10.1 電勢能和電勢 學(xué)案-2021-2022學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊（word版無答案）

1、靜電場中的能量10.1 電勢能和電勢【學(xué)習(xí)目標(biāo)】通過計算在勾強電場中移動電荷靜電力所做的功，認識靜電力做功跟路徑無關(guān)的特點。通過類比重力勢能引入電勢能，體會能量觀點是分析物理問題的重要方法，并進一步認識到物理學(xué)的和諧統(tǒng)一性。(3)理解電勢能的變化與靜電力做功的關(guān)系。知道常見的電勢能零點的規(guī)定方法。(4)通過建立電勢概念過程，理解電勢是從能的角度描述電場的物理量。會判斷電場中兩點電勢高低?！鹃_啟新探索】1.在沒有學(xué)習(xí)新課之前，首先回顧一下，重力做功的特點、重力做功與重力勢能的關(guān)系。 （1） 重力做功取決于 ，與 無關(guān)。 （2） 重力做正功，重力勢能 ，并且重力作多少正功，重力勢能 ；重力做負功，

2、重力勢能 ，并且重力作多少負功，重力勢能 。2. 如圖，一帶電量為+q的物塊放在光滑的水平面上，物塊的質(zhì)量為m，物塊所在區(qū)域存在水平方向的勻強電場，電場強度為E，靜止釋放后，物塊沿電場方向運動的距離為d的過程中，電場力對物塊做多少功？物塊的動能增加多少？我們知道，能量是守恒的，那么增加的動能來源于什么能量呢？ 【質(zhì)疑提升1】靜電力做功的特點 1. 分析試探電荷q在場強為E的勻強電場中，沿不同路徑從A運動到B。AB間的直線距離為L，與勻強電場場強方向夾角為，則以下三種情況下電場力做功的大?。海?）q沿直線從A到B： （2）q沿折線從A到M、再從M到B： （3）q沿任意曲線A到B： 2. 對比1中

3、三種情況下的做功大小，你可以得到在勻強電場中移動電荷時，靜電力做的功有怎樣的特點？ （1）在勻強電場中移動電荷時，靜電力所做的功與電荷的 有關(guān)，與電荷 無關(guān)。3.上面的結(jié)論是通過勻強電場中推導(dǎo)出來的，是否可以適用于非勻強電場，為什么？【質(zhì)疑提升2】電勢能 1功是能量轉(zhuǎn)化的量度，那么電場力做功對應(yīng)了怎樣的能量轉(zhuǎn)化？2. 電場力做功與電勢能變化又有怎樣的關(guān)系？如何確定電荷在電場中的電勢能？【學(xué)以致用1】1 如圖所示，勻強電場的電場強度E3103N/C,在勻強電場中沿電場方向有A、B兩點，它們間距d=2cm 。EAB（1）將一個電量q1=2105C的電荷由A移到B的過程中，電場力做了多少功？電荷的電

4、勢能如何變化，變化了多少？電荷在A點、B點的電勢能大小關(guān)系？（2）在（1）的基礎(chǔ)上，若設(shè)電荷在B點的電勢能為零，則電荷在A點的電勢能為多少？ （3）將一個電量q1=2105C的電荷由A移到B的過程中，電場力做了多少功？電荷的電勢能如何變化，變化了多少？該電荷在A點、B點的電勢能大小關(guān)系？（4）在（3）的基礎(chǔ)上，若設(shè)電荷在B點的電勢能為零，則電荷在A點的電勢能為多少？ 【質(zhì)疑提升3】電勢如圖，一帶電量為+q的物塊放在光滑的水平面上的A點，物塊所在區(qū)域存在水平方向的勻強電場，電場強度為E，靜止釋放后，物塊沿電場方向運動到B點，移動的距離為d。設(shè)B點的電勢能為零。則電荷在A點的電勢能為多少？若帶電量

5、為+2q呢？ 電荷是電場中會受到力的作用，我們稱電場有力的性質(zhì)，電場力的性質(zhì)用電場強度來描述，電場強度與引入的試探電荷無關(guān)。電荷在電場中具有電勢能，我們稱電場具有能的性質(zhì)，電勢能是否可以反映電場能的性質(zhì)？為什么？可以引入怎樣的物理量描述電場能的性質(zhì)？電勢是如何定義的，對應(yīng)的定義式、單位又是什么？電勢是標(biāo)量是矢量？某一點的電勢大小是相對的，還是一定的？為什么？6. 如圖所示，一正電荷放在A位置，沿電場線運動到B位置，正電荷的電勢能如何變化，從A到B的電勢如何變化？EAB電場強度、電勢分別是描述電場力、能性質(zhì)的物理量，那么兩者大小是否一定正相關(guān)呢？【學(xué)以致用2】1. 一檢驗電荷電荷量為Q12108

6、C，放在一電場中具有4107J的電勢能，求該點的電勢。若把電荷量為Q23109J的電荷放在該點，則電荷具有的電勢能為多少？2有一電場的電場線如圖所示，場中A、B兩點電場強度的大小Ea Eb，電勢a b，正電荷在A、B兩點的電勢能Epa Epb，負電荷A、B兩點的電勢能Epa Epb。（選填“大于”、“小于”、“等于”。）ABE【素養(yǎng)提升專練】1. 電場中有A、B兩點，把電荷從A點移到B點的過程中，電場力對電荷做正功，則可以判定( ) A電荷的電勢能減少 B電荷的電勢能增加 CA點的場強比B點的場強大 DA點的場強比B點的場強小2. 下列說法中，正確的是( )A. 當(dāng)兩個正點電荷互相靠近時，它們

7、之間的庫侖力增大，它們的電勢能也增大B. 當(dāng)兩個負點電荷互相靠近時，它們之間的庫侖力增大，它們的電勢能減小C. 一個正電荷與一個負點電荷互相靠近時，它們之間的庫侖力增大，它們的電勢能也增大D. 一個正點電荷與一個負點電荷互相靠近時，它們之間的庫侖力減小，它們的電勢能也減小 3如圖所示，在點電荷電場中的一條電場線上依次有A、B、C三點，分別把+q和-q的試驗電荷依次放在三點上，關(guān)于它所具有的電勢能的正確說法是 ( )A放上+q時，它們的電勢能EPAEPBEPC B放上+q時，它們的電勢能EPAEPBEPCC放上q時，它們的電勢能EPAEPBEPC D放上q時，它們的電勢能EPAEPBEPC4.

8、如圖所示，P、Q是兩個電荷量相等的正點電荷，它們連線的中點是O，A、 B是中垂線上的兩點，OAOB，用EA、EB、A、B分別表示A、B兩點的場強和電勢，則( ) AEA一定大于EB，A一定大于B BEA不一定大于EB，A一定大于BCEA一定大于EB，A不一定大于B DEA不一定大于EB，A不一定大于B A B C5. 如圖所示，是一獨立正點荷形成電場中的一條電場線，線段AB=BC，則（ ）A電場強度比較是EAEBB電勢比較是ABC負電荷在A處的電勢能大于在C處的電勢能D檢驗電荷沿AC方向移動電場力不做功6. 如圖，在電場強度為60 N/C的勻強電場中有A、B、C三個點，AB為5 cm，BC為1

9、2 cm，其中AB沿電場方向，BC和電場方向的夾角為60。將電荷量為410-8 C的正電荷從A點移到B點，再從B點移到C點，靜電力做了多少功？若將該電荷沿直線由A點移到C點，靜電力做的功又是多少？7有一個帶電量q=310-6C的正點電荷，從電場中的A點移到B點，克服電場力做了6104J的功，求：（1）若B點的電勢為0，電荷在A點的電勢能是多少？（2）若B點的電勢為0，A點的電勢是多少？8. 如圖， A、B 為一對等量同種電荷連線上的兩點 （其中 B 為中點），C 為連線中垂線上的一點。今將一個電荷量為 q 的負點電荷自 A 沿直線移到 B 再沿直線移到 C，請分析在此過程中該電荷的電勢能的變化情況。9. 將帶電量為610-6C的負電荷從電場中的A點移到B點，克服電場力做了310-5J的功，再從B移到C，電場力做了1.210-5J的功，則（1）電荷從A移到B，再從B移到C的過程中電勢能共改變了多少？（2）如果規(guī)定A點的電勢能為零，則該電荷在B點和C點的電勢能分別為多少？10. 如圖，A、B