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10.1 电势能和电势(教学课件）——高中
物理人教版（2019）必修第一册
教学目标与核心素养
（一）物理观念
1.知道静电场中的电荷具有电势能，能举例说明电场中的电荷具有的电势能。
2.了解电势能和电势两个概念，能辨析不同电场情境中电荷的电势能和电势。
（二）科学思维
1.理解电场力做功的特点，能辨析电场情境中的电荷所受电场力做功与电势能变化的对应关系。
2.理解类比法、归纳法、比值定义法在概念学习中的运用。能举例说明这些方法在其他概念学习中的应用。
教学目标
（三）科学探究
1.体会类比法建构电势能概念的过程，培养科学探究的能力。
2.体会比值定义法等思维方法建构电势概念的过程，提升科学探究的能力。
（四）科学态度与责任
通过电势能和电势概念建立的探究过程，培养学生敢于质疑、坚持原则、主动思考研究的科学态度和责任。
B
M
A
F

q
W甲= F·|AB|cosθ=qE·|AM|
把正电荷沿不同路径从A点移到B电场力做功为多少呢？
+
甲
乙
丙
沿甲路径电场力做功:
沿乙路径电场力做功:
沿丙路径电场力做功:
W乙= qE·|AM|
W丙= qE·|AM|
一、静电力做功的特点
将正的检验电荷q从A沿曲线移至B
W = W1 + W2 + W3 +… =q E ·x1 +q E ·x2 + q E ·x3 +…
= qE（x1 + x2 + x3 +…+ xn ）
= q E·|AM|
W1 = q E ·x1
W2 = q E ·x2
W3 = q E ·x3
x1
x2
x3
….
….
….
….
xn
E
A
B
M
电场力的功：
结论：静电力做功与路径无关,由初末位置决定.
重力做功的过程中，重力势能转化为动能.
那么电场力做功的过程中，什么能和动能发生转化呢？
重力做功
对任意电场都是成立的
W=qE·L（沿着电场线方向，移动的距离）
h
1、电荷在电场中具有势能，这种势能叫电势能。
符号：
Ep
2、静电力做的功等于电势能的减少量
WAB>0时， EPA>EPB ,
即静电力做正功，电势能减小。
WAB<0时， EPA即静电力做负功，电势能增大。
二、电势能
电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该处移动到零势能位置所做的功。
WAB = EPA -EPB
若EPB=0，则EPA = WAo
3、电势能是相对的，需规定零势能点，通常取无穷远或大地为电势能的零点
B
M
A
F

q
+
4、电势能是标量，有正、负
如图所示的匀强电场，场强为E，取B点为零势能点，A点距B点为L，电荷量分别为q、2q……-q、-2q……的试探电荷在A点的电势能为多少？
电荷量 +q +2q …… -q -2q ……
EPA
E
q
F
A
B
+
2EqL
……
-EqL
-2EqL
……
寻找表示电场能的性质的物理量
EpA /q
EqL
EL EL …… EL EL ……
E
q
A
B
+
C
q
+
若将同一个试探电荷+q，放在匀强电场中的不同位置，那么试探电荷的电势能相同么？电势能与电荷量的比值呢？(B点为零势能点)
寻找表示电场能的性质的物理量
与B的距离L l 2l 3l ……
电势能EPA
EpA /q
EqL
Eq · 2L
Eq · 3L
……
EL E · 2L E · 3L ……
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。
2、定义式：
（EP及q含符号）比值定义
3、单位：伏特，符号为V
4、电势是标量，没有方向，但有正负。
5、电势具有相对性
电势是相对于零电势参考点的，一般选取无穷远电势为0，实际应用中常取大地电势为0。
三、电势
电场中某点电势由电场本身决定，与试探电荷有无、大小均无关
典例分析
例1：把正点电荷由a点沿电场线移到b点的过程中，关于电场力对电荷所做的功及电势能的变化，下列说法中正确的是 （　　）
A．电场力做正功，电势能减少
B．电场力做正功，电势能增如
C．电场力做负功，电势能增加
D．电场力做负功，电势能减少
A
例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
C
典例分析
例3、如图所示,在等量正点电荷形成的电场中,它们连线的中垂面ab上, 有一电子,从静止开始由a运动到b的过程中(a、b相对O对称),下列说法正确的是( )
A.电子的电势能始终增多
B.电子的电势能始终减少
C.电子的电势能先减少后增加
D.电子的电势能先增加后减少
C
典例分析
课堂练习
1．下列叙述正确的是 ( )
A．在电场中移动电荷，电荷的电势能一定变化
B．电场力对电荷做正功，电荷的电势能增加
C．电场力对正电荷做正功，电荷的电势能减少
D．电场力对负电荷做负功，电荷的电势能增加
C D
2.关于静电场的描述正确的是（　）
A．电势降低的方向就是电场线方向
B．沿着电场线方向电场强度一定减小
C．电场中电荷的受力方向就是电场强度的方向
D．电场中电场强度为零的地方电势不一定为零
D
课堂练习
3．下列说法正确的是 ( )
A．在电场中顺着电场线移动电荷，电场力做功电荷电势能减少
B．在电场中逆着电场线移动电荷，电场力做功电荷电势能减少
C．在电场中顺着电场线移动正电荷，电场力做正功，电荷电势能减少
D．在电场中逆着电场线移动负电荷，电场力做负功，电荷电势能增加
C
课堂练习
4．如图为描述某静电场的电场线，a、b、c是同一条电场线上的三个点，其电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec，电势分别为φa、φb、φc下列大小关系正确的是（　　）
A．Ea＞Eb＞Ec
B．Ea=Eb=Ec
C．φa＞φb＞φc
D．φa=φb=φc
E
A b c
C
课堂练习
1.电势能与电场力做功的关系
静电力做的功等于电势能的减少量:WAB=EpA- EpB= -ΔEpAB
2.电势能的计算:电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该处移动到零势能位置所做的功。
3.电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比，叫作电场在这一点的电势，定义式：
4.判断电势高低的方法：①依据电场线判断；②在静电力作用下电荷的移动情况来判断
课堂练习
一、静电力做功的特点
在电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但与电荷经过的路径无关。
二、电势能
1.电场中的电荷因受电场力作用而具有的能量叫电势能。
2.电势能与电场力做功的关系
静电力做的功等于电势能的减少量:WAB=EpA- EpB= -ΔEpAB
板书设计
板书设计
3.电势能的计算
（1）电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该处移动到零势能位置所做的功。
（2）电势能具有相对性，与零势能参考面的选择有关。
三、电势
1.定义式：
2.判断电势高低的方法

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