《高中物理同步备课学案（2019人教版必修第三册）》专题 第一节 电势能和电势 题型分析

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专题　电势能和电势 题型分析
专题一 静电力做功和电势能
例1 将带电荷量为 6×10－6 C 的负电荷从电场中的 A点移到 B点，克服静电力做了
3×10－5 J 的功，再从 B移到 C，静电力做了 1.2×10－5 J 的功，则：
(1)电荷从 A移到 B，再从 B移到 C的过程中电势能改变了多少？
(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？
解析　(1)WAC＝WAB＋WBC＝(－3×10－5＋1.2×10－5) J＝－1.8×10－5 J。
可见电势能增加了 1.8×10－5 J。
(2)如果规定 A点的电势能为零，由公式得该电荷在 B点的电势能为
EpB＝EpA－WAB＝0－WAB＝3×10－5 J。
同理，C点的电势能为
EpC＝EpA－WAC＝0－WAC＝1.8×10－5 J。
(3)如果规定 B点的电势能为零，则该电荷在 A点的电势能为 EpA′＝EpB′＋WAB＝0＋
WAB＝－3×10－5 J。
C点的电势能为 EpC′＝EpB′－WBC＝0－WBC＝－1.2×10－5 J。
答案　(1)增加了 1.8×10－5 J　(2)3×10－5 J　1.8×10－5 J　(3)－3×10－5 J　
－1.2×10－5 J
归纳总结：1.静电力做功与电势能的联系
1
(1)电势能的高低与零电势能点的选取有关，电势能的变化与零电势能点的选取无关。
(2)电势能与静电力做功的关系是求电势能变化或静电力做功的重要理论依据。
2.电势能增减的判断方法
做 功 判 断
法
无论正、负电荷，只要静电力做正功，电荷的电势能一定减小；反之，做负功则
增大
电 场 线 判
断法
正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小；逆着电场线的方向移动时，
电势能逐渐增大。负电荷的情况正好相反
电 势 判 断
法
由公式 Ep＝qφ 知，正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势高的地方电
势能小
专题二 电场中的功能关系
例2 质子和中子是由更基本的粒子即所谓“夸克”组成的．两个强作用电荷相反(类
似于正负电荷)的夸克在距离很近时几乎没有相互作用(称为“渐近自由”)；在距离较远时，
它们之间就会出现很强的引力(导致所谓“夸克禁闭”)．作为一个简单的模型，设这样的
两夸克之间的相互作用力 F与它们之间的距离 r的关系为 F＝式中 F0为大于零的常量，负
号表示引力．用 U表示夸克间的势能，令 U0＝F0(r2－r1)，取无穷远为零势能点．下列 U－
r图示中正确的是(　　)
解析　从无穷远处电势为零开始到 r＝r2位置，势能恒定为零，在 r＝r2到r＝r1过程中，
恒定引力做正功，势能逐渐均匀减小，即势能为负值且越来越小，此过程图象为 A、B选
项中所示；r<r1之后势能不变，恒定为－U0，由引力做功等于势能减少量，故 U0＝F0(r2－
r1)．
答案　B
归纳总结：电势能大小的判断方法：
①利用Ep＝qφ 来进行判断，电势能的正负号是表示大小的，在应用时把电荷量和电势
都带上正负号进行分析判断．
② 利用做功的正负来判断，不管正电荷还是负电荷，静电力对电荷做正功，电势能减
少；静电力对电荷做负功，电势能增加.
2
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