资源简介

10.1电势能和电势
一学科核心素养
物理观念：通过类比的方法建立电势和电势能的概念。
科学思维：通过对知识的类比能力，培养学生对现象的归纳能力，对问题的分析、推理能力。
科学探究：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
科学态度与责任：利用知识类比和迁移激发学生学习兴趣，培养学生灵活运用知识和对科学的求知欲。
二学习重难点
【重点】
理解掌握电势能、电势及意义。
【难点】
电势的概念，掌握电势能与做功的关系，并能学以致用。
三课前预习
1．静电力做功的特点
（1）静电力做功∶在匀强电场中，静电力做功。其中θ为_____________之间的夹角。
（2）静电力做功的特点∶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_____（选填“有关”或“无关”），与电荷经过的路径________（选填“有关”或“无关”）。
12．电势能
（1）定义：电荷在_____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。表达式：WAB=______。
a.静电力做正功，电势能____ ；
b.静电力做负功，电势能_____。
（3）电势能的大小：电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到_______时静电力所做的功。
（4）电势能具有相对性
电势能零点的规定：通常把电荷在离场源电荷无限远处或把电荷在_______的电势能规定为0。
3．在“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验中：
(1)下列各实验步骤中，___有错误，应改为_____；按正确操作步骤排序为____（填字母）；
A．在导电纸上画出两电极的连线，在该线上对称地找出等距的5个基准点（abcde），并用探针印在白纸上；
B．连接好电极柱的电路并闭合电键；
C．在木板上先铺上白纸，再铺上复写纸，然后再铺上导电纸，导电面向下；
D．取下白纸，将所找的等势点连成等势线；
E.电压传感器的一个探针接触某基准点不动，另一探针缓慢移动直到显示电势差为零时复印一点，类似找出若干等势点。
(2)在电源接通的情况，ab间电势差Uab和bc间电势差Ubc的大小关系是Uab___Ubc（选填“>”，“<”或“=”）；
(3)图示黑点代表实验中各记录点，请将实验结果连成等势线，并画出三条电场线_____。
4．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_______。
（2）公式∶φ=。
（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∶电场中各点电势的高低，与所选取的零电势的位置有关，一般情况下取__________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________。
（4）与电场线的关系∶沿电场线方向电势___________________。
5．电场的基本性质是对放入其中的电荷有_______的作用，因此电场强度是描述电场的_______的性质的物理量。电场强度的定义是E＝_______，适用于任何电场。电荷在电场中具有的势能叫做电势能Ep，电场中某点的电荷的电势能跟它的电量的比值，叫做这一点的___。它是描述电场_______的性质的物理量。
四自我检测
1．一带正电粒子仅在电场力作用下沿直线运动，其速度随时间变化的图象如图所示，tA、tB时刻粒子分别经过A点和B点，A、B两点的场强大小分别为EA、EB，电势分别为φA、φB，则可以判断（　　）
A．EA＜EB B．EA＞EB C．φA＝φB D．φA＜φB
2．如图1所示，某电场中的一条电场线有三点O、A、B，且OA=AB，一带负电的粒子仅在电场力作用下，由静止从O点经A点运动到B点，选O点为坐标原点，运动方向为正向建立坐标系，该粒子的速度与位移图像如图2所示。已知无穷远处的电势为0。则对于O、A、B三点的电势、、、电场强度的大小EO、EA、EB等，下列说法不正确的是（　　）
A．粒子从O点经A点再到B点的过程中，粒子的电势能与动能的和不变
B．
C．
D．EO>EA>EB
3．如图所示，用两根长均为0.3 m的轻质绝缘细线M、N把带电小球甲悬挂在水平天花板上，两线之间的夹角为θ=60°。小球甲电荷量2.0×10-6 C、质量0.1 kg，沿N延长线距甲0.3 m处的水平地面上固定有一带等量同种电荷的小球乙。开始整个装置处于静止状态，小球甲、乙均可视为点电荷，静电力常量k=9×109 N·m2/C2，重力加速度取10 m/s2。某时刻剪断线N，则（　　）
A．剪断线N前，N上拉力大小为N
B．剪断线N前，N上拉力大小为N
C．剪断线N后，小球甲仍在原位置静止
D．剪断线N后，小球甲移动很小一段距离内电势能减小
4．由如图所示的电场线可判定（　　）
A．该电场一定是匀强电场
B．负电荷放在B点的电势能比放在A点的电势能大
C．A点的电势一定低于B点的电势
D．负电荷放在B点所受电场力方向向右
5．2020年9月21日，《自然·天文学》在线发表了中国慧眼卫星最新观测结果：在高于200keV以上的能段发现了黑洞双星系统的低频QPO，这是迄今为止发现的能量最高的低频QPO现象。其中eV指的是一个电子经过1伏特电势差加速后获得的能量，则“200keV”的能量是（　　）
A． B． C． D．
6．如图所示，a、b两点位于以正点电荷+Q（Q＞0）为球心的球面上，c点在球面外，则（　　）
A．a点场强的大小比b点大 B．b点场强的大小比c点小
C．a点电势比c点高 D．b点电势比c点低
7．水平光滑的绝缘木板上O点的正上方固定一正点电荷，其电荷量为Q，a、b、c为木板上以O为圆心的三个等间距同心圆。现将一带正电的小球P从木板上O点附近静止释放，在小球依次经过a、b、c位置的过程中，下列说法错误的是（ ）
A．点电荷电场的电势逐渐降低
B．点电荷电场的电场强度逐渐减小
C．小球运动的加速度逐渐增大
D．小球的电势能逐渐减小
8．两个等量同种电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示，一个电荷量为2C，质量为1kg的小物块从C点静止释放，其运动的v-t图象如图乙所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置（图中标出了该切线）．则下列说法正确的是
A．B点为中垂线上电场强度最大的点，场强E=1V/m
B．由C到A的过程中物块的电势能先减小后变大
C．由C点到A点电势逐渐升高
D．A、B两点间的电势差=5V
9．对于匀强电场区域内各点，下列判断正确的是（　　）
A．匀强电场区域内各点的电场强度相等
B．正电荷在电场中所受电场力的方向与电场线方向相反
C．匀强电场区域内各点的电势相等
D．匀强电场中的等势面是与电场线平行的平面
10．如图所示，在x轴上相距为L的两点固定有等量同种正电荷，虚线是中心在的中点、边长也为L的正方形，是正方形的四个顶点，且两点在x轴上。下列说法正确的是（　　）
A．将一电子从a点由静止释放，电子可能沿直线运动到d点
B．将一电子从a点垂直正方形所在平面以某一速度释放，电子可能做匀速圆周运动
C．将一电子从a点沿直线移至c点过程，电子电势能先增大后减小
D．将一电子从a点沿折线移至c点过程，静电力先做正功后做负功
三课前预习
1． 静电力与位移方向 有关 无关
2． 电场 EpA-EpB 减少 增加 零势能位置 大地表面
3． C 导电面向上 CABED > 见解析所示
4． 比值 无穷远 正负 逐渐降低
5． 力 力 电势 能
四自我检测
1．A
2．D
3．A
4．B
5．A
6．C
7．C
8．A
9．A
10．B

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