资源简介

静电场中的能量
第一节电势能和电势
【课标要求】
知道静电场中的电荷具有电势能。了解电势能、电势的含义。
【学习目标】
通过计算在匀强电场中移动电荷静电力所做的功，认识静电力做功跟路径无关的特点
(2)通过类比重力势能引人电势能，体会能量观点是分析物理问题的重要方法，并进一步认
识到物理学的和谐统一性
(3)理解电势能的变化与静电力做功的关系。知道常见的电势能零点的规定方法
(4)通过建立电势概念的过程，理解电势是从能的角度描述电场的物理量。会判断电场中两点电势的高低
【自主学习】
知识点一　静电力做功的特点
1．特点：静电力做的功与电荷的 位置和 位置有关，与电荷经过的 无关。
2．在匀强电场中静电力做功：WAB＝ ，其中θ为静电力与位移间的夹角。
知识点二　电势能
1．概念： 。
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 ，WAB＝ 。
3．电势能的大小：电荷在某点的电势能，等于把它从这点移到 时静电力所做的功。
4．零势能点：电场中规定的电势能为零的位置，通常把电荷在离场源电荷 或 的电势能规定为零。
知识点三　电势
1．定义：电荷在电场中某一点的 与它的 之比。
2．定义式：φ＝。
3．单位：国际单位制中，电势的单位是 ，符号是 。
4．特点
(1)相对性：电场中各点电势的大小，与所选取的零电势的位置有关，一般情况下取离场源电荷无限远或大地为零电势位置。
(2)标矢性：电势是标量，只有大小，没有方向，但有正负。
【课堂探究】
【例1】（1）如图所示，试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中，沿直线从A移动到B，静电力做的功为多少？若q沿折线AMB从A点移动到B点，静电力做的功为多少？
（2）若q沿任意曲线从A点移动到B点，静电力做的功为多少？由此可得出什么结论？
（3）对比电场力做功和重力做功的特点，它们有什么相同之处？重力做功引起重力势能的变化，电场力做功引起什么能的变化？
【跟踪训练】两带电小球，电荷量分别为＋q和－q，固定在一长度为l的绝缘细杆的两端，置于电场强度为E的匀强电场中，杆与场强方向平行，其位置如图所示。若此杆绕过O点垂直于杆的轴线顺时针转过90°，则在此转动过程中，电场力做的功为（　　）
A．0 B．qEl
C．2qEl D．πqEl
【例题2】将带电荷量为6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服静电力做了3×10-6J的功，再从B点移到C点，静电力做了1.2×10-5J的功，则：
(1)电荷从A点移到B点，再从B点移到C点的过程中电势能改变了多少
(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
知识点三：对电势的理解
【例题3】如果把电荷量为q=＋1.0×10-8C的电荷从无限远处移到电场中的 A 点,需要克服静电力做功W=-1.2×10-4J,那么:
(1)q在A点的电势能和A点的电势各是多少
(2)q未移入电场前A点的电势是多少
【当堂检测】
1、下列关于静电场的说法，正确的是（ ）
A、电场强度为零处，电势也一定为零
B、电场强度处处相同的区域内，电势也一定处处相同
C、电场强度的方向总是跟等势面垂直
D、沿着电场强度的方向，电势总是不断降低
2.如图所示，匀强电场中有a、b、c三点，，，其中ab沿电场方向，bc和电场方向成60°角。一个电荷量为的正电荷从a点移到b点，静电力做功为。
（1）求匀强电场的场强大小E；
（2）将该正电荷从b点移到c点，求静电力做的功；
（3）将该正电荷从a点移到c点，求静电力做的功。
【课后限时训练】
A组
1、下列关于静电场的电场线和等势面的说法，正确的是（ ）
A、等势面上各点的电势一定为零
B、等势面上各点电势一定相等
C、同一条电场线上的两点，电势必定不相等
D、同一条电场线上的两点，所在位置的场强必定不相等
2、如图，实直线是某电场的一条电场线，虚线是该电场中的两条等势线，由图可以得到的正确结论是（ ）
A、M点的电势一定高于N点的电势
B、M点的场强一定大于N点的场强
C、由M点向N点移动电荷时，电势能的变化量与零电势的选取无关
D、某电荷在M点或N点具有的电势能与零电势的选取无关
3、根据右图所示的电场线，可判定（ ）
A、该电场一定是匀强电场
B、A点的电势一定低于B点的电势
C、负电荷放在B点比放在A点的电势能大
D、负电荷放在B点所受电场力方向向右
B组
4、若带正电的离子只受到电场力的作用，则它在任意一段时间内，（ ）
A、一定沿电场线由高电势处向低电势处运动
B、一定沿电场线由低电势处向高电势处运动
C、不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动
D、不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动
5、如图所示，是某电场中的一条直线，一电子从a点由静止释放，它将沿直线向b 点运动，下列有关该电场情况的判断正确的是（ ）
A、该电场一定是匀强电场
B、场强Ea一定小于Eb
C、电子的电势能Epa>Epb
D、电子的电势能EpaC组
6、一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图所示，电场的方向竖直向下，不计空气阻力，则此带电油滴从a运动到b的过程中，能量变化情况是 （ ）
A、动能减小
B、电势能增加
C、重力势能增加
D、重力势能和电势能之和增加
7、如果把q=1.0×10—8C的电荷从无穷远移动到电场中的A点，需要克服电场力做功W=1.2×10—4J，那么，
（1）q在A点的电势能和A点的电势各是多少？
（2）q未移入电场前A点的电势是多少？

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