電勢能 電勢 高二上學期物理人教版（2019）必修第三冊

新人教版必修三第十章

靜電場中的能量第1節(jié)電勢能電勢新課引入一個正電荷在勻強電場中只受到靜電力F的作用，它在電場中由A點運動到B點時，靜電力做了正功WAB。E

ABF是一種什么形式的能量在減少呢？

由動能定理可知，該電荷的動能增加了WAB。根據(jù)能量守恒定律，動能增加就意味著有某種形式的能量在減少。從做功角度研究能量是我們常用的思路，靜電力做功有什么特點呢？二、光的折射學習任務一：靜電力做功的特點

質(zhì)量為的小球，在地面附件不管如何運動，受到的重力都等于，方向豎直向下用類比法研究電場能的性質(zhì)

一個帶電量為的正試探電荷在勻強電場中，不管怎樣運動，受到的靜電力大小都等于，方向與場強方向相同。重力做功的特點與路徑無關，由初末位置的高度差來決定靜電力做功是否具有這樣的特點？二、光的折射學習任務一：靜電力做功的特點情景1：將正的檢驗電荷q從A沿直線移至B，求電場力的功W=F·|AB|cosθ=q

E·|AM|情景2：將正的檢驗電荷q從A沿折線移至B，求電場力的功對AM:W1=qE·|AM|對MB:W2=0對全程:W=W1+W2=qE·|AM|二、光的折射學習任務一：靜電力做功的特點情景3：將正的檢驗電荷q從A沿曲線移至B，求電場力的功W=W1+W2+W3+…

=qE·|AM|W1=q

E

·x1W2=qE·x2…………二、光的折射學習任務一：靜電力做功的特點

在勻強電場中移動電荷時,電場力做的功與電荷經(jīng)過的路徑無關,與電荷的起始位置和終止位置有關上述結(jié)論對任意電場都是成立的總結(jié)：學習任務二：電勢能

重力做功反映了與初末位置有關的一個物理量的變化。EP=mghWG=mgh1-mgh2=－ΔEp電場力做功反映了與初末位置有關的一個物理量的變化。W電

=Ep1-Ep2=－ΔEp物體運動時，重力對它做的功只跟它的起點和終點位置的高度差有關，而跟物體運動的路徑無關。在勻強電場中移動電荷時,靜電力做的功與電荷經(jīng)過的路徑無關,與電荷的起始位置和終止位置有關1.電場中的電荷由于受到電場力作用而具有的勢能，這種勢能叫電勢能（Ep）。正電荷從A點移到B點時，靜電力做正功，電荷的電勢能減少。正電荷從B點移到A點時，靜電力做負功，即電荷克服靜電力做功，電荷的電勢能增加。把正電荷從A點移到B

+

把正電荷從B點移到A

-

學習任務二：電勢能2.電勢能與電場力做功的關系：二、光的折射學習任務二：電勢能3.電勢能是相對的，具體數(shù)值與零勢能面的選取有關；4.電勢能為電荷和對它作用的電場組成的系統(tǒng)共有。5.電勢能是標量。

通常把電荷在離場源電荷無限遠處的電勢能規(guī)定為0，或把電荷在大地表面的電勢能規(guī)定為0。多遠算“無限遠”呢？我們說某個電荷的電勢能，只是一種簡略的說法。例如：EpA=3J比0勢能點多3J

EpB=-3J比0勢能點低3JEpA＞EpB二、光的折射學習任務二：電勢能1.電荷在某點的電勢能，等于把它從該點移動到零勢能面時靜電力所做的功。EAB若以A點作為零勢能面，則有

EPA-EPB=WAB因EPA=0，則EPB=-WAB如圖，若A→B電場力所做功為WAB若以B點作為零勢能面，則EPA-0=WAB即EPA=WAB

2.選擇不同的零勢能面，對于同一個帶電體在同一點來說電勢能大小是不相同的。6.電勢能的大?。嚎偨Y(jié)：將帶電量為6×10-6C的負電荷從電場中的A點移到B點，克服電場力做了3×10-5J的功，再從B移到C，電場力做了1.2×10-5J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？（3）如果規(guī)定B點的電勢能為零，則該電荷在A點和C點的電勢能分別為多少？增加了1.8×10-5J.EPC=1.8×10-5J

EPC=-1.2×10-5JEPB=3×10-5J

EPA=-3×10-5J當堂訓練

電場的力的性質(zhì)我們必須用場強E來描述，那么電場的能的性質(zhì)我們又應該用什么物理量來描述呢？能否用“電勢能”呢？

電場的能的性質(zhì)也是電場本身的一種屬性，它只能由場源本身所決定，而與電場中有無放入試探電荷無關。而電勢能的大小是與試探電荷的電量q有關的（因q越大，其所受電場力就越大，具有的做功本領大，電勢能也就大），故不能用“電勢能”來描述電場的能的性質(zhì)，我們引入一個新的物理量——“電勢”來表示它。學習任務三：電勢在勻強電場的AB兩點間分別移動電荷，若取B點的電勢能為零,若點電荷的電量為q則A點的電勢能為多少?EPA/q一定嗎？學習任務三：電勢1.尋找表示電場能的性質(zhì)的物理量設EPB

=0勻強電場EABθ++qF若點電荷的電量為nq哪？學習任務三：電勢同理勻強電場EABθ++qF該比值是一個與q無關，僅與電場及A點的位置有關的量?？梢宰C明，對其它電場同樣使用（6）標量確定某點的電勢，應先規(guī)定電場中某處電勢為零，通常取大地或無窮遠處的電勢為零。（2）.公式(計算時要代入正負號)(有正負,負電勢表示該處的電勢比零電勢低)（5）電勢具有相對性1V=1J/C（3）單位:伏特(V)三、電勢（1）.定義電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量之比。學習任務三：電勢（4）物理意義:反映電場能的性質(zhì)（

φ與是否放檢驗電荷、電性、電荷量都無關，由電場本身決定）2.電勢問題：正（負）電荷順（逆）著電場線運動，電場力做什么功，電勢能如何變？電勢如何變？正.順：電場力做正功，電勢能減少，電勢降低。正.逆：電場力做負功，電勢能增加，電勢升高。負.順：電場力做負功，電勢能增加，電勢降低。負.逆：電場力做正功，電勢能減少，電勢升高。結(jié)論：

順著電場線電勢逐漸降低（電場線指向電勢降低的方向）學習任務三：電勢例題將一電量為q=-2×10-6C的點電荷從電場外一點P移至電場中某點A，電場力做功4×10-5J，求A點的電勢

A。（設

P=0）解:設場外一點P的電勢為從PA,電場力做的功PAEW-=使用公式求某點的電勢時，必須代正、負號

電勢φ電勢能Ep物理意義反映電場的能的性質(zhì)的物理量反映電荷在電場中某點所具有的能量相關因素電場中某一點的電勢φ的大小，只跟電場本身有關，跟點電荷q無關電勢能的大小是由點電荷q和該點電勢φ共同決定的大小電勢沿電場線逐漸降低，規(guī)定零電勢點后，某點的電勢高于零，則為正值；某點的電勢低于零，為負值正點電荷(＋q)電勢能的正負跟電勢的正負相同；負點電荷(－q)電勢能的正負跟電勢的正負相反單位伏特V焦耳J聯(lián)系φ＝Ep/q或Ep＝qφ，二者均是標量電勢能大小的判斷請熟記，正電荷在電勢高的地方電勢能大3.電勢能與電勢的區(qū)別與聯(lián)系學習任務三：電勢

電勢φ電場強度E物理意義描述電場能的性質(zhì)描述電場力的性質(zhì)大小(1)電場中某點的電勢等于該點跟選定的標準位置(零電勢點)間的電勢差(2)φ＝Ep/q，φ在數(shù)值上等于單位正電荷在電場中該點具有的電勢能(1)電場中某點的電場強度等于放在該點的點電荷所受的電場力F跟點電荷電荷量q的比值(2)E＝F/q，E在數(shù)值上等于單位電荷在該點所受到的靜電力矢標性標量矢量單位VN/C或V/m聯(lián)系(1)電勢沿著電場強度的方向降低(2)大小之間不存在任何關系，電勢為零的點，電場強度不一定為零；電勢高的地方，電場強度不一定大；電場強度為零的地方，電勢不一定為零；電場強度大的地方，電勢不一定高。學習任務三：電勢4.電勢與電場強度的區(qū)別與聯(lián)系電勢高低判斷方法（2）場源電荷判斷法：離場源正電荷越近，電勢越高，離場源負電荷越近，電勢越低.若以無窮遠處電勢為零，正點電荷周圍各處的電勢都為正，負點電荷周圍各處的電勢都為負。（1）沿電場線(場強)方向電勢逐漸降低（且降低的最快）。即電場線指向電勢降低的方向。（3）電勢能判斷法：正電荷在高電勢處電勢能較大；負電荷在低電勢處電勢能較大.拓展當堂達標檢測1．如圖，在電場強度為的勻強電場中有A、B、C三個點，AB為5cm，BC為12cm，其中AB沿電場方向，BC和電場方向的夾角為。將電荷量為的正電荷從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？解析：靜電力做功電場力做功與路徑無關，則將該電荷沿直線由點移到點，靜電力做的功仍為當堂達標檢測2.把的試探電荷放在電場中的A點，具有

的電勢能，求：(1)A點的電勢；(2)若把的試探電荷放在電場中的A點，電荷所具有的電勢能是多少？解析：(1)A點的電勢

(2)若把q2=2×10-10C的試探電荷放在電場中的A點，電荷所具有的電勢能是

當堂達標檢測3.回答下列題目后小結(jié)：如何根據(jù)試探電荷的電勢能來判斷電場中兩點電勢的高低？(1)q在A點的電勢能比在B點的大，A、B兩點哪點電勢高？(2)-q在A點的電勢能比在B點的大，A、B兩點哪點電勢高？(3)Q在E點的電勢能為負值，-q在F點的電勢能是負值，E、F兩點哪點電勢高？解析：(1)+q在A點的電勢能比在B點大，根據(jù)電勢的定義式，可知A點的電勢較高。(2)-q在C點的電勢能比在D點大，根據(jù)電勢的定義式可知D點的電勢較高。(3)+q在E點的電勢能為負值，-q在F點的電勢能也為負值，根據(jù)公式知E點的電勢為負值，F(xiàn)點的電勢為正值，故E點電勢低于F點電勢。由以上分析可知：正電荷的電勢能大的地方電勢高；負電荷在電勢能小的地方電勢高。當堂達標檢測4.根據(jù)圖解答以下題目，然后進行小結(jié)：如何根據(jù)勻強電場的電場線來判斷兩點電勢的高低？

(1)M、N是勻強電場中同一條電場線上的兩點，哪點電勢高？(2)M、P是勻強電場中不在同一條電場線上的兩點，AB是過M點與電場線垂直的直線，則M、P兩點哪點電勢高？解析：(1)M、N是勻強電場中同一條電場線上的兩點，因正電荷從M到N電場力做正功，則電勢能減小，則M點電勢高；(2)AB是過M點與電場線垂直的直線，AB是等勢線，而等勢線上各點電勢高于P點，可知M點電勢高于P點電勢?？偨Y(jié)：若勻強電場中的兩點在同一電場線上，則沿電場線電勢降低，從而判斷兩點電勢高低；若兩點不在同一電場線上，則可先做過其中一點的等勢線，找到與另一點在同一電場線上的位置，然后判斷電勢高低。當堂達標檢測5．如圖，A、B是點電荷電場中同一條電場線上的兩點，把電荷量為的試探電荷從無窮遠移到A點，靜電力做的功為；把為的試探電荷從無窮遠移到B點，靜電力做的功為。請判斷：場源電荷是正電荷還是負電荷？場源電荷的位置是在A、B的左邊還是右邊？解析：由題意知，試探電荷

在A點具有的電勢能為試探電荷q2在B點具有的電勢能為則A、B兩點的電勢分別為因為無窮遠處電勢為零，又，所以場源電荷為負電荷，電場線方向是從高電勢指向低電勢，所以電場線方向是從B