人教版 (2019)必修 第三册1 电势能和电势精品学案及答案

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[学习目标] 1.知道静电力做功的特点，掌握静电力做功与电势能变化之间的关系(重点)。2.理解电势能、电势的概念及电势和电势能的相对性(重难点)。3.掌握电势能的计算方法(重点)。4.会判断电场中两点电势的高低(重点)。
一、静电力做功的特点
如图所示，正试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中，仅在静电力作用下从A移动到B。
(1)若q沿直线(图甲)运动，静电力做的功为多少？
(2)若q沿折线(图甲)AMB从A点移动到B点，静电力做的功为多少？
(3)若q沿任意曲线ANB(图乙)从A点移动到B点，静电力做的功为多少？
(4)由此可得出什么结论？
答案 (1)静电力对试探电荷q做的功WAB＝Fcs θ·|AB|＝qEcs θ·|AB|＝qE·|AM|；
(2)在q沿AM移动过程中静电力做功W1＝qE·|AM|，在q沿MB移动过程中静电力做功W2＝0，总功WAMB＝W1＋W2＝qE·|AM|；
(3)WANB＝W1＋W2＋W3＋…＋Wn＝qE·|AM|；
(4)电荷在匀强电场中沿不同路径由A点运动到B点，静电力做功相同。说明静电力做功与路径无关，只与初、末位置有关。
静电力做功的特点：静电力所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。
注意：这个结论虽然是从匀强电场中推导出来的，但是可以证明对非匀强电场也是适用的。二、电势能
(1)分析正电荷只在静电力作用下从A→B运动(图甲)和从B→A运动时(图乙)静电力做功情况、动能和电势能的变化。
(2)参考重力做功与重力势能变化的关系总结静电力做功与电势能之间有什么关系。
(3)如果规定B点为零势能位置，若电荷从A移动至B静电力对电荷做功为WAB，则电荷在A点电势能是多少？
答案 (1)从A→B静电力做正功，动能增加，电势能减少；
从B→A静电力做负功，动能减少，电势能增加。
(2)WAB＝EpA－EpB，WAB＝－ΔEp
静电力做的功等于电势能的减少量。
(3)由WAB＝EpA－EpB＝EpA－0得EpA＝WAB。
1．定义：电荷在电场中具有的势能，是与位置有关的物理量。符号：Ep。
2．静电力做功与电势能变化之间的关系：
(1)WAB＝EpA－EpB。
(2)静电力做正功，即WAB>0，电势能减少；静电力做负功，即WABEpB φA>φB
(2)EpAφB
(3)由(1)(2)说明，电场中两点电势高低与试探电荷无关。沿电场线方向电势逐渐降低。
4．电势高低的判断：沿着电场线方向电势逐渐降低。
5．电势的相对性：只有在规定了零电势点之后，才能确定电场中某点的电势，一般选大地或离场源电荷无限远处的电势为0。
6．电势是标(填“矢”或“标”)量，但有正负。在同一电场中，电势为正值表示该点电势高于零电势，电势为负值表示该点电势低于零电势。
注意：通过φ＝eq \f(Ep,q)计算时，Ep、q均需代入正负号。
(1)电场强度为零的位置电势也为零。( × )
(2)电场强度大的位置电势不一定高。( √ )
(3)电势降低的方向就是电场线的方向。( × )
(4)某电场中，A点的电势φA＝－3 V，B点的电势φB＝－4 V，则φAφb>φc
C．Ea>Eb>Ec，φa>φb>φc
D．Ea＝Eb＝Ec，φa