10.1 电势能和电势 学案 高中物理人教版（2019）必修第三册

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10.1电势能和电势—2023-2024学年高二物理人教版（2019）必修第三册基础知识导学一、静电力做功的特点1．特点：静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，与电荷经过的路径无关。2．在匀强电场中静电力做功：WAB＝qE·LABcos θ，其中θ为静电力与位移间的夹角。静电力做功特点是从匀强电场中推导出来的，但对非匀强电场也是适用的。二、电势能1．概念：电荷在电场中具有的势能。用Ep表示。2．静电力做功与电势能变化的关系静电力做的功等于电势能的减少量，WAB＝EpA－EpB。静电力做正功，电势能减少静电力做负功，电势能增加3．电势能的大小：电荷在某点的电势能，等于把它从这点移到零势能位置时静电力所做的功。4．零势能点：电场中规定的电势能为零的位置，通常把电荷在离场源电荷无限远处或大地表面的电势能规定为零。三、电势1．定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比。2．定义式：φ＝eq \f(Ep,q)。3．单位：国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是V，1 V＝1 J/C。4．特点(1)相对性：电场中各点电势的大小，与所选取的零电势的位置有关，一般情况下取离场源电荷无限远或大地为零电势位置。(2)标矢性：电势是标量，只有大小，没有方向，但有正负。重难问题探究1、静电力做功与重力做功类似。负电荷沿着电场线的方向移动时，静电力做正功还是负功？电势能如何变化？负电荷逆着电场线的方向移动时，静电力做正功还是负功？电势能如何变化？2、电势的高低与移动电荷的正、负有关吗？基础小题试练1.电荷量为q的电荷在电场中由A点移到B点时，电场力做功W，由此可算出两点间的电势差为U，若让电荷量为2q的电荷在电场中由A点移到B点，则( )A.电场力做功仍为W B.电场力做功为C.两点间的电势差仍为U D.两点间的电势差为2.关于静电场的等势面，下列说法正确的是( )A.两个电势不同的等势面可能相交B.电场线与等势面处处相互垂直C.同一等势面上各点电场强度一定相等D.将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功3.在电场中，两点间的电势差为两点间的电势差为，则三点电势高低关系为( )A. B. C. D.答案以及解析1.答案：C解析：在同一个电场中，两点之间的电势差就不变，与放入的电荷的电荷量的大小无关，是由AB之间的电势差的大小还是U；让电荷量为2q的点电荷在电场中由A点移到B点，电场力做功为，故ABD错误，C正确。故选C。2.答案：B解析：A、沿电场线的方向电势降低，所以电势不同的等势面不可能相交，故A错误；B、根据电场线与等势面的关系可知，电场线与等势面互相垂直，故B正确；C、电场强度的大小与电势的高低没有关系，所以同一等势面上各点电场强度不一定相等，故C错误；D、负电荷在等势面高的位置的电势能小，所以将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电势能增大，电场力做负功，故D错误。故选：B。3.答案：C解析：由题意知，，则，则，又，则，故，A、B、D错误，C正确.