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高中人教版 (2019)1 电势能和电势学案
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这是一份高中人教版 (2019)1 电势能和电势学案，共5页。学案主要包含了学习目标，学习重难点，学习过程等内容，欢迎下载使用。
【学习目标】
1．通过讨论静电力对试探电荷做功，知道静电力做功与路径无关的特点。
2．将静电力做功与重力做功进行类比，理解静电力做功与电势能变化的关系。认识电势能的相对性。
3．知道电势的定义方法及其定义公式、单位。
【学习重难点】
1．重点：理解掌握电势能、电势的概念及意义。
2．难点：掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。
【学习过程】
一、展示导入
如图所示，（1）小球受重力从高处A落下高度h到B点，该过程中重力对小球
做 功，做功为W= ， 转化为 ；
（2）若从A点沿直线移动到C点，该过程中重力对小球做 功 ，做功为W= ， 转化为 。
小结：重力做功特点为
重力做功和重力势能变化的关系为
二、探究准备
探究：静电力做功的特点
（1）如图甲所示，把电荷+q沿直线从A移到C，静电力对+q所做的功可以表示为：
（2）如图甲所示，把电荷+q沿折线ABC从A移到C，静电力对+q所做的功可以表示为：
（3）如图乙所示，把电荷+q沿任意曲线ANC从A移到C，静电力对+q所做的功可以表示为：
结论：静电力做功的特点是：
三、合作探究
讨论1：电场力做功与电势能变化的关系
（1）如图甲所示，当正电荷在电场中从A点移动到B点时，静电力做 功，动能 ，电势能 ；
（2）如图乙所示，当正电荷在电场中从B点移动到A点时，静电力做 功，动能 ，电势能 。
（3）电场力做功和电势能变化的关系可以表示为：
小结：电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到 静电力所做的功。
1．电势能
（1）定义：电荷在电场中受电场力作用，具有由位置决定的能。
（2）电场力做功和电势能变化的关系：WAB=-∆EP=EPA-EPB
（3）通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为0，或把电荷在大地表面上的电势能规定为0。
讨论2：在相同的电场中，在同样的两点之间，移动正电荷与移动负电荷，电势能变化的情况相同么？
（1）如图甲所示，若把正电荷在电场中从A点移动到B点时，静电力做______功，动能 ，电势能 。
（2）如图乙所示，若把负电荷在电场中从A点移动到B点时，静电力做______功，动能 ，电势能 。
例1．如图所示，把不同的电荷q从A点移动到电场中的B点或C点，匀强电场的电场强度大小为E=1×104N/C，AB间距为L1=3cm，AC间距为L2=4cm，请完成相关运算，把结果填入表格中。（把电荷在A点的电势能规定为零）
通过计算，你发现了什么？请将你的想法写在下面的横线上。
答：
2．电势
（1）定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。用表示。表达式：φ=EPq（与试探电荷无关）
（2）电势是标量，它只有大小没有方向，但有正负。
（3）单位：伏特（V）1V＝1J/C
（4）物理意义：电荷量为1C的电荷在该点的电势能是1J，则该点的电势就是1V。
例2．完成以下题目后小结：如何根据试探电荷的电势能来判断电场中两点电势的高低？
（1）+q在A点的电势能比在B点大，A、B两点哪点电势高？
（2）-q在C点的电势能比在D点大，C、D两点哪点电势高？
（3）+q在E点的电势能为负值，-q在F点的电势能为负值，E、F两点哪点电势高？
小结：
例3．点电荷+Q产生的电场线分布如图所示，A、B为同一条电场线上的两个点，若将试探电荷+q从A点移到无穷远处电场力所做的功为W，（取无穷远处为电势零点）
（1）+q在A点的电势能为 ，A点电势为 ；
（2）-q在A点的电势能为 ，若将-q也从A点移到无穷远，电场力所做的功为 ；
（3）将+q从B点移到无穷远处，电场力做的功W’ W，则+q在B点的电势能 +q在A点的电势能，B点的电势 A点的电势。
小结：
四、当堂检测
1．将带电量为6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了3×10-5J的功，再从B移到C，电场力做了1.2×10-5J的功，则
（1）电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能共改变了多少？
（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？
2．一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5×10－6J的功，那么（ ）
A．电荷在B处时将具有5×10－6J的电势能
B．电荷在B处将具有5×10－6J的动能
C．电荷的电势能减少了5×10－6J
D．电荷的动能增加了5×10－6J
3．如图所示，A、B为某电场线上的两点，那么以下的结论正确的是（ ）
A．把正电荷从a移到b，电场力做正功，电荷的电势能减少
B．把正电荷从a移到b，电场力做负功，电荷的电势能增加
C．把负电荷从a移到b，电场力做正功，电荷的电势能增加
D．从a到b电势逐渐降低
4．有关电场中某点的电势，下列说法中正确的是（ ）
A．由放在该点的电荷所具有的电势能的多少决定
B．由放在该点的电荷的电量多少来决定
C．与放在该点的电荷的正负有关
D．是电场本身的属性，与放入该点的电荷情况无关q
WAB
EPB
WAC
EPC
1×10-6C
2×10-6C
-1×10-6C
-2×10-6C
【学习目标】
1．通过讨论静电力对试探电荷做功，知道静电力做功与路径无关的特点。
2．将静电力做功与重力做功进行类比，理解静电力做功与电势能变化的关系。认识电势能的相对性。
3．知道电势的定义方法及其定义公式、单位。
【学习重难点】
1．重点：理解掌握电势能、电势的概念及意义。
2．难点：掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。
【学习过程】
一、展示导入
如图所示，（1）小球受重力从高处A落下高度h到B点，该过程中重力对小球
做 功，做功为W= ， 转化为 ；
（2）若从A点沿直线移动到C点，该过程中重力对小球做 功 ，做功为W= ， 转化为 。
小结：重力做功特点为
重力做功和重力势能变化的关系为
二、探究准备
探究：静电力做功的特点
（1）如图甲所示，把电荷+q沿直线从A移到C，静电力对+q所做的功可以表示为：
（2）如图甲所示，把电荷+q沿折线ABC从A移到C，静电力对+q所做的功可以表示为：
（3）如图乙所示，把电荷+q沿任意曲线ANC从A移到C，静电力对+q所做的功可以表示为：
结论：静电力做功的特点是：
三、合作探究
讨论1：电场力做功与电势能变化的关系
（1）如图甲所示，当正电荷在电场中从A点移动到B点时，静电力做 功，动能 ，电势能 ；
（2）如图乙所示，当正电荷在电场中从B点移动到A点时，静电力做 功，动能 ，电势能 。
（3）电场力做功和电势能变化的关系可以表示为：
小结：电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到 静电力所做的功。
1．电势能
（1）定义：电荷在电场中受电场力作用，具有由位置决定的能。
（2）电场力做功和电势能变化的关系：WAB=-∆EP=EPA-EPB
（3）通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为0，或把电荷在大地表面上的电势能规定为0。
讨论2：在相同的电场中，在同样的两点之间，移动正电荷与移动负电荷，电势能变化的情况相同么？
（1）如图甲所示，若把正电荷在电场中从A点移动到B点时，静电力做______功，动能 ，电势能 。
（2）如图乙所示，若把负电荷在电场中从A点移动到B点时，静电力做______功，动能 ，电势能 。
例1．如图所示，把不同的电荷q从A点移动到电场中的B点或C点，匀强电场的电场强度大小为E=1×104N/C，AB间距为L1=3cm，AC间距为L2=4cm，请完成相关运算，把结果填入表格中。（把电荷在A点的电势能规定为零）
通过计算，你发现了什么？请将你的想法写在下面的横线上。
答：
2．电势
（1）定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。用表示。表达式：φ=EPq（与试探电荷无关）
（2）电势是标量，它只有大小没有方向，但有正负。
（3）单位：伏特（V）1V＝1J/C
（4）物理意义：电荷量为1C的电荷在该点的电势能是1J，则该点的电势就是1V。
例2．完成以下题目后小结：如何根据试探电荷的电势能来判断电场中两点电势的高低？
（1）+q在A点的电势能比在B点大，A、B两点哪点电势高？
（2）-q在C点的电势能比在D点大，C、D两点哪点电势高？
（3）+q在E点的电势能为负值，-q在F点的电势能为负值，E、F两点哪点电势高？
小结：
例3．点电荷+Q产生的电场线分布如图所示，A、B为同一条电场线上的两个点，若将试探电荷+q从A点移到无穷远处电场力所做的功为W，（取无穷远处为电势零点）
（1）+q在A点的电势能为 ，A点电势为 ；
（2）-q在A点的电势能为 ，若将-q也从A点移到无穷远，电场力所做的功为 ；
（3）将+q从B点移到无穷远处，电场力做的功W’ W，则+q在B点的电势能 +q在A点的电势能，B点的电势 A点的电势。
小结：
四、当堂检测
1．将带电量为6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了3×10-5J的功，再从B移到C，电场力做了1.2×10-5J的功，则
（1）电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能共改变了多少？
（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？
2．一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5×10－6J的功，那么（ ）
A．电荷在B处时将具有5×10－6J的电势能
B．电荷在B处将具有5×10－6J的动能
C．电荷的电势能减少了5×10－6J
D．电荷的动能增加了5×10－6J
3．如图所示，A、B为某电场线上的两点，那么以下的结论正确的是（ ）
A．把正电荷从a移到b，电场力做正功，电荷的电势能减少
B．把正电荷从a移到b，电场力做负功，电荷的电势能增加
C．把负电荷从a移到b，电场力做正功，电荷的电势能增加
D．从a到b电势逐渐降低
4．有关电场中某点的电势，下列说法中正确的是（ ）
A．由放在该点的电荷所具有的电势能的多少决定
B．由放在该点的电荷的电量多少来决定
C．与放在该点的电荷的正负有关
D．是电场本身的属性，与放入该点的电荷情况无关q
WAB
EPB
WAC
EPC
1×10-6C
2×10-6C
-1×10-6C
-2×10-6C
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