1.4.1 电势能（导）—教科版高中物理选修3-1学案

1.4.1
电势能
【学习目标】1、理解电场力做功的特点。2、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系。
【重点难点】重点：电场力做功与电势能的关系及其相关应用
难点：电场力做功与电势能的关系及其相关应用
【自主学习】
1、静电力做功与电势能变化的关系：
类比重力做功与重力势能的关系，静电力对电荷做正功时其电势能
，动能
，静电力对电荷做负功时其电势能
，动能
。由此可知：电荷在电场中不同的位置也具有不同的势能，我们把这种势能称为
。
2、在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为
，负电荷在任一点具有的电势能都为
。
3、在负电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为
，负电荷在任意一点具有的电势能都为
。
4、电荷在电场中某一点A具有的电势能EP等于将该点电荷由A点移到
电场力所做的功W的。即EP=W。
5、电势能的多少：
①功是能量转化的量度，故静电力所做的功等于电荷电势能的
，即
。
②当我们规定电荷在B点所具有的电势能为零时，电荷在A点所具有的电势能
，即电荷在某点的电势能，等于把它从该点移动到
位置时所做的功。
说明：电势能也具有相对性，选择不同的参考面（其电势能为零）同一电荷在同一位置所具有的电势能就
。一般规定离场源电荷
的电势能规定为零。
【交流讨论】1.交流讨论电场力做功和重力做功的特点
2.电势能和重力势能的区别
【成果展示】展示学生交流讨论成果
【教师执导】教师引导、点拨、辨析、梳理，阐释内涵与外延等（略）
【学以致用】
类型一、对电势能的理解
例1
下列关于电荷的电势能的说法正确的是(　　)
A．电荷在电场强度大的地方，电势能一定大
B．电荷在电场强度为零的地方，电势能一定为零
C．只在静电力的作用下，电荷的电势能一定减少
D．只在静电力的作用下，电荷的电势能可能增加，也可能减少
类型二、电势能的变化与电场力做功的关系
例2、两个带异种电荷的物体间距离增大一些时(　　)
A．电场力做正功，电势能增加
B．电场力做负功，电势能增加
C．电场力做正功，电势能减少
D．电场力做负功，电势能减少
举一反三
【变式1】右图中MN为电场中某一条电场线方向向右，在线取两点a、b
今将一电荷＋q从a移到b则：
A．电场力做正功，＋q的电势能增加；
M
N
B．电场力做负功，＋q的电势能增加；
C．电场力做正功，＋q的电势能减少；
D．电场力做负功，＋q的电势能减少。
【变式2】如图所示，在点电荷电场中的一条电场线上依次有A、B、C三点，分别把+q和-q的试验电荷依次放在三点上，关于它所具有的电势能的正确说法是　　　　(
)
A．放上+q时，它们的电势能EPA＞EPB＞EPC
B．放上+q时，它们的电势能EPA＜EPB＜EPC
C．放上－q时，它们的电势能EPA＞EPB＞EPC
D．放上－q时，它们的电势能EPA＜EPB＜EPC
类型二、电场力做功和电势能的计算
例3：在电场强度大小为E的匀强电场中，一质量为m、带电量为q(q＞0)的物体以某一初速沿电场反方向做匀减速直线运动，其加速度大小为，物体运动距离s时速度变为零，则下列说法中不正确的是(　　)
A、物体克服电场力做功qEs
B、物体的电势能减少了0.8qEs
C、物体的电势能增加了qEs
D、物体的动能减少了0.8qEs
【变式1】
将带电量为6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了3×10-5J的功，再从B移到C，电场力做了1.2×10-5J的功，则
（1）电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能共改变了多少？
（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？
【变式2】如图所示，在场强的水平匀强电场中，有一根长的细线，一端固定在O点，另一端系一个质量、电荷量的带正电小球，当细线处于水平位置时，小球从静止开始释放，g取10
m/s2.求：
(1)小球到达最低点B的过程中重力势能、电势能分别变化了多少？
(2)若取A点电势能为零，小球在B点的电势能为多大？
(3)小球到B点时速度为多大？绳子张力为多大？