教案(39)——电势能　电势
考点解读

考　点
解　读
学习水平
题 目 分 布






电势能




电势




电势差
理解电势能的概念



理解电势，知道等势面，知道沿电场线方向电势逐点降低；




知道电势与电势差的关系.




不要求点电荷的电势公式及点电荷电场中电势的正负问题.
B



电场力做功与电势差的关系
理解电场力做功与电势差的关系；会运用W＝qU进行计算.
B


匀强电场中电场强度与电势差的关系
理解匀强电场中电场强度与电势差的关系，会用E＝U/d进行有关计算
B


用DIS描绘电场的等势线(学生实验)
知道实验目的，正确选择实验器材，安装实验装置；会用描迹法画出等势面.
B
09年上海高考第7题

10年上海高考第26题




11年上海高考第1题




11年上海高考第14题




11年上海高考第23题





教学目标
1．理解电势能、电势差，电势，等势面．
2．理解电场力做功与电势能变化的关系．
3．匀强电场中电势差跟电场强度的关系．
教师归纳
电场是一种存在于电荷周围的一种物质，它的最基本的性质是对放入其中的电荷有力的作用，电荷放入电场后就具有电势能．版权所有
1．电势能
(1)电势能大小： 电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电场力所做的功．21教育网
(2)电场力做功是电势能变化的量度： 电场力对电荷做正功，电荷的电势能减少；电荷克服电场力做功，电荷的电势能增加；电场力做功的多少和电势能的变化数值相等，这是判断电荷电势能如何变化的最有效方法．【来源：21·世纪·教育·网】

2．电势
(1)表达式： φA＝
(2)意义： 电场中某一点的电势在数值上等于单位电荷在那一点所具有的电势能．
(3)相对性： 电势是相对的，只有选择零电势的位置才能确定电势的值，通常取无限远或地球的电势为零．
(4)标量： 只有大小，没有方向，但有正、负之分，这里正负只表示比零电势高还是低．
3．电势差：电场中两点电势之差
①UAB＝－UBA
②电势差由电场的性质决定，与零电势点选择无关．
4．电场力做功与电势差的关系： 在电场中AB两点间移动电荷时，电场力做功等于电量与两点间电势差的乘积．WAB＝q·UAB2·1·c·n·j·y
注意： ①该式适用于一切电场；②电场力做功与电荷移动的路径无关；③电子伏特是功的单位，1eV＝1.6×10－19J21·世纪*教育网
5．等势面： 电场中电势相等的点构成的面
(1)意义： 等势面表示电势的高低．
(2)典型电场的等势面： ①匀强电场；②点电荷电场；③等量的异种点电荷电场；④等量的同种点电荷电场．www-2-1-cnjy-com
(3)等势面的特点： ①同一等势面上的任意两点间移动电荷电场力不做功；②等势面一定跟电场线垂直；③电场线总是从电势较高的等势面指向电势较低的等势面．
6．电势差与电场强度关系
(1)电场方向是指向电势降低最快的方向．在匀强电场中，电势降低是均匀的．
(2)匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上降低的电势．E＝
注意： ①该式只适用于匀强电场；②d是AB两点沿电场方向上的距离．
7．几种常见电场的电场线和等势面：

(1)
孤立点电荷周围的电场

(2)
等量异种点电荷的电场

(3)　　　　　　　　　(4)
等量同种点电荷的电场　　　匀强电场

(5)
形状不规则的带电体的电场

注意电场线、等势面的特点和电场线与等势面间的关系：
①电场线的方向为该点的场强方向，电场线的疏密表示场强的大小．
②电场线互不相交，等势面也互不相交．
③电场线和等势面在相交处互相垂直．
④电场线的方向不仅是电势降低的方向，而且是降低最快的方向．
⑤电场线密的地方等差等势面密；等差等势面密的地方电场线也密．
 分类剖析
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

(一)电势、电势能参量的变化判断

例1




　 空间某一静电场的电势φ在x轴上分布如图所示，x轴上B、C两点的电场强度在x方向上的分量分别是EBx、ECx，下列说法中正确的是(　　)21·cn·jy·com
　　　　　　　　　　　　　　　　

  A．该静电场由两个等量同种点电荷产生
  B．该静电场由两个等量异种点电荷产生
  C．EBx的大小大于ECx的大小
  D．负电荷沿x轴从B移到C的过程中，电势能先减小后增大
【解析】　根据常见电场的等势面的分布特点可知：这是等量同种点电荷产生的电场．由U＝Ed可知，图像中每点切线的斜率表示该点的电场强度的大小．由图像知：B到O，电势φ升高，O到C，电势φ降低，则负电荷从B到C，其电势能先减小后增大．应选ACD.

例2




　如图所示，在等量异种点电荷的电场中，将一个正的试探电荷由a点沿直线移到O点，再沿直线由O点移到c点．在该过程中，检验电荷所受的电场力大小和方向如何改变？其电势能又如何改变？www.21-cn-jy.com


【解析】　根据电场线和等势面的分布可知： 电场力一直减小而方向不变，在a→O阶段电势能减小，O→c电势能不变．21cnjy.com
(二)等势面应用

例3




　已知△ABC处于匀强电场中．将一个带电量q＝－2×10－6C的点电荷从A移到B的过程中，电场力做功W1＝－1.2×10－5J；再将该点电荷从B移到C，电场力做功W2＝6×10－6J.已知A点的电势φA＝5V，则B、C两点的电势分别为________V和________V．试在下图中画出通过A点的电场线．2-1-c-n-j-y


【解析】　先由W＝qU求出AB、BC间的电势差分别为6V和3V，再根据负电荷A→B电场力做负功，电势能增大，电势降低；B→C电场力做正功，电势能减小，电势升高，知φB＝－1V，φC＝2V.沿匀强电场中任意一条直线电势都是均匀变化的，因此AB中点D的电势与C点电势相同，CD为等势面，过A做CD的垂线必为电场线，方向从高电势指向低电势，所以斜向左下方.　　21*cnjy*com


例4




　图中实线表示电场中的三个等势面，各等势面的电势值如图中所示．把一个负电荷沿A→B→C移动，电荷在这三点所受的电场力为FA、FB、FC，电场力在AB段和BC段做的功为WAB和WBC，那么(　　)【来源：21cnj*y.co*m】


  A．FA＝FB＝FC，WAB＝WBC
  B．FA<FB<FC，WAB>WBC
  C．FA>FB>FC，WAB<WBC
  D．FA>FB>FC，WAB＝WBC
 【解析】　由电场线与等势面垂直，可知A－B－C是一条电场线，且方向是C指向A.根据等势面的疏密判断电场线的疏密，可知EA>EB>EC，由W＝Uq，UAB＝UBC，所以WAB＝WBC.应选D.【出处：21教育名师】


例5




　空间有一匀强电场，电场方向与纸面平行．一带电量为－q的小球(重力不计)，在恒定拉力F的作用下沿虚线以速度v0由M匀速运动到N，如图所示．已知力F和MN间夹角为θ，MN间距离为L，则：【版权所有：21教育】


(1)匀强电场的电场强度大小为多少？并画出过M点的等势线．
(2)MN两点的电势差为多少？
(3)当带电小球到达N点时，撤去外力F，小球能否回到过M点的等势面？若能，则此过程小球的动能变化量为多少？21教育名师原创作品
【解析】　(1)带电小球从M匀速运动到N，所受合外力为零，电场力与F等值反向，因此E＝，过M点的等势面如图．21*cnjy*com

(2)UMN＝Ed＝Lcosθ
(3)撤去F后，小球只受电场力，做匀减速运动，速度减为零后会反向运动，所以可以回到M点，此过程中只有电场力做功， ΔEk＝WNM＝F Lcosθ