教科版高三物理选修3-1 同步导学案 第1章 4 电势能 电势与电势差
教科版高三物理选修3-1 同步导学案 第1章 4 电势能 电势与电势差第2页

二、电势能

[导学探究] (1)物体从高处向低处运动,重力做什么功?物体的重力势能如何变化?重力做功和物体的重力势能变化有什么关系?

(2)正电荷顺着电场线移动,电场力做什么功?电荷的电势能如何变化?负电荷顺着电场线移动,电场力做什么功?电荷的电势能如何变化?电势能的变化与电场力做功有什么关系?

答案 (1)重力做正功 重力势能减少 WG=Ep1-Ep2

(2)电场力做正功 电势能减少 电场力做负功 电势能增加 W电=Ep1-Ep2

[知识梳理]

1.电势能:电荷在静电场中也具有势能,这种势能叫做电势能,用符号Ep表示.

2.电场力做功与电势能变化的关系:WAB=EpA-EpB,即电场力做正功,电势能减少,电场力做负功,电势能增加.

3.电荷在某点的电势能,等于把它从这点移动到无穷远位置时静电力做的功.

4.电势能具有相对性

电势能零点的规定:通常把电荷在离场源电荷无限远处或把电荷在大地表面上的电势能规定为零.

[即学即用] 判断下列说法的正误.

(1)电场力做正功,电荷的电势能减少,电场力做负功,电荷的电势能增加.(√)

(2)正电荷和负电荷沿着电场线运动,电势能均减少.(×)

(3)确定电荷在某点的电势能应先规定零势能点.(√)

(4)因电势能有正负之分,所以电势能是矢量.(×)

三、电势与电势差

[导学探究] (1)在图1中将电荷量分别为q、2q的电荷分别从A点移到B点,两电荷电势能的变化是否相同?电势能的变化与电荷量的比值是否相同?这个比值与电荷量有关吗?

(2)若取B点为零势能点,两电荷在A点的电势能分别为多大?电势能与电荷量的比值分别为多大?

答案 (1)电势能的变化EpA-EpB=WAB=EqLcosθ与电荷量q成正比,故两电荷电势能的变化不同,但电势能的变化与电荷量的比值=ELcosθ相同,即-=定值,与电荷量q无关,只与A、B两点位置有关.

(2)两电荷在A点的电势能EpA分别为qELcosθ、2qELcosθ.虽然电势能不同,但与电荷量的比值相同,都为ELcosθ.

[知识梳理]

1.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.

(2)表达式:φ=,单位为伏特,符号为V.

电场中某点的电势与检验电荷q无关,取决于电场本身.