电势能和电势（一）导学案--高二上学期物理人教版（2019）必修第三册.docx

10.1电势能和电势（一） 学习目标：1、通过计算在匀强电场中移动电荷静电力做的功，认识静电力做功跟路径无关的特点。 2、通过类比重力势能引入电势能，体会能量观点是分析物理问题的重要方法，并进一步认识到物理学的和谐统一性。 3、理解电势能的变化与静电力做功的关系。知道常见的电势能零点的规定方法。 【预习案】1.匀强电场 ：电场中各点电场强度的 相等、 相同。把一个正电荷静放在匀强电场中，电荷的受力方向为 ，物体做 运动。2.功：功的计算公式为 。3.重力势能定义： ；重力做功特点： ；重力做功与重力势能变化关系： 。4.静电力做功的点： ； 静电力对电荷做的功与电势能变化关系： 。【探究案】探究点一 静电力做功的特点结合右图分析试探电荷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。静电力做功特点：(1)静电力对电荷所做的功，与电荷的 有关。与电荷经过的 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。 探究点二 电势能（学法指导：与重力做功和重力势能的关系相类比）1.静电力做功也与路径无关，此过程中是不是也有某种势能的变化？我们可以给它一个物理名称吗？2.静电力做功与电势能变化有什么样的关系？来源:Z*xx*k.Com表达式： 结论:电场力做正功，电荷的电势能 ；电场力做负功，电荷的电势能 3、电荷在电场中某点电势能的大小确定方法:电荷在电场中某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零电势能位置时电场力所有做的功。如上式若取B为电势能零点，则A点的电势能为： 。 零电势能点的规定：一般选大地或无穷远处的电势能为零思考:（1）在同一电场中同一点，等量的正电荷与负电荷具有的电势能相等吗?（2）电势能属于机械能吗？例1、将带电量为6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了3×10-5J的功，再从B移到C，电场力做了1.2×10-5J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？来源:Z*xx*k.Com（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点的电势能又分别为多少？探究点三 对电势能的理解特点理解系统性电势能是由电场和电荷共同决定的，是属于系统性电荷和电场所共有的，我们习惯上说成电荷的电势能相对性电势能是相对的：其大小与选定的零电势能点有关确定电荷的电势能，首先应确定参考点标量性电势能是标量，有正负之分但没有方向，正负表示电势能的大小计算电荷在电场中某点的电势能：等于电场力把它计算从该点移动到零电势能位置时电场力所做的功【训练案】知识训练：1如图所示，在匀强电场中有A、B两点，将一电荷量为q的正电荷从A点移到B点，第一次沿直线AB移动该电荷，电场力做功为W1；第二次沿路径ACB移动该电荷，电场力做功为W2；第三次沿曲线AB移动该电荷，电场力做功为W3，则()AW1W2BW3W2 CW1W3 DW1W32如图所示，在电场强度为60N/C的匀强电场中有a、b、c三个点，ab为5cm，bc为12cm，其中ab沿电场方向，bc和电场方向的夹角为60°。将电荷量为4×10-8C的正电荷从a点移到b点，再从b点移到c点，静电力做了多少功？若将该电荷沿直线由a点移到c点，静电力做的功又是多少？3(多选)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 负电荷在A点电势能小于在B点的电势能4.（多选）在竖直向下的匀强电场中，有a、b、c、d四个带电小球。各以水平向左、水平向右、竖直向下和竖直向上的速度做匀速直线运动，不计小球间的相互作用力，则有( ) Ac、d带异种电荷 Ba、b带同种电荷且电势能均不变 Cd的电势能减小，重力势能增加 Dc的电势能减小，重力势能增加5.如图所示，空间有一水平匀强电场，在竖直平面内有初速度为v0的带电微粒，在电场力和重力作用下沿图中虚直线由A运动至B，其能量变化情况是()A动能减少，重力势能增加，电势能减少B动能减少，重力势能增加，电势能增加C动能不变，重力势能增加，电势能减少D动能增加，重力势能增加，电势能减少6.如图所示，在粗糙、绝缘且足够大的水平面上固定着一个带负电荷的点电荷Q将一个质量为m，带电量为q的小金属块（金属块可以看成质点）放在水平面上并由静止释放，金属块将在水平面上沿远离Q的方向开始运动则在金属块运动的整个过程中（ ）A电场力对金属块做的功等于金属块增加的机械能B金属块的电势能先减小后增大C金属块的加速度一直减小D电场对金属块所做的功一定等于摩擦产生的热7.如图所示，虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为 Qa 、 Qb 和Qc ，一带正电粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示。由图可知：A、粒子从K到L的过程中，电场力做负功B、粒子从L到M的过程中，电场力做负功C、粒子从K到L的过程中，电势能增加D、粒子从L到M的过程中，动能减少学科网（北京）股份有限公司