发布者：刘世伟 所属单位：穆棱市第一中学 发布时间：2019-11-07 浏览数( -) 【举报】
1.4电势能和电势
【知识与技能】
1．理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系；
2．理解电势的概念，知道电势是描述电场能的性质的物理量；
3．明确电势能、电势、静电力做功、电势能的关系；
4．了解电势与电场线的关系；
5．了解等势面的意义及与电场线的关系。
【过程与方法】
通过前面知识的结合，理解电势能与静电力做功的关系，从而更好的了解电势能和电势的概念。
【情感态度与价值观】
运用物理原理和研究方法，解决一些与生产和生活相关的实际问题，增强科学价值观。
【教学重难点】
教学重点：理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。
教学难点：掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。
【课时安排】2课时
【教学过程】
重难点一、对电势能的理解
1 ．电场力做功的特点
（1）匀强电场中电场力做功的计算：如图所示，在场强为E的匀强电场中，将正电荷q从A移到B，若AB＝L，并且AB与电场线的夹角为θ.则电场力对电荷所做的功为W＝FLcosθ＝qELcosθ.
（2）电场力做功的特点
静电场中，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
2．电势能的特点
(1)电势能是由电场和电荷共同决定的，属于电荷和电场所共有的，我们习惯上说成电荷的电势能。
(2)电势能是标量，有正负但没有方向，其正负表示大小。
(3)电势能是相对的，其大小与选定的参考点有关。确定电荷的电势能，首先应确定参考点，也就是零势能点的位置。
3．电势能增减的判断方法
(1)做功判断法
无论正、负电荷，只要电场力做正功，电荷的电势能一定减小；只要电场力做负功，电荷的电势能一定增大。
(2)电场线判断法
正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大。
负电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小。
4．电势能与重力势能的比较
两种势能
比较内容 电势能 重力势能
定义 电场中的电荷具有的势能——电势能 重力场中的物体具有的势能——重力势能
系统性 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 电场力做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 重力做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
【特别提醒】
电势能大小的判断
(1)场源电荷判断法：离正场源电荷越近，正试探电荷的电势能越大，负试探电荷的电势能越小；离负场源电荷越近，正试探电荷的电势能越小，负试探电荷的电势能越大．
(2)电场线法：正电荷顺着电场线的方向移动时电势能逐渐减小，逆着电场线的方向移动时电势能逐渐增大；负电荷顺着电场线的方向移动时电势能逐渐增大，逆着电场线的方向移动时电势能逐渐减小．
(3)做功判断法：无论正、负电荷，电场力做正功，电荷的电势能减小；电场力做负功，电荷的电势能增大.
【典型例题】（多选）下面描述的这些情况中，电势能减小的有（ ）
A． 将两个同种电荷拉开一些 B． 将两个异种电荷拉开一些
C． 将负电荷移动到电势较高处 D． 将正电荷移动到电势较低处
【答案】 ACD
重难点二、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比值，叫做这一点的电势，用φ表示．
2．定义式：φ＝.
3．对电势的理解
(1)在国际单位制中，电势的单位是伏特(V)，1 V＝1 J/C．
(2)电势是标量，只有大小，没有方向，但有正值和负值之分，是表示电场能量性质的一个物理量．
(3)在利用φ＝计算电势时，Ep、q可代入正、负号运算，计算结果的正、负号恰好反映了电势的高低．
(4)电势的相对性
①电势是相对的，只有先确定了电势零点以后，才能确定电场中其他位置的电势．电场中某点的电势跟电势零点的选择有关．
②对不是无限大的带电体产生的电场，通常取无限远处的电势为零；在实际处理问题中，又常取大地电势为零．
4．电势与电场线的关系：无论什么电场，沿电场线方向电势是逐渐降低的，且是电势降落最快的方向．
5．电势能与电势的区别与联系
电势φ 电势能Ep
电势φ 电势能Ep
物理
意义 反映电场的能的性质的物理量 反映电荷在电场中某点所具有的能量
相关
因素 电场中某一点的电势φ的大小，只跟电场本身有关，跟试探电荷q无关 电势能的大小是由点电荷q和该点电势φ共同决定的
大小 电势沿电场线逐渐降低，规定零电势点后，某点的电势高于零，则为正值；某点的电势低于零，则为负值 正点电荷(＋q)：电势能的正负跟电势的正负相同
负点电荷(－q)：电势能的正负跟电势的正负相反
【特别提醒】
如何比较电场中两点电势的高低
(1)根据电场力做功判断：
①在两点间移动正电荷，如果电场力做正功，则电势降低，如果电场力做负功，则电势升高．
②在两点间移动负电荷，如果电场力做正功，则电势升高；如果电场力做负功，则电势降低．
(2)根据电场线确定：
电场线的方向就是电势降低最快的方向．
(3)根据电荷电势能的变化：
①如果在两点间移动正电荷时，电势能增加，则电势升高；电势能减少，则电势降低．
②如果在两点间移动负电荷时，电势能增加，则电势降低；电势能减少，则电势升高．
【典型例题】如图所示，在竖直平面内，光滑绝缘直杆AC与半径为R的圆周交于B、C两点，在圆心处有一固定的正点电荷，B点为AC的中点，C点位于圆周的最低点。现有一个质量为m、电荷量为q套在杆上的带负电的小球（可视为质点）从A点由静止开始沿杆下滑。已知重力加速度为g，A点距过C点的水平面的竖直高度为3 R，小球滑到B点时的速度大小为2。求：
（1）小球滑至C点时的速度的大小；
（2）A、B两点间的电势差；
（3）若以C点做为参考点（零电势点），试确定A点的电势。