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10.1电势能和电势
班级 小组 姓名
【学习目标】
1.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，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，会判断电场中两点电势的高低。
【重点难点】理解静电力做功与电势能的变化关系。
一、基础部分（课内组内对学、群学5分钟——展示、点评2分钟）
1.静电力做功：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.静电力做功：在匀强电场中W＝ ，其中θ为静电力与位移间的夹角。
3.电势能：电荷在电场中具有的 。电势能具有 性，通常把 或 的电势能规定为零。
4.静电力做功与电势能变化的关系：WAB＝ ，静电力做正功，电势能就 ，静电力做负功，电势能就 。
5.电势：电荷在电场中某一点的 与它的 之比。φ= ，电势的单位是 ，符号是 。电势是 ，只有大小，没有方向，但有 。
二、要点部分（程序：组内对学、群学8分钟—老师分配任务，小组探究3分钟—展示、点评12分钟）
【课堂探究】
【导入】一个正电荷在匀强电场中只受到静电力F的作用，它在电场中由A点运动到B点时，静电力做了正功WAB。由动能定理可知，该电荷的动能增加了WAB。根据能量守恒定律，动能增加就意味着有某种形式的能量在减少。是一种什么形式的能量在减少呢？
（一）静电力做功的特点。
1.将正的检验电荷q从A沿直线移至B，求电场力的功？
2.将正的检验电荷q从A沿折线移至B，求电场力的功？
3.将正的检验电荷q从A沿曲线移至B，求电场力的功
可见，在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的 位置和 位置有关，但与电荷经过的 无关，对于非匀强电场也适用。
（二）电势能。
1.功和能量的变化密切相关，重力做功对应着重力势能的变化，那么，静电力做功又对应着哪种形式的能量变化呢？
2.电场力做功和电势能变化有怎样的关系了？
（三）电势
1.电场能的性质可以用什么来表示了？
2.如何比较电势能及电势的高低了？
判断角度 方法解读 判断角度 方法解读
做功判断法 电场线法
电荷电势法 电荷电势能法
公式法 做功法
能量守恒法 源点荷法
(四)课堂测评
1.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.
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3×10-5J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
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
三、拓展部分（程序：课内独立完成拓展部分5分钟——小组交流4分钟——展示、点评、总结6分钟）
1.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
2.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、匀强电场电场强度的方向总是平行且等间距
D、沿着电场强度的方向，电势总是不断降低
3.一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
【学后反思】
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第十章静电场中的能量
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10.1电势能和电势
班级 小组 姓名
【学习目标】
1.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，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，会判断电场中两点电势的高低。
【重点难点】理解静电力做功与电势能的变化关系。
一、基础部分（课内组内对学、群学5分钟——展示、点评2分钟）
1.静电力做功：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.静电力做功：在匀强电场中W＝ EqLcosθ ，其中θ为静电力与位移间的夹角。
3.电势能：电荷在电场中具有的势能。电势能具有相对 性，通常把无穷远或大地的电势能规定为零。
4.静电力做功与电势能变化的关系：WAB＝EpA - EpB ，静电力做正功，电势能就 减少 ，静电力做负功，电势能就 增加 。
5.电势：电荷在电场中某一点的 电势能 与它的 电荷量 之比。φ= Ep/q ，电势的单位是 伏 ，符号是 V 。电势是 标量 ，只有大小，没有方向，但有 正负 。
二、要点部分（程序：组内对学、群学8分钟—老师分配任务，小组探究3分钟—展示、点评12分钟）
【课堂探究】
【导入】一个正电荷在匀强电场中只受到静电力F的作用，它在电场中由A点运动到B点时，静电力做了正功WAB。由动能定理可知，该电荷的动能增加了WAB。根据能量守恒定律，动能增加就意味着有某种形式的能量在减少。是一种什么形式的能量在减少呢？
正电荷在电场中只受静电力F的作用，在电场中由A点运动到B点时，静电力做了正功，动能增加，必然会有与静电力做功相关的一种能量减少，就像重力做了正功，重力势能减少一样，这种能量就是电荷在电场中的位置决定的势能，即电势能。
（一）静电力做功的特点。
1.将正的检验电荷q从A沿直线移至B，求电场力的功？
W = F·|AB| cosθ= q E·|AM|
2.将正的检验电荷q从A沿折线移至B，求电场力的功？
W1 = q E ·|AM| W2 = 0 W = W1 + W2= q E·|AM|
3.将正的检验电荷q从A沿曲线移至B，求电场力的功
W = W1 + W2 + W3 +… = q E·|AM|
可见，在匀强电场中移动电荷时，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，对于非匀强电场也适用。
（二）电势能。
1.功和能量的变化密切相关，重力做功对应着重力势能的变化，那么，静电力做功又对应着哪种形式的能量变化呢？ 电势能
2.电场力做功和电势能变化有怎样的关系了？
（三）电势
1.电场能的性质可以用什么来表示了？
电势
如何比较电势能及电势的高低了？
判断角度 方法解读 判断角度 方法解读
做功判断法 电场力做正功，电势能就减少，电场力做负功，电势能就增加。 电场线法 沿电场线方向，电势越来越低。
电荷电势法 正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势低的地方电势能大。 电荷电势能法 正电荷在电势能大的地方电势高，负电荷在电势能小的地方电势第。
公式法 Ep=qφ, q、φ符号大小代入比较大小。 做功法 静电力对正电荷做正功，电势降低。
能量守恒法 电场中，仅电场力做功，动能增大，电势能减少，反之，电势能增大。 源点荷法 距离正源点荷越近的点，电势越高。
(四)课堂测评
1.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. 120N/C
（2）将该正电荷从b点移到c点，求静电力做的功.1.44×10-7J
（3）将该正电荷从a点移到c点，求静电力做的功.2.64×10-7J
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3×10-5J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 1.8×10-5J
(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 EpB=3×10-5J EpC=1.8×10-5J
(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 EpA=-3×10-5J EpC=-1.2×10-5J
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 1.2×10-4J 1.2×104V
(2)q未移入电场前A点的电势是多少 1.2×104V
三、拓展部分（程序：课内独立完成拓展部分5分钟——小组交流4分钟——展示、点评、总结6分钟）
1.据右图所示的电场线，可判定…………………………（ C ）
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
2.下列关于静电场的说法，正确的是……………………（ C ）
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、匀强电场电场强度的方向总是平行且等间距
D、沿着电场强度的方向，电势总是不断降低
3.一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………………（ C ）
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
【学后反思】
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第十章静电场中的能量
WAB=EpA-EpB
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