2024-2025學(xué)年新教材高中物理第十章靜電場中的能量第一節(jié)電勢能和電勢學(xué)案新人教版必修3

PAGE5-第十章第1節(jié)電勢能和電勢學(xué)習(xí)目標(biāo)明確靜電力做功的特點(diǎn)即靜電力做功與路徑無關(guān)。2.理解靜電力做功與電勢能改變的關(guān)系，理解電勢能的概念，相識電勢能的相對性。重點(diǎn)難點(diǎn)1.知道電勢的定義方法和定義式、單位。2.知道電勢與電場線的關(guān)系。自主探究一、靜電力做功的特點(diǎn)是.

二、電勢能1.電勢能的定義:.用表示.

2.靜電力做功與電勢能改變的關(guān)系:.

3.如何求電荷在某點(diǎn)處具有的電勢能?.

4.零勢能面的選擇:.

三、電勢1.定義:.

2.電勢是,它只有,沒有方向,但有正負(fù).

3.電場線指向電勢的方向.順著電場線方向,電勢越來越.

4.零電勢位置的規(guī)定:.

探究思索一、靜電力做功的特點(diǎn)【探究1】如圖所示,質(zhì)量為m的物體在重力場中,分別:(1)沿折線從A運(yùn)動到B;(2)沿直線從A運(yùn)動到B;(3)沿曲線從A運(yùn)動到B.重力分別做多少功?重力做功的特點(diǎn)是什么?重力做功與重力勢能的關(guān)系是什么?【思維導(dǎo)引】結(jié)合教材圖10.1-2,分析如圖所示的摸索電荷q在電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場中沿不同路徑從A運(yùn)動到B電場力做功的狀況.(1)q沿直線從A到B;(2)q沿折線從A到M、再從M到B;(3)q沿隨意曲線從A到B.二、靜電力做功與電勢能的關(guān)系【探究2】在重力場中由靜止釋放質(zhì)點(diǎn),質(zhì)點(diǎn)肯定加速運(yùn)動,動能增加,勢能削減;如圖所示,在靜電場中,靜電力做功使摸索電荷獲得動能,是什么轉(zhuǎn)化為摸索電荷的動能的?【探究3】重力做的正功等于削減的重力勢能,克服重力做的功等于增加的重力勢能,用公式表示為WAB=EpA-EpB=-ΔEp.那么,靜電力做功與電勢能的關(guān)系呢?【案例分析】分析對不同的電荷從A運(yùn)動到B的過程中電勢能的改變狀況.【探究4】如何確定電荷在某點(diǎn)處具有的電勢能?(類比分析:如何求出A點(diǎn)的重力勢能呢?進(jìn)而總結(jié)出電勢能的求法.)【拓展】零勢能面的選擇:通常把電荷離場源電荷無限遠(yuǎn)處的電勢能規(guī)定為零,或把電荷在大地表面上的電勢能規(guī)定為零.【探究5】重力勢能是物體和地球組成的系統(tǒng)所共有的,那么電勢能是否也是電荷和電場所共有的呢?(1)若被移動電荷的極性、電荷量不同,對其電勢能有何影響?(2)若電荷所處電場發(fā)生改變,對位于其中的電荷的電勢能有何影響?(3)若電場中沒有電荷或者空間不存在電場,還有電勢能嗎?三、電勢【探究6】如何推斷電勢的凹凸呢?隨堂訓(xùn)練1.一點(diǎn)電荷從電場中的A點(diǎn)移動到B點(diǎn),靜電力做功為零,則以下說法中正確的是(

)A.A、B兩點(diǎn)的電勢肯定相等

B.A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度肯定相等

C.該點(diǎn)電荷肯定始終沿等勢面運(yùn)動

D.作用于該點(diǎn)電荷的靜電力方向與其移動方向肯定是始終垂直的2.如圖所示,a、b、c為電場中同一條水平方向電場線上的三點(diǎn),c為ab中點(diǎn).a、b電勢分別為Ua=5V、Ub=3V.下列敘述正確的是(

)A.該電場在c點(diǎn)處的電勢肯定為4V

B.a點(diǎn)處的場強(qiáng)Ea肯定大于b點(diǎn)處的場強(qiáng)Eb

C.一正電荷在c點(diǎn)的電勢能肯定大于在b點(diǎn)電勢能

D.一正電荷運(yùn)動到c點(diǎn)時受到的電場力由c指向a3.關(guān)于電勢和電勢能的說法正確的是(

)A.電荷放在電勢越高的位置電勢能越大

B.在電場中電勢越高的位置,電荷的電量越大所具有的電勢能就越大

C.在正點(diǎn)電荷電場中的隨意一點(diǎn)處,正電荷具有的電勢能肯定小于負(fù)電荷具有的電勢能

D.在負(fù)點(diǎn)電荷電場中的隨意一點(diǎn)處,正電荷具有的電勢能肯定小于負(fù)電荷具有的電勢能4.關(guān)于電勢的凹凸,下列說法正確的是(

)A.沿著電場線的方向電勢不肯定降低

B.電勢降低的方向肯定是電場線的方向

C.正電荷只在電場力的作用下,肯定向電勢低的地方移動

D.負(fù)電荷只在電場力的作用下由靜止釋放,肯定向電勢高的地方移動5.某電場的電場線分布如圖所示，以下說法錯誤的是()A．c點(diǎn)場強(qiáng)大于b點(diǎn)場強(qiáng)B．a(chǎn)點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢C．若將一摸索電荷+q由a點(diǎn)釋放，它將沿電場線運(yùn)動到b點(diǎn)D．若在d點(diǎn)再固定一點(diǎn)電荷﹣Q，將一摸索電荷+q由a移至b的過程中，電勢能減小

答案以及解析1.答案：A解析：分析:依據(jù)電場力做功公式WAB=qUAB,靜電力做功為零,UAB=0,A、B兩點(diǎn)電勢相等,電場強(qiáng)度不肯定相等.電場力做功只與電荷的初末位置有關(guān),與路徑無關(guān),可推斷電荷不肯定沿等勢面移動,靜電力就不肯定與移動方向垂直.

解答:解:A、依據(jù)電場力做功公式WAB=qUAB,靜電力做功為零,UAB=0,A、B兩點(diǎn)電勢相等,故A正確.

B、電場強(qiáng)度與電勢沒有干脆關(guān)系,電勢相等,場強(qiáng)不肯定相等.故B錯誤.

C、D電場力做功只與電荷的初末位置有關(guān),與路徑無關(guān),電場力做功為零,電荷不肯定沿等勢面移動,靜電力不肯定與移動方向垂直.故C、D錯誤.

故選A.

點(diǎn)評:電場力與重力相像,做功只與初末位置有關(guān),與路徑無關(guān).2.答案：C解析：A、當(dāng)該電場是勻強(qiáng)電場時,由于沿電場方向相同距離電勢差相等,則場在c點(diǎn)處的電勢肯定為4V.當(dāng)該電場不是勻強(qiáng)電場時,在c點(diǎn)處的電勢不肯定為4V.故A錯誤.B、一條電場線無法比較電場線的疏密,就無法比較場強(qiáng)的大小,則a點(diǎn)處的場強(qiáng)Ea不肯定大于b點(diǎn)處的場強(qiáng)Eb.故B錯誤.C、由題,a點(diǎn)的電勢高于b點(diǎn)的電勢,依據(jù)正電荷在電勢高處電勢能大可知,正電荷從c點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)電勢能肯定削減.故C正確.D、由題可推斷電場線方向從a指向b,正電荷運(yùn)動到c點(diǎn)時受到的電場力由a指向b.故D錯誤.故選C3.答案：D解析：A、正電荷放在電勢越高的位置電勢能越大,而負(fù)電荷放在電勢越高的位置電勢能越小.故A錯誤.

B、在電場中電勢越高的位置,電荷的電量越大所具有的電勢能不肯定越大,與電荷的電性、電勢的正負(fù)有關(guān).故B錯誤.

C、無窮遠(yuǎn)處電勢為零,在正點(diǎn)電荷電場中隨意一點(diǎn)的電勢為正值,則正電荷具有的電勢能肯定大于負(fù)電荷具有的電勢能.故C錯誤.

D、無窮遠(yuǎn)處電勢為零,在負(fù)點(diǎn)電荷電場中隨意一點(diǎn)的電勢為負(fù)值,則正電荷具有的電勢能肯定小于負(fù)電荷具有的電勢能.故D正確.

故選D4.答案：D解析：沿著電場線方向電勢漸漸降低.故A錯誤.沿著電場線方向電勢降低,但是電勢降低的方向不肯定是電場線的方向,電勢降低最快的方向是電場線的方向,故B錯誤.正電荷受力方向?yàn)殡妶鰪?qiáng)度的方向,正電荷的速度方向不確定,正電荷不肯定向電勢低的地方移動,所以C錯誤;負(fù)電荷受力方向?yàn)殡妶鰪?qiáng)度的反方向,負(fù)電荷由靜止釋放,肯定向電勢高的地方移動,所以D正確.5.答案：AC解析：電場線密的地方場強(qiáng)大,所以b點(diǎn)場強(qiáng)大于c點(diǎn)場強(qiáng)，A錯誤;沿若電場線方向電勢降低，則a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢確；由圖可知,該電場不是勻強(qiáng)電場，a、b所在電場線是曲線，說明電場的方向是不斷改變的，所以若將一摸索電荷+q由a點(diǎn)靜止釋放.它不行能沿電場線運(yùn)動到b點(diǎn),C錯誤;若不加點(diǎn)電荷-Q，將一摸索電荷