1.5电势能 电势与电势差 教案

学习目标：

1.知道电场力做功的特点和电势能的概念．

2．理解电场力做功与电势能变化的关系．

3．知道电势的定义方法及其相对性．

4．理解电势差的概念及正值、负值的含义，知道电势差与零电势点的选择无关．

5．会用公式UAB＝φA－φB及UAB＝WAB/q进行有关计算．

重点难点：1.电场力做功与电势能变化的关系．

2．利用公式UAB＝WAB/q解决问题．

课前自主学案：

一、电场力做功的特点

在匀强电场中,电场力做功只与移动电荷的电荷量以及起点和终点的位置有关，而与路径无关，该结论也适用于任意静电场．

二、电势能

1．电势能：电荷在电场中具有的势能叫做电势能．

2．静电力做的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．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，公式表达为：WAB＝EpA－EpB.

3．电势能等于什么：电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功．

4．电势能零点的规定：通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零．

三、电势与电势差

1．电势

(1)定义：场中某点的电势数值上等于单位正电荷由该点移动到参考点(零电势点)时电场力所做的功．

(2)定义式：φ=Ep/q，单位：伏特，符号为V，即1 V＝1 J/C.

(3)物理意义：描述电场能的性质的物理量．

(4)相对性：与电势能一样具有相对性，规定了零势点之后，才能确定电场中各点的电势．在物理学的理论研究中常取离场源无限远处或大地上的电势为零．

(5)标量：只有大小没有方向，但有正负值，比零点高为正值，比零点低为负值．

(6)判断电势高低的方法：电场线指向电势降低的方向．

2．电势差

(1)定义：电场中两点间电势的差值.

(2)电场中两点间的电势差与零电势点的选择无关．

(3)公式UAB＝φA－φB，UBA＝φB－φA，可见UAB＝－UBA

(4)电势差是标量，可以是正值，也可以是负值，也叫电压 .

(5)电势差的单位是伏特，符号是V .

四、 静电力做功与电势差的关系

1．WAB ＝qUAB，知道了电场中两点的电势差，就可以计算在这两点间移动电荷时静电力做的功，而不必考虑静电力的大小和方向以及电荷移动的路径．

2．UAB＝WAB/q是确定电势差常用的公式．

核心要点突破：

一、电势能和重力势能的对比理解

两种势能 电势能 重力势能 系统 电荷和电场 物体和地球 大小的相对性 电荷在某点的电势能等于把电荷从该点移到零势能位置时静电力做的功 物体在某点的重力势能等于把物体从该点移到零势能位置时重力做的功 变化大小的量度 静电力的功是电势能变化大小的量度，静电力做的功等于电势能的减少量 重力的功是重力势能变化大小的量度，重力做的功等于重力势能的减少量 对应力做功特点 做功多少只与始末位置有关，与经过的路径无关，且功等于势能的减少量 特别提醒：静电力做功和重力做功尽管有很多相似特点，但因地球产生的重力场只会对物体产生引力，但电场对电场中的电荷既可产生引力，也可产生斥力，所以计算电场力的功时要注意电荷的电性、移动的方向、场强的方向等，以便确定功的正负和电势能的变化情况．

即时应用1.带电粒子以速度v0沿竖直方向垂直进入匀强电场E中，如图所示，经过一段时间后，其速度变为水平方向，大小仍为v0，则一定有(ABD)

A．电场力与重力大小相等 B．粒子运动的水平位移大小等于竖直位移大小

C．电场力所做的功一定等于重力所做的功 D．电势能的减少量一定等于重