课程基本信息
课例编号
2020QJ11WLRJ008
学科
物理
年级
高二
学期
第一学期
课题
电势能与电势（第一课时）
教科书
书名：普通高中教科书《物理》必修第三册
出版社：人民教育出版社
出版日期：2019年
7
月
学生信息
姓名
学校
班级
学号
学习目标
1.通过计算在匀强电场中移动电荷静电力所做的功，认识静电力做功跟路径无关的特点。
2.通过类比重力势能引入电势能，体会能量观点是分析物理问题的重要方法。
3.理解电势能的变化与静电力做功的关系。
4.知道电势能的定义。知道常见的电势能零点的规定方法。
课前学习任务
复习《物理》必修第二册中《重力势能》一节，说一说：
（1）重力做功的特点；
（2）重力做功与重力势能的关系；
（3）若重力做功与路径有关，我们还能把mgh叫做物体的重力势能吗？
课上学习任务
【学习任务一】
想一想：一个正电荷在电场中只受到静电力F的作用，它在电场中由A点运动到B点时，
静电力做了正功WAB。从能量转化的角度，同学们可以展开哪些思考呢？
【学习任务二】
做一做：在电场强度为E的匀强电场中任取A、B两点，AB的连线长度为l，与电场强度的方向夹角为θ。把带正电的试探电荷从A点移动到B点，若试探电荷的电荷量为q，计算下面三种情况下静电力对电荷所做的功：
（1）把q沿直线AB从A点移动到B点；
（2）把q沿折线AMB从A点移动到B点；
（3）使q沿任意曲线ANB从A点移动到B点。
【学习任务三】
若电场强度为E=3000N/C，AB的连线长度为l=0.1m，试探电荷的电荷量为q=1.0×10-9C。若规定电荷在A点的电势能为0，那么电荷在B点的电势能为多大？选择不同的零势能位置，电荷从A到B，电势能的变化量会不同吗？
【学习任务四】
想一想：在正点电荷形成的电场中，将试探电荷+q和-q分别从A点移动到无限远处，静电力做什么功？电势能怎样变化？
【学习任务五】
根据自己的理解，总结本节课的学习内容
推荐的学习资源
1．《新概念高中物理读本》第二册第一章§4“4.1电场力做功与电势能”部分。课程基本信息
课例编号
2020QJ11WLRJ009
学科
物理
年级
高二
学期
第一学期
课题
电势能和电势（第二课时）
教科书
书名：普通高中教科书《物理》必修第三册
出版社：人民教育出版社
出版日期：2019年
7
月
学生信息
姓名
学校
班级
学号
学习目标
1.通过类比电场强度引入电势的概念，理解电势是从能的角度描述电场的物理量。
2.知道电势的相对性，了解常见的电势零点的规定方法。
3.会计算电场中某点电势的大小，能判断电场中两点电势的高低。
课前学习任务
复习第九章《电场
电场强度》一节，请你说一说我们是怎么定义电场强度的？为什么用电荷受到的静电力与电荷量的比值能表示电场中某点的性质？你还知道哪些物理量是用比值法定义的？
课上学习任务
【学习任务一】
做一做：在电场强度为E的匀强电场中，沿电场线方向有A、B、C三点，
A、B与C的距离分别为l1和l2。若规定电荷在C点的电势能为0。计算电荷+q与电荷+nq在A、B两点的电势能以及电势能跟电荷量的比值。分析你的计算结果，看看你能发现什么规律？
【学习任务二】
做一做：在正点电荷形成的电场中，将电荷量为+q的试探电荷1从A点移动到无限远处，静电力做功为W。若规定电荷在无限远处的电势能为0。（1）计算试探电荷1在A点的电势能与电荷量的比值；（2）若将电荷量为+nq的试探电荷2放在A点，计算其电势能与电荷量的比值。
【学习任务三】
做一做：匀强电场的电场强度为E=3000N/C，A、B与C的距离l1和l2分别为0.1m和0.04m。（1）以C点为零电势点，求A、B两点的电势；（2）以B点为零电势点，求A、C两点的电势。
【学习任务四】
想一想：如图所示，A、B、C是孤立点电荷电场中一条电场线上的三个点，电场线的方向由A到C。请你比较三点的电势高低和电场强度的大小。
【学习任务五】
做一做：一个电场中有
A、B两点，电荷量q1为1×10-9C的试探电荷放在电场中的A点，具有－2×10-8
J的电势能；q2为－2×10-9
C的试探电荷放在电场中的B点，具有6×10-8
J的电势能。现把q3为－4×10-9
C的试探电荷由A点移到B点，求静电力所做的功。
【学习任务六】
根据你的理解，总结本节课的内容。
推荐的学习资源
1．《新概念高中物理读本》第二册第一章§4“4.2电势和电势差”部分。课程基本信息
课例编号
2020QJ11WLRJ009
学科
物理
年级
高二
学期
第一学期
课题
电势能和电势（第二课时）
教科书
书名：普通高中教科书《物理》必修第三册
出版社：人民教育出版社
出版日期：2019年
7
月
学生信息
姓名
学校
班级
学号
课后练习
1.电场中两点电势的高低是否与试探电荷的正负有关？电势能的高低呢？沿着电场线的方向移动负试探电荷时，电势是升高还是降低？它的电势能是增加还是减少？
2.电荷量q1为4×10-9
C的试探电荷放在电场中的A点，具有6×10-8
J的电势能。A点的电势是多少？若把q2为－2×10-10
C的试探电荷放在电场中的A点，q2所具有的电势能是多少？
3.
回答下列题目后小结：如何根据试探电荷的电势能来判断电场中两点电势的高低？
（1）q在A点的电势能比在B点的大，A、B两点哪点电势高？
（2）－q在C点的电势能比在D点的大，C、D两点哪点电势高？
（3）q在E点的电势能为负值，－q在F点的电势能是负值，E、F两点哪点电势高？
4.
如图，A、B是点电荷电场中同一条电场线上的两点，把电荷量q1为10-9C的试探电荷从无穷远移到A点，静电力做的功为4×10-8
J；
把q2为－2×10-9
C的试探电荷从无穷远移到B
点，静电力做的功为－6×10-8
J。请判断：场源电荷是正电荷还是负电荷？场源电荷的位置是在A、B的左边还是右边？
5.
如图所示，P、Q是两个电荷量相等的正点电荷，它们连线的中点是O，A、B是中垂线上的两点，OA参考答案：
1.电场中两点电势的高低与试探电荷的正负无关，电势能的高低与试探电荷的正负有关。沿着电场线的方向移动负试探电荷时，电势是降低，它的电势能增加。
2.
，。
3.
（1）A点电势高；（2）D点电势高；（3）F点电势高
小结：第（1）问表明在电场中，同一正试探电荷的电势能越大的点，电势越高；同一正试探电荷在电势越高的点，电势能越大。
第（2）问表明在电场中，同一负试探电荷的电势能越大的点，电势越低；同一负试探电荷在电势越高的点，电势能越小。
第（3）问表明正试探电荷的电势能为负值的点的电势小于负试探电荷的电势能为负值的点的电势。
4.
电荷在电场中某点的电势能，等于把它从这点移动到零势能位置的过程中，静电力所做的功。取无穷远为零势能点，有EpA＝WAO＝-WOA＝-4×10-8J，，
EpB＝WBO＝-WOB＝6×10-8
J，。，故电场线方向为从B指向A，且场源电荷为负电荷，其位置在A点的左边。
5.A点的电势一定高于B点的电势，A点的电场强度不一定大于B点的电场强度。课程基本信息
课例编号
2020QJ11WLRJ008
学科
物理
年级
高二
学期
第一学期
课题
电势能与电势（第一课时）
教科书
书名：普通高中教科书《物理》必修第三册
出版社：人民教育出版社
出版日期：2019年
7
月
学生信息
姓名
学校
班级
学号
课后练习
1.
如图，在电场强度为60N/C的匀强电场中有A、B、C三个点，AB为5
cm，BC为12cm，其中AB沿电场方向，BC和电场方向的夹角为60°。将电荷量为4×10-8C的正电荷从A点移到B点，再从B点移到C点。求静电力做了多少功？若将该电荷沿直线由A点移到C点，静电力做的功又是多少？若规定C点为零势能位置，则该正电荷在A、B两点的电势能分别是多大？
2.
在负点电荷形成的电场中，分别将试探电荷+q和-q从图中A点移动到距场源电荷无限远处，静电力做什么功？电荷的电势能怎样变化？若规定电荷在距场源电荷无限远处的电势能为零，则试探电荷+q和-q在A点的电势能是正值还是负值？
3.
如图，A、B为一对等量正点电荷连线上的两点（其中B为中点），C为连线中垂线上的一点。今将一个电荷量为q的正点电荷自A沿直线移到B再沿直线移到C，请分析在此过程中该电荷的电势能的变化情况。
若将该正点电荷q自A移到B再移到C的过程中静电力做功W1=5×10-8J，
再将该点电荷自C移到无限远的过程中静电力做功W2=8×10-8J，则点电荷q在A点的电势能为多大？
参考答案：
1.
W1＝WAB+WBC＝Eq|AB|+Eq|BC|cos60°＝2.64×10-7J
W2＝Eqcos∠BAC|AC|＝Eq(|AB|+|BC|cos
60°)＝2.64×10-7
J
EPA=2.64×10-7
J，EPB=
WBC＝Eq|BC|cos
60°＝1.44×10-7
J
2.
将试探电荷+q从图中A点移动到距场源电荷无限远处，静电力做负功，电荷的电势能增加，若规定电荷在距场源电荷无限远处的电势能为零，则试探电荷+q在A点的电势能是负值。将试探电荷-q从图中A点移动到距场源电荷无限远处，静电力做正功，电荷的电势能减少，若规定电荷在距场源电荷无限远处的电势能为零，则试探电荷-q在A点的电势能是正值。
3.
正点电荷自A沿直线移到B，静电力做正功，电势能减少。再沿直线移到C，静电力做正功，电势能减少。将点电荷q自A移到无限远的过程中静电力做的功为WAO=W1+W2=1.3×10-7J，所以点电荷q在A点的电势能为1.3×10-7J。
