高中物理 第1章 4 电势能和电势学案 新人教版选修3-1-新人教版高二选修3-1物理学案VIP免费

4电势能和电势[学习目标]1.知道静电力做功与路径无关。2.理解静电力做功与电势能变化的关系，理解电势能的概念，认识电势能的相对性。(难点)3.知道电势的定义方法和定义式、单位。(重点)4.知道等势面的定义，知道电场线一定垂直于等势面。一、静电力做功的特点1．特点：在静电场中移动电荷时，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．在匀强电场中电场力做功W＝qE·Lcosθ，其中θ为电场力与位移间夹角。二、电势能1．概念：电荷在静电场中具有的势能。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。3．电势能的大小：电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移到零势能位置时所做的功。4．零势能点：电场中规定的电势能为零的位置，通常把离场源电荷无穷远处或大地处的电势能规定为零。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的比值。2．定义式：φ＝。3．单位：国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是V，1V＝1J/C。4．特点(1)相对性：电场中各点电势的高低，与所选取的零电势的位置有关，一般情况下取无穷远或地球为零电势位置。(2)标矢性：电势是标量，只有大小，没有方向，但有正负。5．与电场线关系：沿电场线方向电势逐渐降低。四、等势面1．定义：电场中电势相同的各点构成的面叫作等势面。2．等势面与电场线的关系(1)电场线跟等势面垂直。(2)电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面。1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)在静电场中沿电场线方向移动正电荷时，静电力做正功。(√)(2)在静电场中沿电场线方向移动负电荷时，静电力做正功。(×)(3)在静电场中电荷运动了一段路程，电场力一定做功。(×)(4)电荷处在电场中，在电势越高的位置电势能一定越大。(×)(5)在电场中确定的两点间移动电荷量大小相等的正、负电荷时，电势能变化相同。(×)2．如图所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面。下列判断正确的是()A．1、2两点的场强相等B．1、3两点的场强相等C．1、2两点的电势相等D．2、3两点的电势相等D[根据电场线的疏密表示电场强度的大小知，1点的电场强度大于2点、3点的电场强度，选项A、B错误；根据沿着电场线方向电势逐渐降低，在同一等势面上各点的电势相等知，1点的电势高于2点电势，2、3点处于同一等势面上，电势相等，选项C错误，D正确。]3．如图所示，空间有一水平匀强电场，在竖直平面内有初速度为v0的带电微粒，在电场力和重力作用下沿图中虚线由A运动至B，其能量变化情况是()A．动能减少，重力势能增加，电势能减少B．动能减少，重力势能增加，电势能增加C．动能不变，重力势能增加，电势能减少D．动能增加，重力势能增加，电势能减少B[因带电微粒做直线运动，故合外力方向与速度方向在同一直线上，微粒受到的合外力方向与v0反向，做负功，故微粒的动能减少，同时，我们知道重力和电场力均做负功，重力势能增加，电势能增加，故B正确。]静电力做功和电势能的变化1.电场力做功正、负的判定(1)若电场力是恒力，当电场力方向与电荷位移方向夹角为锐角时，电场力做正功；夹角为钝角时，电场力做负功；夹角为直角时，电场力不做功。(2)根据电场力和瞬时速度方向的夹角判断。此法常用于判断曲线运动中变化电场力的做功情况。夹角是锐角时，电场力做正功；夹角是钝角时，电场力做负功；电场力和瞬时速度方向垂直时，电场力不做功。(3)若物体只受电场力作用，可根据动能的变化情况判断。根据动能定理，若物体的动能增加，则电场力做正功；若物体的动能减少，则电场力做负功。2.电势能的性质性质理解系统性电势能是由电场和电荷共同决定的，是属于电荷和电场所共有的，我们习惯上说成电荷的电势能相对性电势能是相对的，其大小与选定的电势能为零的参考点有关。确定电荷的电势能，首先应确定参考点标矢性电势能是标量，有正负但没有方向3.判断电势能大小的方法(1)做功判定法：无论是哪种电荷，只要是电场力做了正功，电荷的电势能一定是减少的；只要是电场力做了负功(克服电场力做功)，电荷的电势能一定是增加的。(2)电场线法：正电荷...