（虚线）

（3）等势面的特点
1、在等势面上移动电荷，电场力不做功
2、电场线（或E）⊥等势面
3、电场线由高的等势面指向低的等势面
4、等势面不相交 ，可以闭合
5、静电平衡的导体是等势体，表面是等势面（了解）
7、沿电场方向电势降低最快（场强方向是电势降落最快的地方）

特别说明：（结合上面图理解）
①等量同种电荷（正）连线和中线上
连线上：中点电势最小
中线上：由中点到无穷远电势逐渐减小，无穷远电势为零。
②等量异种电荷连线上和中线上
连线上：由正电荷到负电荷电势逐渐减小。
中线上：各点电势相等且都等于零。
达标检测1、下列说法正确的是（ ）
A.在电场中顺着电场线移动电荷，电场力做功，电荷电势能减少
B.在电场中逆着电场线移动电荷，电场力做功，电荷电势能减少
C.在电场中顺着电场线移动正电荷，电场力做正功，电荷电势能减少
D.在电场中逆着电场线移动负电荷，电场力做负功，电荷电势能增加
2、如图所示，A、B、C为电场中同一电场线上的三点，设电荷在电场中只受电场力作用，则下列说法正确的是（ ）
A、若在C点无初速释放正电荷，电荷向B运动，电势能减小
B、若在C点无初速释放正电荷，电荷向B运动，电势能增大
C、若在C点无初速释放负电荷，电荷向A运动，电势能增大
D、若在C点无初速释放负电荷，电荷向A运动，电势能减小
3、图一表示等量异种电荷P和Q形成的电场内的一簇等势面，求
(1)P、Q各带何种电荷？
(2)把q=10－7C的正点电荷从A移到B，电场力做多少功？
(3)把q从B移到C电场力做多少功？
(4)把q从C移到A电场力做多少功？
(5)q从A出发经过B和C回到A的过程中电场力对电荷做的总功为多少？

4、如图6，在点电荷＋Q电场中，以＋Q为球心的同一球面上有A、B、C三点，把正检验电荷从球内P点移到A、B、C各点时电场力作功WPA、WPB、WPC的大小关系为________．
5、如图7，a、b、c、d为某电场中的等势面，一带正电粒子飞入电场后只在电场力作用下沿M点到N点的虚线运动．由图可知，四个等势面电势Ua、Ub、Uc、Ud由高到低的排列顺序是_______，带电粒子在M、N两点中，电势能较大的是_________点．
6、如图3，绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为E．在与环心等高处放有一质量为m、带电＋q的小球，由静止开始沿轨道运动，下述说法正确的是（ ）
　　A．小球在运动过程中机械能守恒
　　B．小球经过环的最低点时速度最大
　　C．小球经过环的最低点时对轨道压力为（mg＋Eq）
D．小球经过环的最低点时对轨道压力为3（mg－qE）
7、若带正电的小球只受电场力的作用，则它在任意一段时间内（ ）
　　A．一定沿着电场线由高电势向低电势运动
　　B．一定沿着电场线由低电势向高电势运动
　　C．不一定沿电场线运动，但一定由高电势向低电势运动
　　D．不一定沿电场线运动，也不一定由高电势向低电势运动
8、在静电场中，关于场强和电势的说法正确的是（ ）
　　A．电场强度大的地方电势一定高
　　B．电势为零的地方场强也一定为零
　　C．场强为零的地方电势也一定为零
　　D．场强大小相同的点电势不一定相同
9、在匀强电场中有a、b、c三点，位置关系如图52-6所示，其中ab=√3 cm，bc=1cm已知电场线与abc三点所在的平面平行,若将电量为-2×10－８C的点电荷从a 移到b，电场力不做功，而把该电荷从a移到c，电场力做功为1.8×10－７J?
(1)画出通过 a、b、c 三点的电场线?
(2)求该匀强电场的电场强度

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