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- 2023-08-25 09:42:01 发布
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第十章 静电场中的能量
1. 电势能和电势
一个试探电荷在匀强电场中某点由静止释放,
它将如何运动?动能将如何变化？（不计重力）
在电场力作用下电荷
做加速运动,一段时间后获
得一定的速度,试探电荷的
动能增加。
E
+
是什么能转化为试探电荷的动能的呢？
知道静电场中的电荷具有电势能。了解电势能的含义。
1.理解静电力做功的特点、电势能和电势的概念。（物理观念）
2.明确电势能、电势、静电力做功间的关系。（科学思维）
3.了解电势与电场线的关系，了解等势面的意义及等势面与电场线的
关系。（物理观念）
体会课堂探究的乐趣，
汲取新知识的营养，
让我们一起 吧！进走 课 堂
【探究一：静电力做功的特点】
M
E
情景一：在匀强电场中，将电荷q从A沿直线移至B:
A
B
ө+q F
问题：静电力做功多少？
分析结果：
一、静电力做功的特点。
M
ө
E
A
B
情景二：在匀强电场中，将电荷q从A沿折线移至B:
对AM:
对MB:
对全程:
+q FF
问题：静电力做功多少？
分析结果：
情景三：在匀强电场中，将电荷q从A沿曲线移至B:
Mө
E
A
B
+q F
E
A
B
+q F
+q F
+q F
+q F
… …
MX1
X2
X3
【探究归纳】静电力做功的特点
在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷经过的路径无关，仅与
电荷的起始位置和终止位置有关，
与初、末两点在电场线上的距离有关。
该结论对于非匀强电场也是适用的。
什么力做功还有
这个特点？
静电力做功的特点与重力做功情况相似。
【思考】那么电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢？
做功的过程是一个能量转化的过程。
重力做功的过程是重力势能转化为动能的过程。
二.电势能
1. 定义：电荷在电场中受到电场力而具有的与位置有关的势
能叫作电势能。符号EP。
2. 相对性：规定无限远处或大地表面的电势能为0。
3. 标量：电势能是标量,有正负，正负表示该点的电势能比
零势能点的电势能的高低。
4.电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性。
5.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。
正电荷从A点移到B点时,
静电力做正功,电荷的电势能减少。
情景1：电荷仅在电场力作用下从A运动到B，静电力做什么功？电荷的电
势能如何变化？
【探究二：静电力做功与电势能的关系】
A B
+ +
正电荷从B点移到A点时,
静电力做负功, 电荷的电势能增加。
情景2：电荷仅在电场力作用下从B运动到A，静电力做什么功？电荷的电势
能如何变化？
A B
+ +
电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小
电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大
【总结】
【类比】重力做功与重力势能的关系
重力对物体做正功，物体重力势能减小；
重力对物体做负功，物体重力势能增加；
即：重力做功等于重力势能的减少量；
静电力做功与电势能的关系：
静电力做的功等于电势能的减少量。
关系式：
【探究结论】
例1. 如图，在场强 的匀强电场中，将
点电荷q=+1C从A移动到B，AB相距L=1m，静电力做功
为多少？电势能如何变化？若规定EPA=0，则EPB=？
E
A BF
q+
解析：
静电力的方向与运动方向
相同，静电力做正功，
电势能减小。
E
A B
Fq +
解：静电力做的功
静电力做正功，电势能
减小。
若EPA=0，由 得
若规定其他点的电势能为0， 还成立吗？
某一点的电势能，与零势能点的选取有关。
【互动探究】
【探究三：描述电场的能的性质的物理量】
可见：比值 能够描述电场的能的本领大小，我
们引入一个新的物理量——“电势”来表示它。
电荷在电场中某一点的电势能与它的
电荷量的比值。
1V=1J/C。
三、电势
1.定义:
2.公式:
3. 单位: 伏特 ( V )
(计算时要代入正负号)。
⑶沿电场线方向电势降低。
⑴电势具有相对性,要确定电势,应先规定电场中某处的电势为零。(通
常取离场源电荷无限远处或大地表面的电势为零)
⑵电势是标量,有正负,数值取决于零电势面的选取。
(负电势表示该处的电势比零电势处电势低)
4.电势的性质
例2. 将一电量为 的点电荷从电场外一点P移至...
1. 电势能和电势
一个试探电荷在匀强电场中某点由静止释放,
它将如何运动?动能将如何变化？（不计重力）
在电场力作用下电荷
做加速运动,一段时间后获
得一定的速度,试探电荷的
动能增加。
E
+
是什么能转化为试探电荷的动能的呢？
知道静电场中的电荷具有电势能。了解电势能的含义。
1.理解静电力做功的特点、电势能和电势的概念。（物理观念）
2.明确电势能、电势、静电力做功间的关系。（科学思维）
3.了解电势与电场线的关系，了解等势面的意义及等势面与电场线的
关系。（物理观念）
体会课堂探究的乐趣，
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【探究一：静电力做功的特点】
M
E
情景一：在匀强电场中，将电荷q从A沿直线移至B:
A
B
ө+q F
问题：静电力做功多少？
分析结果：
一、静电力做功的特点。
M
ө
E
A
B
情景二：在匀强电场中，将电荷q从A沿折线移至B:
对AM:
对MB:
对全程:
+q FF
问题：静电力做功多少？
分析结果：
情景三：在匀强电场中，将电荷q从A沿曲线移至B:
Mө
E
A
B
+q F
E
A
B
+q F
+q F
+q F
+q F
… …
MX1
X2
X3
【探究归纳】静电力做功的特点
在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷经过的路径无关，仅与
电荷的起始位置和终止位置有关，
与初、末两点在电场线上的距离有关。
该结论对于非匀强电场也是适用的。
什么力做功还有
这个特点？
静电力做功的特点与重力做功情况相似。
【思考】那么电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢？
做功的过程是一个能量转化的过程。
重力做功的过程是重力势能转化为动能的过程。
二.电势能
1. 定义：电荷在电场中受到电场力而具有的与位置有关的势
能叫作电势能。符号EP。
2. 相对性：规定无限远处或大地表面的电势能为0。
3. 标量：电势能是标量,有正负，正负表示该点的电势能比
零势能点的电势能的高低。
4.电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性。
5.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。
正电荷从A点移到B点时,
静电力做正功,电荷的电势能减少。
情景1：电荷仅在电场力作用下从A运动到B，静电力做什么功？电荷的电
势能如何变化？
【探究二：静电力做功与电势能的关系】
A B
+ +
正电荷从B点移到A点时,
静电力做负功, 电荷的电势能增加。
情景2：电荷仅在电场力作用下从B运动到A，静电力做什么功？电荷的电势
能如何变化？
A B
+ +
电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小
电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大
【总结】
【类比】重力做功与重力势能的关系
重力对物体做正功，物体重力势能减小；
重力对物体做负功，物体重力势能增加；
即：重力做功等于重力势能的减少量；
静电力做功与电势能的关系：
静电力做的功等于电势能的减少量。
关系式：
【探究结论】
例1. 如图，在场强 的匀强电场中，将
点电荷q=+1C从A移动到B，AB相距L=1m，静电力做功
为多少？电势能如何变化？若规定EPA=0，则EPB=？
E
A BF
q+
解析：
静电力的方向与运动方向
相同，静电力做正功，
电势能减小。
E
A B
Fq +
解：静电力做的功
静电力做正功，电势能
减小。
若EPA=0，由 得
若规定其他点的电势能为0， 还成立吗？
某一点的电势能，与零势能点的选取有关。
【互动探究】
【探究三：描述电场的能的性质的物理量】
可见：比值 能够描述电场的能的本领大小，我
们引入一个新的物理量——“电势”来表示它。
电荷在电场中某一点的电势能与它的
电荷量的比值。
1V=1J/C。
三、电势
1.定义:
2.公式:
3. 单位: 伏特 ( V )
(计算时要代入正负号)。
⑶沿电场线方向电势降低。
⑴电势具有相对性,要确定电势,应先规定电场中某处的电势为零。(通
常取离场源电荷无限远处或大地表面的电势为零)
⑵电势是标量,有正负,数值取决于零电势面的选取。
(负电势表示该处的电势比零电势处电势低)
4.电势的性质
例2. 将一电量为 的点电荷从电场外一点P移至...