《高一物理备课导学案(人教版2019必修第三册)》10.1 电势能和电势(导学案)(原卷版)
第 1 节 电势能和电势
【自主预习】
一、静电力做功的特点
1.静电力做功:在匀强电场中,静电力所做的功 。其中 θ为① 的夹角。
2.特点:在静电场中移动电荷时,静电力所做的功与电荷的② 和③ 有关,与电荷④
无关。以上结论适用于匀强电场和非匀强电场。
二、电势能
1.概念:电荷在⑤ 中的势能,可用 表示。
2.大小:电荷在某点的电势能,等于把它从这点移动到⑥ 位置时静电力所做的功。
3.与静电力做功的关系:静电力所做的功等于电势能的⑦ ,用公式表示为 。静电力
做正功,电势能⑧ ;静电力做负功,电势能⑨ 。
4.电势能的数值大小与⑩ 的选取有关,通常把电荷在⑪ 或大地表面的电势能规定为
0。
三、电势
1.定义:电荷在电场中某一点的⑫ 之比。
2.定义式:φ=⑬ 。
3.单位:在国际单位制中,电势的单位为伏特,符号是⑭ 。
4.矢标性:电势是⑮ ,但有正值和负值之分。
5.相对性:
(1)电势是相对的,只有先确定了电场中某点的电势为 0以后,才能确定电场中其他各点的电势,即电场中
某点的电势跟⑯ 位置的选择有关。
(2)电势正值与负值的意义:在规定了零电势后,电场中各点电势可以是正值,也可以是负值。正值表示该
点电势⑰ 零电势;负值表示该点电势⑱ 零电势。
6.与电场线的关系:沿电场线的方向电势⑲ 。
【方法突破】
一、对静电力做功、电势能的理解
1.对静电力做功特点的理解
(1)静电力对电荷所做的功,与电荷的初末位置有关,与电荷经过的路径无关。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。
2.电势能的特点
(1)电势能是由电场和电荷共同决定的,属于电荷和电场所共有的,我们习惯上说成电荷的电势能。
(2)电势能是标量,有正负但没有方向,其正负表示大小。
(3)电势能是相对的,其大小与选定的参考点有关。确定电荷的电势能,首先应确定参考点,也就是零势
能点的位置。
3.电势能增减的判断方法
(1)做功判断法
无论正、负电荷,只要电场力做正功,电荷的电势能一定减小;只要电场力做负功,电荷的电势能一定增
大。
(2)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。
负电荷顺着电场线的方向移动时,电势能逐渐增大;逆着电场线的方向移动时,电势能逐渐减小。
4.电势能与重力势能的比较
两种势能
比较内容
电势能 重力势能
定义 电场中的电荷具有的势能——电势能 重力场中的物体具有的势能——重力势
能
系统性 电荷和电场 物体和地球
大小的
相对性
电荷在某点的电势能等于把电荷从该点
移到零势能位置时静电力做的功
物体在某点的重力势能等于把物体从该
点移到零势能位置时重力做的功
变化大小 电场力做的功是电势能变化大小的量
度,静电力做的功等于电势能的减少量
重力做的功是重力势能变化大小的量
度,重力做的功等于重力势能的减少量
的量度
对应力做功
的特点
做功多少只与始末位置有关,与经过的路径无关,且做的功等于势能的减少量
【例 1】如图所示,实线为三条未知方向的电场线,从电场中的 M点以相同的速度飞出 a、b两个带电粒子,
a、b的运动轨迹如图中的虚线所示,设 a、b只受电场力作用,则( )
A.a一定带正电,b一定带负电
B.电场力对 a做正功,对 b做负功
C.a的速度将减小,b的速度将增大
D.a的加速度将减小,b的加速度将增大
【针对训练 1】一个电荷只在电场力作用下从电场中的 A点移到 B点时,电场力做了 5×10-6 J 的功,那么(
)
A.电荷在 B处时将具有 5×10-6 J 的电势能
B.电荷在 B处将具有 5×10-6 J 的动能
C.电荷的电势能减少了 5×10-6 J
D.电荷的动能减少了 5×10-6 J
二、对电势的理解
1.电势的特点
(1)电势具有相对性;电势是相对的,电场中某点的电势高低与零电势点的选取有关。通常将离场源电荷
无穷远处,或是地球表面选为零电势点。
(2)电势是标量:电势是只有大小、没有方向的物理量,在规定了电势零点后,电场中各点的电势可能是
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