第四节电势能和电势【学习目标】1、理解静电力做功的特点；理解电势能的概念，知道电势能的相对性。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改变的关系3、理解电势的概念，理解电势的值与零电势的选择有关，知道电势是描述电场的能的性质的物理量4、知道什么是等势面，理解在同一等势面上移动电荷时电场力不做功【合作探究交流展示】探究问题一、静电力做功的特点问题1：试探电荷+q在匀强电场中由A运动到B点，已知电场强度为E，AB=，思考：①如图1所示，电荷由A点运动到M点，静电力做功是多少？从M点运动到B点，静电力做功是多少？整个过程中，静电力做的总功是多少？问题2、如图1所示，若电荷直接从A点沿直线运动到B点，静电力做多少功？问题3、如图2所示，将电荷沿着任意的曲线AMB从A移动到B，静电力做功是多少？归纳总结：通过计算比较，静电力做功是否与电荷经过的路径有关系？例题1请判断下面几种情况下，电荷从A运动到B静电力做功的正负。1、2、3、4、变式训练1、空间中有一个竖直向下的匀强电场，场强为E，一带电量为+q的小球（重力忽略不计），从高为h处下落,碰撞地面后弹起,每次弹起的高度比下落高度低1m,求:小球从下落到停在地面的过程中静电力一共做了多少功?探究问题二电势能思考与讨论：1、重力做功和静电力做功有何共同之处？如果电荷沿不同路径移动时静电力做的功不一样，还能建立电势能的概念吗？2、类比重力做功与重力势能变化的关系，分析下列过程中电势能怎样变化①正电荷从A点移动到B点②正电荷从B点移动到A点③负电荷从A点移动到B点④负电荷从B点移动到A点总结：静电力做功与电势能变化之间存在怎样的关系？若用WAB表示电荷从A点移动到B点的过程中静电力做的功，EPA和EPB分别表示电荷在A点和B点的电势能，写出静电力做功与电势能变化关系的表达式。3、若规定电荷在B点的电势能EPB为零，则电荷在A点的电势能EPA该如何表示？通常如何选取零势能面？例题2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？变式训练2、将带电量为1×10-8C的正电荷，从无限远处移到电场中的A点，要克服电场力做功1×10-6J，问：（1）电荷的电势能是增加还是减少？电荷在A点具有多少电势能？（2）若电场力可以把带电量为2×10-8C的电荷从无限远处移到电场中的A点，说明电荷带正电还是带负电？电场力做了多少功？（取无限远处为电势零点）探究问题三电势思考与讨论：有一个电场强度为E的匀强电场，如图所示，规定电荷在O点的电势能为零。设AO的长度为L。为方便起见，选着直线路径进行计算。1.电荷q在A点的电势能EPA为多少？2.电荷q在A点的电势能EPA与电荷电量q之间有什么关系？3.电场中的不同位置，电荷电势能与电量的比值有什么特点？4、电势是如何定义的？国际单位制中电势的单位是什么？5、将一正电荷从A点移动到O点，电势能怎样变化？比较A、O两点电势的大小？思考：我们一直把试探电荷q当做正电荷处理。请把q当做负电荷，重复以上讨论。其结果与上面的结果是否一致？6、若取无穷远为零势点，正电荷电场中，电势处处为正；负电荷电场中，电势处处为负。如何理解？例3.带电量为3×10－6C的粒子先后经过电场中的A、B两点，克服电场力做功6×10－4J，已知B点电势为50V，求：（1）电势能的变化ΔEP是多少？（2）A点的电势A是多少？（3）若把电量为－3×10－6C的电荷放在A点，电荷的电势能EPA是多少？A点电势又是多大？。变式训练3如图，a、b、c是某电场中一条电场线AB上的三点，且Aa=ab=bc=cB，用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分别表示三点的电势和电场强度大小，（1）若该电场是匀强电场，则φa、φb、φc的大小关系为，Ea、Eb、Ec的大小关系为；（2）若该电场是A处的点电荷产生的，则φa、φb、φc的大小关系为，Ea、Eb、Ec的大小关系为；（3）若该电场是B处的点电荷产生的，则φa、...
