一名合格的教师要充分考虑学习的趣味性，作为教师就要精心准备好合适的教案。教案可以让讲的知识能够轻松被学生吸收，使教师有一个简单易懂的教学思路。优秀有创意的教案要怎样写呢？为了让您在使用时更加简单方便，下面是小编整理的“电势能和电势学案”，仅供参考，欢迎大家阅读。

电势能和电势学案
课前预习学案
预习目标：
1、理解电势能、电势的概念。
2、能熟练应用电势能、电势的有关知识分析解决实际问题。
预习内容：
1、静电力的功
W=FS=qES，S应是沿电场线方向的位移，静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但与电荷经过的路径无关。
2、电势能
电荷在电场中具有的势能。和重力势能一样要确定零势能位置，通常把电荷
在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零。比零电势能高的电势能为正，比零电势能低的电势能为负。
电势能用Ep表示，单位：焦耳（J）
3、电势能与静电力做功的关系WAB=EPA—EPB，静电力做正功电势能减少，
静电力做负功电势能增加。
4、电势
(1)电势定义：φ=Ep/q。
(2)电势是标量，单位：伏特，简称伏，用V表示，1V=1J／C。
(3)在离场源无穷远处电势为0：正电荷电场中，处处电势为正。负电荷电场中，处处电势为负。
(4)沿电力线方向，电势降低。
5、等势面：电场中电势相等的点构成的面
(1)在同一等势面上的任意两点间移动电荷电场力不做功，等势面一定与电场线垂直。
(2)匀强电场中的等势面是与电场线垂直的一族平面。
6、电势能、电势的大小、正负的判断方法：
(1)根据场源电荷判断：离场源正电荷越近电势越高，检验正电荷（或负电荷）的电势能越大（或越小），离场源负电荷越近电势越低，检验正电荷（或负电荷）的电势能越小（或越大）
(2)根据电场线判断：顺着电场线的方向电势降低，检验正电荷（或负电荷）的电势能减少（或增加），逆着电场线的方向电势升高，检验正电荷（或负电荷）的电势能增加（或减少）。
(3)根据检验电荷判断：电场力对正电荷做正功时，正电荷由高电势（或电势能大）的点移向低电势（或电势能小）的点，电场力对负电荷做正功时，负电荷由低电势（或电势能大）的点移向高电势（或电势能小）的点
提出疑惑：
课内探究学案：
学习目标：
1理解电势能、电势的概念。
2能熟练应用电势能、电势的有关知识分析解决实际问题
学习过程
1、静电力的功
W=FS=qES，S应是沿电场线方向的位移，静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但与电荷经过的路径无关。
3、电势能
电荷在电场中具有的势能。和重力势能一样要确定零势能位置，通常把电荷
在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零。比零电势能高的电势能为正，比零电势能低的电势能为负。
电势能用Ep表示，单位：焦耳（J）
3、电势能与静电力做功的关系WAB=EPA—EPB，静电力做正功电势能减少，
静电力做负功电势能增加。
4、电势
(1)电势定义：φ=Ep/q。
(2)电势是标量，单位：伏特，简称伏，用V表示，1V=1J／C。
(3)在离场源无穷远处电势为0：正电荷电场中，处处电势为正。负电荷电场中，处处电势为负。
(4)沿电力线方向，电势降低。
5、等势面：电场中电势相等的点构成的面
(1)在同一等势面上的任意两点间移动电荷电场力不做功，等势面一定与电场线垂直。
(2)匀强电场中的等势面是与电场线垂直的一族平面。
6、电势能、电势的大小、正负的判断方法：
(1)根据场源电荷判断：离场源正电荷越近电势越高，检验正电荷（或负电荷）的电势能越大（或越小），离场源负电荷越近电势越低，检验正电荷（或负电荷）的电势能越小（或越大）
(2)根据电场线判断：顺着电场线的方向电势降低，检验正电荷（或负电荷）的电势能减少（或增加），逆着电场线的方向电势升高，检验正电荷（或负电荷）的电势能增加（或减少）。
(3)根据检验电荷判断：电场力对正电荷做正功时，正电荷由高电势（或电势能大）的点移向低电势（或电势能小）的点，电场力对负电荷做正功时，负电荷由低电势（或电势能大）的点移向高电势（或电势能小）的点
反思总结：通过实践教学，重在让学生有对比的观点去学习物理知识。课中多次用到类比的物理思想，让学生对知识有更多的牵连，能对前面的知识达到灵活的应用，牵带多种方法学习物理知识，同时也反映出了选修3－1的设计思想。
当堂检测
1下列说法正确的是（）
A.在电场中顺着电场线移动电荷，电场力做功，电荷电势能减少
B.在电场中逆着电场线移动电荷，电场力做功，电荷电势能减少
C.在电场中顺着电场线移动正电荷，电场力做正功，电荷电势能减少
D.在电场中逆着电场线移动负电荷，电场力做负功，电荷电势能增加
2如图所示，A、B、C为电场中同一电场线上的三点，设电荷在电场中只受电场力作用，则下列说法正确的是（）
A若在C点无初速释放正电荷，电荷向B运动，电势能减小
B若在C点无初速释放正电荷，电荷向B运动，电势能增大
C若在C点无初速释放负电荷，电荷向A运动，电势能增大
D若在C点无初速释放负电荷，电荷向A运动，电势能减小

【课后练习与提高】
1、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EA＞EB＞EC
B．放上+q时，它们的电势能EA＜EB＜EC
C．放上－q时，它们的电势能EA＞EB＞EC
D．放上－q时，它们的电势能EA＜EB＜EC
2、一个点电荷，从静电场的a点移到b点，其电势变化为零，则（）
A.a、b两点场强一定相等
B.该点电荷一定沿等势面移动
C.作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是垂直的
D.a、b两点的电势一定相等
3、如图四所示，为电场中一条电场线，一个点电荷由静止开始，在电场力作用下，从A点移到B点，下面论述正确的是（）
A.A处场强大于B处场强；
B.点电荷在A处电势能大于在B处电势能；
C.点电荷带负电；
D.由A到B点电荷受到电场力越来越小。
4、在电场中，A点的电势高于B点的电势，则（）
A．把负电荷从A点移到B点，电场力作负功
B．把负电荷从A点移到B点，电场力作正功
C．把正电荷从A点移到B点，电场力作负功
D．把正电荷从A点移到B点，电场力作正功
5、在静电场中，关于场强和电势的说法正确的是（）
A．电场强度大的地方电势一定高
B．电势为零的地方场强也一定为零
C．场强为零的地方电势也一定为零
D．场强大小相同的点电势不一定相同
6、若带正电的小球只受电场力的作用，则它在任意一段时间内（）
A．一定沿着电场线由高电势向低电势运动
B．一定沿着电场线由低电势向高电势运动
C．不一定沿电场线运动，但一定由高电势向低电势运动
D．不一定沿电场线运动，也不一定由高电势向低电势运动
7、有一电场的电场线如图1所示，场中A、B两点电场强度的大小和电势分别用EA、EB和UA、UB表示，则（）
A．EA＞EBUA＞UB[来
B．EA＞EBUA＜UB
C．EA＜EBUA＞UB
D．EA＜EBUA＜UB
8、如图2，A、B为两等量异号点电荷，A带正电，B带负电，在A、B连线上有a、b、c三点，其中b为连线的中点，ab＝bc，则（）
A．a点与c点的电场强度相同
B．a点与c点的电势相同
C．a、b间电势差与b、c间电势差相等
D．点电荷q沿A、B连线的中垂线移动，电场力不作功
9、在以点电荷为球心、r为半径的球面上各点相同的物理量是（）
A．电场强度B．同一电荷所受电场力
C．电势D．同一电荷具有的电势能
10、下述说法正确的是（）
A．在同一等势面上移动电荷，电场力不作功
B．等势面上各点场强大小一定相等
C．电场中电势高处，电荷的电势能就大
D．电场强度大处，电荷的电势能就大
11、一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点电场力做了5×10－6J的功，那么（）
A．电荷在B处时将具有5×10－6J的电势能
B．电荷在B处将具有5×10－6J的动能
C．电荷的电势能减少了5×10－6J
D．电荷的动能增加了5×10－6J
12、关于等势面下列说法正确的是()
A．等势面与电场线处处垂直
B．同一等势面上的各点场强大小必定相等
C．电荷所受电场力的方向必和该点等势面垂直，并指向电势升高的方向
D．电荷从电场中一点移到另一点，电场力没做功，电荷必在同一等势面上移动
13、以无穷远处为零电势点，下述情况中各物理量为正还是为负？
（1）负电荷周围空间的电势为_________值．
（2）正电荷位于某负荷电产生的电场内，它的电势能为________值．
（3）负电荷位于某负电荷产生的电场内，它的电势能为________值．

14、如图8所示，实线为电场线，虚线为等势线，且相邻两等势间的电势差相等，一正电荷在等势线U3上时，具有动能20J，它运动到等势线U1时速度为零，令U2＝0，那么该电荷的电势能为4J时，其动能为_______J．jAb88.COM

相关知识

第4节　电势能和电势

一名优秀的教师在每次教学前有自己的事先计划，作为高中教师就要精心准备好合适的教案。教案可以让上课时的教学氛围非常活跃，帮助高中教师更好的完成实现教学目标。关于好的高中教案要怎么样去写呢？下面是小编帮大家编辑的《第4节　电势能和电势》，欢迎阅读，希望您能够喜欢并分享！

第4节电势能和电势
.
要点一判断电势高低的方法
电场具有力的性质和能的性质，描述电场的物理量有电势、电势能、静电力、静电力做功等，为了更好地描述电场，还有电场线、等势面等概念，可以从多个角度判断电势高低．
1．在正电荷产生的电场中，离电荷越近电势越高，在负电荷产生的电场中，离电荷越近，电势越低．
2．电势的正负．若以无穷远处电势为零，则正点电荷周围各点电势为正，负点电荷周围各点电势为负．
3．利用电场线判断电势高低．沿电场线的方向电势越来越低．
4．根据只在静电力作用下电荷的移动情况来判断．只在静电力作用下，电荷由静止开始移动，正电荷总是由电势高的点移向电势低的点；负电荷总是由电势低的点移向电势高的点．但它们都是由电势能高的点移向电势能低的点．
要点二理解等势面及其与电场线的关系
1．电场线总是与等势面垂直的(因为如果电场线与等势面不垂直，电场在等势面上就有分量，在等势面上移动电荷，静电力就会做功)，因此，电荷沿电场线移动，静电力必定做功，而电荷沿等势面移动，静电力必定不做功．
2．在同一电场中，等差等势面的疏密也反映了电场的强弱，等势面密处，电场线密，电场也强，反之则弱．
3．已知等势面，可以画出电场线；已知电场线，也可以画出等势面．
4．电场线反映了电场的分布情况，它是一簇带箭头的不闭合的有向曲线，而等势面是一系列的电势相等的点构成的面，可以是封闭的，也可以是不封闭的．
要点三等势面的特点和应用
1．特点
(1)在同一等势面内任意两点间移动电荷时，静电力不做功．
(2)在空间没有电荷的地方两等势面不相交．
(3)电场线总是和等势面垂直，且从电势较高的等势面指向电势较低的等势面．
(4)在电场线密集的地方，等差等势面密集．在电场线稀疏的地方，等差等势面稀疏．
(5)等势面是虚拟的，为描述电场的性质而假想的面．
2．应用
(1)由等势面可以判断电场中各点电势的高低及差别．
(2)由等势面可以判断电荷在电场中移动时静电力做功的情况．
(3)由于等势面和电场线垂直，已知等势面的形状分布，可以绘制电场线，从而确定电场大体分布．
(4)由等差等势面的疏密，可以定性地确定某点场强的大小.

1.重力做功和静电力做功的异同点如何？
重力做功静电力做功
相似点重力对物体做正功，物体重力势能减少，重力对物体做负功，物体重力势能增加．其数值与路径无关，只与始末位置有关静电力对电荷做正功，电荷电势能减少，静电力对电荷做负功，电荷电势能增加．其数值与路径无关，只与始末位置有关
不同点重力只有引力，正、负功比较容易判断．例如，物体上升，重力做负功由于存在两种电荷，静电力做功和重力做功有很大差异．例如：在同一电场中沿同一方向移动正电荷与移动负电荷，电荷电势能的变化是相反的，静电力做功的正负也是相反的
应用由重力做功的特点引入重力势能由静电力做功的特点引入了电势能
2.电势和电势能的区别和联系是什么？
电势φ电势能Ep
物理
意义反映电场的能的性质的物理量，即已知电势就可以知道任意电荷在该点的电势能电荷在电场中某点所具有的能量
相关
因素电场中某一点的电势φ的大小，只跟电场本身有关，跟检验电荷q无关电势能大小是由点电荷q和该点电势φ共同决定的
大小
正负电势沿电场线逐渐下降，取定零电势点后，某点的电势高于零者，为正值；某点的电势低于零者，为负值正点电荷(＋q)：电势能的正负跟电势的正负相同．负点电荷(－q)：电势能的正负跟电势的正负相反
单位伏特V焦耳J
联系φ＝Epq
Ep＝qφ
3.常见电场等势面和电场线的图示应该怎样画？
(1)点电荷电场：等势面是以点电荷为球心的一簇球面，越向外越稀疏，如图1－4－5所示．
图1－4－5
(2)等量异种点电荷的电场：是两簇对称曲面，两点电荷连线的中垂面是一个等势面．如图1－4－6所示．在从正电荷到负电荷的连线上电势逐渐降低，φAφA′；在中垂线上φB＝φB′.
图1－4－6
(3)等量同种点电荷的电场：是两簇对称曲面，如图1－4－7所示，在AA′线上O点电势最低；在中垂线上O点电势最高，向两侧电势逐渐降低，A、A′和B、B′对称等势．
图1－4－7
(4)匀强电场：等势面是与电场线垂直、间隔相等、相互平行的一簇平面，如图1－4－8所示．

图1－4－8
一、电势能
【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
答案D
解析电荷的电势能与电场强度无直接关系，A、B错误；如果电荷的初速度为零，电荷只在静电力的作用下，做加速运动，电荷的电势能转化为动能，电势能减少，但如果电荷的初速度不为零，电荷可能在静电力的作用下，先做减速运动，这样静电力对电荷做负功，电荷的动能转化为电势能，电势能增加，所以C错误，D正确．
二、判断电势的高低
【例2】在静电场中，把一个电荷量为q＝2.0×10－5C的负电荷由M点移到N点，静电力做功6.0×10－4J，由N点移到P点，静电力做负功1.0×10－3J，则M、N、P三点电势高低关系是________．
答案φNφMφP
解析首先画一条电场线,如上图所示.在中间位置附近画一点作为M点.因为由M→N静电力做正功,而负电荷所受静电力与场强方向相反，则可确定N点在M点左侧．由N→P静电力做负功，即沿着电场线移动，又因1.0×10－3J6.0×10－4J，所以肯定移过了M点，即P点位于M点右侧．这样，M、N、P三点电势的高低关系是φNφMφP.

1.有一电场的电场线如图1－4－9所示，
图1－4－9
电场中A、B两点电场强度的大小和电势分别用EA、EB和φA、φB表示，则()
A．EAEB，φAφB
B．EAEB，φAφB
C．EAEB，φAφB
D．EAEB，φAφB
答案D
2．有关电场，下列说法正确的是()
A．某点的电场强度大，该点的电势一定高
B．某点的电势高，检验电荷在该点的电势能一定大
C．某点的场强为零，检验电荷在该点的电势能一定为零
D．某点的电势为零，检验电荷在该点的电势能一定为零
答案D
3．将一个电荷量为－2×10－8C的点电荷，从零电势点S移到M点要克服静电力做功4×10－8J，则M点电势φM＝________V．若将该电荷从M点移到N点，静电力做功14×10－8J，则N点电势φN＝________V，MN两点间的电势差UMN＝________V.
答案－25－7
解析本题可以根据电势差和电势的定义式解决．
由WSM＝qUSM得USM＝WSMq＝－4×10－8－2×10－8V＝2V
而USM＝φS－φM，所以φM＝φS－USM＝(0－2)V＝－2V
由WMN＝qUMN得UMN＝WMNq＝14×10－8－2×10－8V＝－7V
而UMN＝φM－φN，所以φN＝φM－UMN＝[－2－(－7)]V
＝5V
4．如图1－4－10所示．
图1－4－10
(1)在图甲中，若规定EpA＝0，则EpB________0(填“”“＝”或“”)．
试分析静电力做功情况及相应的电势能变化情况．
答案(1)(2)见解析
解析(1)A→B移动正电荷，WAB0，故EpAEpB，若EpA＝0，则EpB0.
(2)甲中从A→B移动负电荷，WAB0，EpAEpB
乙中从B→A移动负电荷，WAB0，EpAEpB.

题型一静电力做功和电势能变化之间的关系
如图1所示，
图1
把电荷量为－5×10－9C的电荷，从电场中的A点移到B点，其电势能__________(选填“增加”、“减少”或“不变”)；若A点的电势UA＝15V，B点的电势UB＝10V，则此过程中静电力做的功为________J.
思维步步高电势能变化和静电力做功有什么关系？负电荷从A点移动到B，静电力做正功还是负功？静电力做功和电势能的变化在数值上有什么关系？
解析将电荷从电场中的A点移到B点，静电力做负功，其电势能增加；A点的电势能为EpA＝qUA，B点的电势能为EpB＝qUB，静电力做功等于电势能变化量的相反数，即W＝EpA－EpB＝－2.5×10－8J.
答案增加－2.5×10－8J
拓展探究如果把该电荷从B点移动到A点，电势能怎么变化？静电力做功的数值是多少？如果是一个正电荷从B点移动到A点，正电荷的带电荷量是5×10－9C，电势能怎么变化？静电力做功如何？
答案减少2.5×10－8J增加－2.5×10－8J
解析如果把该电荷从B点移动到A点，静电力做正功，电势能减少．静电力做功为2.5×10－8J；如果电荷的带电性质为正电荷，从B点移动到A点，静电力做负功，电势能增加了，静电力做负功，数值为－2.5×10－8J.
电场中的功能关系：
①静电力做功是电荷电势能变化的量度，具体来讲，静电力对电荷做正功时，电荷的电势能减少；静电力对电荷做负功时，电荷的电势能增加，并且，电势能增加或减少的数值等于静电力做功的数值．
②电荷仅受静电力作用时，电荷的电势能与动能之和守恒．
③电荷仅受静电力和重力作用时，电荷的电势能与机械能之和守恒.
题型二电场中的功能关系
质子和中子是由更基本的粒子即所谓“夸克”组成的．两个强作用电荷相反(类似于正负电荷)的夸克在距离很近时几乎没有相互作用(称为“渐近自由”)；在距离较远时，它们之间就会出现很强的引力(导致所谓“夸克禁闭”)．作为一个简单的模型，设这样的两夸克之间的相互作用力F与它们之间的距离r的关系为F＝0，0rr1，－F0，r1≤r≤r2，0，rr2.式中F0为大于零的常量，负号表示引力．用U表示夸克间的势能，令U0＝F0(r2－r1)，取无穷远为零势能点．下列U－r图示中正确的是()

思维步步高零势能面的规定有何用处？无穷远处的势能和r＝r2处的势能是否相同？当rr1之后势能怎么变化？
解析从无穷远处电势为零开始到r＝r2位置，势能恒定为零，在r＝r2到r＝r1过程中，恒定引力做正功，势能逐渐均匀减小，即势能为负值且越来越小，此过程图象为A、B选项中所示；rr1之后势能不变，恒定为－U0，由引力做功等于势能减少量，故U0＝F0(r2－r1)．
答案B
拓展探究空间存在竖直向上的匀强电场，
图2
质量为m的带正电的微粒水平射入电场中，微粒的运动轨迹如图2所示，在相等的时间间隔内()
A．重力做的功相等
B．静电力做的功相等
C．静电力做的功大于重力做的功
D．静电力做的功小于重力做的功
答案C
解析根据微粒的运动轨迹可知静电力大于重力，故选项C正确．由于微粒做曲线运动，故在相等时间间隔内，微粒的位移不相等，故选项A、B错误．
电势能大小的判断方法：
①利用Ep＝qφ来进行判断，电势能的正负号是表示大小的，在应用时把电荷量和电势都带上正负号进行分析判断．
②利用做功的正负来判断，不管正电荷还是负电荷，静电力对电荷做正功，电势能减少；静电力对电荷做负功，电势能增加.

一、选择题
1．一点电荷仅受静电力作用，由A点无初速释放，先后经过电场中的B点和C点．点电荷在A、B、C三点的电势能分别用EA、EB、EC表示，则EA、EB和EC间的关系可能是()
A．EAEBECB．EAEBEC
C．EAECEBD．EAECEB
答案AD
解析点电荷在仅受静电力作用的情况下，动能和电势能相互转化，动能最小时，电势能最大，故EA≥EB，EA≥EC，A、D正确．
2．如图3所示电场中A、B两点，
图3
则下列说法正确的是()
A．电势φAφB，场强EAEB
B．电势φAφB，场强EAEB
C．将电荷＋q从A点移到B点静电力做了正功
D．将电荷－q分别放在A、B两点时具有的电势能EpAEpB
答案BC
解析场强是描述静电力的性质的物理量；电势是描述电场能的性质的物理量，二者无必然的联系．场强大的地方电势不一定大，电势大的地方，场强不一定大，另根据公式Ep＝φq知，负电荷在电势低的地方电势能反而大．
3．如图4所示，
图4
某区域电场线左右对称分布，M、N为对称线上的两点．下列说法正确的是()
A．M点电势一定高于N点电势
B．M点场强一定大于N点场强
C．正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能
D．将电子从M点移动到N点，静电力做正功
答案AC
解析由图示电场线的分布示意图可知，MN所在直线的电场线方向由M指向N，则M点电势一定高于N点电势；由于N点所在处电场线分布密，所以N点场强大于M点场强；正电荷在电势高处电势能大，故在M点电势能大于在N点电势能；电子从M点移动到N点，静电力做负功．综上所述，A、C选项正确．
4．两个带异种电荷的物体间的距离增大一些时()
A．静电力做正功，电势能增加
B．静电力做负功，电势能增加
C．静电力做负功，电势能减少
D．静电力做正功，电势能减少
答案B
解析异种电荷之间是引力，距离增大时，引力做负功，电势能增加．
5．如图5所示，
图5
O为两个等量异种电荷连线的中点，P为连线中垂线上的一点，比较O、P两点的电势和场强大小()
A．φO＝φP，EOEP
B．φO＝φP，EO＝EP
C．φOφP，EO＝EP
D．φO＝φP，EOEP
答案A
6．在图6中虚线表示某一电场的等势面，
图6
现在用外力将负点电荷q从a点沿直线aOb匀速移动到b，图中cd为O点等势面的切线，则当电荷通过O点时外力的方向()
A．平行于ab
B．平行于cd
C．垂直于ab
D．垂直于cd
答案D
7．如图7所示，
图7
固定在Q点的正点电荷的电场中有M、N两点，已知MQNQ.下列叙述正确的是()
A．若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则静电力对该电荷做功，电势能减少
B．若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则该电荷克服静电力做功，电势能增加
C．若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点，则静电力对该电荷做功，电势能减少
D．若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点，再从N点沿不同路径移回到M点；则该电荷克服静电力做的功等于静电力对该电荷所做的功，电势能不变
答案AD
解析由点电荷产生的电场的特点可知，M点的电势高，N点的电势低，所以正电荷从M点到N点，静电力做正功，电势能减少，故A对，B错；负电荷由M点到N点，克服静电力做功，电势能增加，故C错；静电力做功与路径无关，负点电荷又回到M点，则整个过程中静电力不做功，电势能不变，故D对．
二、计算论述题
8．如图8所示，
图8
平行板电容器两极板间有场强为E的匀强电场，且带正电的极板接地．一质量为m、电荷量为＋q的带电粒子(不计重力)从x轴上坐标为x0处静止释放．
(1)求该粒子在x0处的电势能Epx0.
(2)试从牛顿第二定律出发，证明该带电粒子在极板间运动过程中，其动能与电势能之和保持不变．
答案(1)－qEx0(2)见解析
解析(1)粒子由x0到O处静电力做的功为：
W电＝－qEx0①
W电＝－(0－Epx0)②
联立①②得：Epx0＝－qEx0
(2)在x轴上任取两点x1、x2，速度分别为v1、v2.
F＝qE＝ma
v22－v21＝2a(x2－x1)
联立得
12mv22－12mv21＝qE(x2－x1)
所以12mv22＋(－qEx2)＝12mv21＋(－qEx1)
即Ek2＋Ep2＝Ek1＋Ep1
故在其运动过程中，其动能和势能之和保持不变．
9.
图9
一根对称的“∧”型玻璃管置于竖直平面内，管所在的空间有竖直向上的匀强电场E.质量为m、带电荷量为＋q的小球在管内从A点由静止开始沿管向上运动，且与管壁的动摩擦因数为μ，管AB长为l，小球在B端与管作用没有能量损失，管与水平面夹角为θ，如图9所示．求从A开始，小球运动的总路程是多少？
答案ltanθμ
解析由题意知小球所受合力沿玻璃管斜向上，
即qEsinθmgsinθ＋Ff，小球所受管壁弹力垂直管壁向下，作出受力分析如右图所示．小球最终静止在“∧”形顶端，设小球运动的总路程为x，由动能定理知：qElsinθ－mglsinθ－μ(qEcosθ－mgcosθ)x＝0，解得x＝ltanθμ.
10．如图10所示，
图10
一绝缘细圆环半径为r，其环面固定在水平面上，场强为E的匀强电场与圆环平面平行，环上穿有一电荷量＋q，质量为m的小球，可沿圆环做无摩擦的圆周运动，若小球经A点时速度vA的方向恰与电场垂直，且圆环与小球间沿水平方向无力的作用．
(1)求小环运动到A点的速度vA是多少？
(2)当小球运动到与A点对称的B点时，小球对圆环在水平方向的作用力FB是多少？
答案(1)qErm(2)6qE
解析(1)小球在A点时所受的静电力充当向心力，由牛顿第二定律得：qE＝mv2Ar
解得vA＝qErm
(2)
在B点小球受力如右图所示，小球由A运动到B的过程中，根据动能定理
qE2r=
在B点，FB、qE的合力充当向心力：
,得

1.4电势能电势

1.4电势能电势

教学三维目标

（一）知识与技能

1、理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系。

2、理解电势的概念，知道电势是描述电场的能的性质的物理量。明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。了解电势与电场线的关系，了解等势面的意义及与电场线的关系。

（二）过程与方法

通过与前面知识的结合，理解电势能与静电力做的功的关系，从而更好的了解电势能和电势的概念。

（三）情感态度与价值观

尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题，增强科学探究的价值观。

重点：理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。

难点：掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。

教学过程：

（一）复习前面相关知识

1．静电力、电场强度概念，指出前面我们从力的性质研究电场，从本节起将从能量的角度研究电场。

2．复习功和能量的关系。

从静电力做功使试探电荷获得动能入手，提出问题：是什么能转化为试探电荷的动能？引入新课。

（二）进行新课

1．静电力做功的特点

结合课本图1。4-1（右图）分析试探电荷q在场强为E的均强电场中沿不同路径从A运动到B电场力做功的情况。

q沿直线从A到B

q沿折线从A到M、再从M到B

q沿任意曲线线A到B

结果都一样即：W=qELAM=qELABcos

【结论】：在任何电场中，静电力移动电荷所做的功，只与始末两点的位置有关，而与电荷的运动路径无关。

与重力做功类比，引出：

2．电势能

电势能：由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做电势能。

静电力做功与电势能变化的关系：

静电力做的功等于电势能的变化量。写成式子为：

注意：

①．电场力做正功，电荷的电势能减小；电场力做负功，电荷的电势能增加

②．电场力力做多少功，电势能就变化多少，在只受电场力作用下，电势能与动能相互转化，而它们的总量保持不变。

③．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正，负电荷在任一点具有的电势能都为负。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，负电荷在任意一点具有的电势能都为正。

④．求电荷在电场中某点具有的电势能

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点移到电势零点电场力所做的功W的。即EP=W

⑤．求电荷在电场中A、B两点具有的电势能高低

将电荷由A点移到B点根据电场力做功情况判断，电场力做正功，电势能减小，电荷在A点电势能大于在B点的电势能，反之电场力做负功，电势能增加，电荷在B点的电势能小于在B点的电势能。

⑥电势能零点的规定

若要确定电荷在电场中的电势能，应先规定电场中电势能的零位置。

关于电势能零点的规定：P19（大地或无穷远默认为零）

所以：电荷在电场中某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零电势能位置时电场力所有做的功。如上式若取B为电势能零点，则A点的电势能为：

举例分析：对图1。4-1中的各量附与一定的数值，后让学生计算。（1课时）

3．电势---表征电场性质的重要物理量度

通过研究电荷在电场中电势能与它的电荷量的比值得出。参阅P20图1。4--3

（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，叫做这一点的电势。用表示。标量，只有大小，没有方向，但有正负。

（2）公式：（与试探电荷无关）

（3）单位：伏特（V）

（4）电势与电场线的关系：电势顺线降低。（电场线指向电势降低的方向）

（5）零电势位置的规定：电场中某一点的电势的数值与零电势的选择有关，即电势的数值决定于零电势的选择．（大地或无穷远默认为零）

◎让学生思考和讨论P21问题。◎引导学生分析问题与练习3、4

4．等势面

⑴．定义：电场中电势相等的点构成的面

⑵．等势面的性质：

①．在同一等势面上各点电势相等，所以在同一等势面上移动电荷，电场力不做功

②．电场线跟等势面一定垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。

③．等势面越密，电场强度越大

④．等势面不相交，不相切

⑶．等势面的用途：由等势面描绘电场线。

⑷．几种电场的电场线及等势面

注意：①等量同种电荷连线和中线上

连线上：中点电势最小

中线上：由中点到无穷远电势逐渐减小，无穷远电势为零。

②等量异种电荷连线上和中线上

连线上：由正电荷到负电荷电势逐渐减小。

中线上：各点电势相等且都等于零。

◎引导学生分析问题与练习7。

（三）小结：对本节内容要点进行概括。

（四）巩固新课

1．引导学生完成问题与练习其他题目。

2．阅读教材内容

教后记：

1、电势能、电势、等势面都是非常抽象的概念，上课前就准备用类比法（重力势能、高度、等高线）帮助学生理解，在课上取得了一定效果，但时间安排上又出了问题，以后需要两节课来解决这些问题。

2、学生对于电势和电势能的相对性的理解有障碍。

对于正电荷、负电荷在电势大于0和小于0的地方具有的电势能关系判断不够娴熟。

电势能

俗话说，居安思危，思则有备，有备无患。高中教师要准备好教案，这是教师工作中的一部分。教案可以让学生更容易听懂所讲的内容，帮助高中教师能够更轻松的上课教学。那么怎么才能写出优秀的高中教案呢？下面是小编精心收集整理，为您带来的《电势能》，希望对您的工作和生活有所帮助。

选修3-1
第一章
1.4电势差教学设计
一【教材分析】
本节内容以电势的概念为起点，再次运用类比的方法，把电势差与高度差进行类比引入电势差的概念。同时，得出电势差与电势零点的选择无关。在物理学中，特别是在技术应用方面常用到的是电势差的概念，电势差往往比电势更有意义。二【教学目标】
（一）知识与技能
理解电势差是描述电场的能的性质的物理量
知道电势差与电势零点的选取无关，熟练应用其概念及定义式进行相关的计算
知道电势与电势差的关系，
（二）过程与方法
培养学生的分析能力，抽象思维的能力，综合能力
（三）情感态度与价值观
通过对原有知识的加工，对新旧知识的类比、概括，培养学生知识自我更新的能力．
三【教学重点难点】
重点：电势差的概念；
静电力做功公式的推导和该公式的具体应用。
难点：静电力做功公式中正负号的应用与正负号的物理意义。
四【学情分析】
对电势差概念的引入，考虑到用电场力做功来引入比较具体，且可与力学中做功的概念直接联系起来，教学中采用类比的方法，类比于力学中重力做功，通过电场力作功来引入，以增强知识的可感知性，这有助于学生的理解．在学习电势差的表达式和定义式时，应该注意下标的使用规则和正负号表示的物理意义。所以，在教学过程中，从一个更高的全面的基准点对已学知识进行综合，加强学生自身知识的再更新能力。，这样使学生在已有知识中逐步理解，能帮助学生真正掌握电势差的概念。
五【教学方法】
推导公式法、讲授法
六【课前准备】
多媒体辅助教学设备或挂图
七【课时安排】一课时
八【教学过程】
教师活动学生活动设计意图
（一）预习检查
★问题：电场的两个基本性质是什么？
☆答：电场的两个基本性质：
电场的力的性质（）
电场的能的性质（电势能、电势、）
在学习电势时，我们知道，选择不同的位置作为电势零点，电场中某点的电势的数值也会改变，那么，在物理学中，能不能找到一个更能反映电场的能的性质的物理量呢？
倾听、回答
巩固知识点
（二）情景引入、展示目标
重力做功有什么特点？?
☆答：重力做功与路径无关，仅跟物体的重力，物体移动的两位置的高度差有关。对同一物体，两位置的高度差越大，重力做功就越多。只要高度差确定，移动同一物体重力做功就相同.?
★问题：
电场力做功具有什么特点呢？?
☆答：电场力做功也与路径无关，仅跟电荷电量、电荷在电场中移动的两位置有关。
▲结论：根据类比法，对于同一电荷，电场力对它所做的功，决定于两位置，也为一恒量。
（三）合作探究、精讲点播
因此在物理学中，把这比值定义为电势差。
1、定义：
电荷q在电场力作用下由A点移到另一点B的过程中，电场力做的功WAB与电荷量q的比值，叫A、B两点之间的电势差UAB。
2、定义式：
★问题：
这是采用什么方法定义的？
☆答：比值定义法
★问题：
由什么决定？是否与、q有关？
☆答：仅由电荷移动的两位置A、B决定，与所经路径，、q均无关。这些也可由比值定义法定义概念的共性规律中得到.?
▲教师：电势差与q、均无关，仅与电场中A、B两位置有关.故电势差反映了电场本身的性质.?
3、物理意义：电势差反映了电场本身的性质.（4）单位：伏特符号：V1V=1J/C
倾听、思考、回答
↓
分析、思考
倾听、思考、
理解、回答
培养学生的分析能力
培养思维、理解能力
↓
●二、电势与电势差
由；
；
；
得
▲电势差是电场中两点间的电势的差值（）
★问题：
电势差的大小，与选取的参考点有关吗？
☆答：类比于两位置的高度差与零位置选取无关，两点间的电势差也与零势差选取无关。
★问题：
电势和电势差都是标量，他们的正负号表示什么含义呢？
☆答：
电势的正负表示该点比参考点的电势大或小；
电势差的正负表示两点的电势的高低。
分析、回答
培养学生的思维能力和分析问题的能力
●三、功的计算
由得
分析：应用计算时，相关物理量用正、负值代入，其结果：
＞0，电场力做正功，＞0，＞；
＜0，电场力做负功，＜0，＜
思考、分析
↓
培养学生的分析能力
↓
（四）反思总结
通过本节学习，主要学了以下几个问题：?
1、电势差的概念采用比值定义法定义，与检验电荷q，电场力所做功无关，仅由电场本身的因素决定，故都表示电场本身的性质.?
2、电势差类比于重力场中的高度差，这种类比方法是物理问题研究中常用的一种科学方法.?
3、应用以下公式计算时注意：?
（1），将WAB，q正、负号同代入.
＞0，电场力做正功，＞0，＞；
＜0，电场力做负功，＜0，＜
（2）
当堂检测：
1、若带正电荷的小球只受到电场力作用，则它在电场中（D）
A.一定沿电场线由高电势处向低电势处运动；
B.一定沿电场线由低电势处向高电势处运动；
C.不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动；
D.不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动。
2、一个带正电的质点，电量q=2.0×10－9C，在静电场中由a点移到b点，在这过程中，除电场力外，其他力作的功为6.0×10－5J，质点的动能增加了8.0×10－5J，则a、b两点间的电势差Ua－Ub为（B）
A.3×104VB.1×104V
C.4×104VD.7×104V
巩固知识点
●五、练习作业
P21例题，P22-1、3
九．【板书设计】第五节电势差
一、电势差
（1）定义：
电荷q在电场力作用下由A点移到另一点B的过程中，电场力做的功WAB与电荷量q的比值，叫A、B两点之间的电势差UAB。
（2）定义式：
（3）物理意义：电势差反映了电场本身的性质.
（4）单位：伏特符号：V1V=1J/C
二、电势与电势差
三、功的计算
＞0，电场力做正功，＞0，＞；
＜0，电场力做负功，＜0，＜
十．【教学反思】
1、在讲解电势差和电势的关系时还应该采用类比法（和高度，高度差相比），因怕学生混淆概念，没有敢讲，结果效果并不理想。
2、电场力做功与电势能变化之间的关系，学生判断较熟练。

学校：临清三中学科：物理编写人：高晶审稿人：马立震

第五节电势差学案
课前预习学案
一、预习目标
1．理解电势差是描述电场的能的性质的物理量。
2．理解电势是描述电场的能的物理量。
二、预习内容
1、你知道什么叫“类比”吗？
所谓类比，就是将两个（或两类）研究对象进行对比，根据它们在某些方面有相同或相似的属性，进一步推断它们在其他方面也可能有相同或类似的属性。
“类比”法是一种科学的研究方法。
2、电势能和我们以前学过的哪种能量相类似？
二、电势能与重力势能对比后得到：
结论：，电势能减小；
电场力作负功(克服电场力做)，。
静电力做的功等于电势能的减少量，公式

三、电势定义：
公式：变形得：。

课内探究学案
一、学习目标
1．理解电势差是描述电场的能的性质的物理量，理解电势差与零点电势面位置的选取无关，熟练应用其概念及定义式UAB=WAB/q进行相关的计算．
2．理解电势是描述电场的能的物理量，知道电势与电势差的关系，电势与零势面的选取有关，知道在电场中沿着电场线的方向电势逐渐降低．
3．知道电势能，知道电场力做功与电势能改变的关系．

二、学习过程
电势差与电势的关系。
电势差定义：也叫。
设电场中A点的电势为，B点的电势为，
电势差表示成
也可以表示成
显然
讨论与交流：
1、电势差可以是正值也可以是负值，电势差的正负表示什么意义？
2、电势的数值与零电势点的选取有关，电势差的数值与零电势点的选取有关吗？这与力学中学过的哪个概念相似？
二、静电力做功与电势差的关系。
电荷q从电场中A点移到B点，静电力做功与电势差的关系。
WAB====
即
或
讨论与交流：
1、UAB由什么决定？跟WAB、q有关吗？
2、WAB跟q、UAB有关吗？
三、反思总结
1、电势差和电势的概念。2、电势差和电势的区别。3、应用计算时的注意事项。
四、当堂检测
1、关于对UAB=WAB/q和WAB=qUAB的理解，正确的是（）
A、电场中A、B两点的电势差和两点间移动电荷的电量q成反比
B、在电场中A、B两点移动不同的电荷，电场力的功WAB和电量q成正比
C、UAB与q、WAB无关，甚至与是否移动电荷都没有关系
D、WAB与q、UAB无关，与电荷移动的路径无关
2、关于电势差UAB和电势φA、φB的理解，正确的是（）
A、UAB表示B点与A点之间的电势差，即UAB=φB-φA
B、UAB和UBA是不同的，它们有关系：UAB=-UBA
C、φA、φB都有正负，所以电势是矢量
D、零电势点的规定虽然是任意的，但人们常常规定大地和无穷远处为零电势点
课后练习与提高
1、有一个带电量q=-3.0×10-6C的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服电场力做功6.0×10-4J，从B点移到C点时，电场力做功9.0×10-4J。试问：
（1）A、B、C三点之间的电势差UAB、UBC和UCA各是多少？
（2）若规定B点电势为零，则A、C两点的电势φA和φC各是多少？该电荷在A、C两点的电势能EPA和EPC分别又是多少？

2、图中,a、b、c、d、e五点在一直线上,b、c两点间的距离等于d、e两点的距离.在a点固定放置一个点电荷,带电荷量为+Q,已知在+Q的电场中b、c两点间的电势差为U.将另一个点电荷+q从d点移到e点的过程中()
A.电场力做功qUB.克服电场力做功qU
C.电场力做功大于qUD.电场力做功小于qU

当堂检测答案：1.BC2.BD
课后练习与提高答案：1.200v-300v100v(2)200v-300v-6.0×10-4J9.0×10-4J2.D

高中物理《电势能和电势》教学设计

作为优秀的教学工作者，在教学时能够胸有成竹，教师要准备好教案，这是老师职责的一部分。教案可以让学生更好地进入课堂环境中来，使教师有一个简单易懂的教学思路。那么如何写好我们的教案呢？下面是小编精心为您整理的“高中物理《电势能和电势》教学设计”，相信您能找到对自己有用的内容。

高中物理《电势能和电势》教学设计

一、教材内容分析

本节课为人教版物理教材选修3-1第一章第四节电势能和电势部分内容，是学生在初步接触了电场、电场强度、匀强电场基本知识之后的深入探讨电场性质的复杂内容，内容抽象，学生不容易建立物理情境。本节内容与以往的知识内容也没有与太多的联系，唯一具有可比性的内容便是重力势能，对于学生来说是难点中的难点。但是学生对于本节知识内容的理解却是学习后面知识的基础，对于学生认识未知世界有着至关重要的作用。是学生从形象思维到抽象思维建立的良好契机。

二、教学目标（知识，技能，情感态度、价值观）

1．学生通过探究活动得出电场力做功特点；通过复习功是能量转化的量度建立电势能的概念；通过重力做功与重力势能之间的关系掌握电势能和电场力做功之间的关系。

2．学生通过复习旧知掌握新知，掌握知识的迁移方法；通过形象的类比理解抽象的知识内容，初步掌握建立模型构建新知识的技能。

3.学生通过最初状态下建立的物理概念与实际的冲突，体会适应社会的重要，建立正确的人生观和价值观。

三、学习者特征分析

学生处于高一末期，思维形式开始由形象思维向抽象思维转化，并且有着非常迫切的愿望冲破自己的思维限制。建立生活中没有且不容易建立的模型对于高一学生来说存在一定的困难，但是学生在这个年龄段却有着追求真理、勇于探索的特点，正是培养建立抽象思维的最佳时期。

四、教学策略选择与设计

本节课通过预设学生已知与未知之间的冲突，引起学生学习兴趣，建构物理模型；引导学生注意自己思维形式的变化激发学生学习兴趣；通过课件，演示重力势能和电势能之间的类比突破教学难点；通过适当采用探究、合作相结合的教学模式和设计，增强学习的效果。

五、教学环境及资源准备

根据本节课不容易寻找生活中的原型的特点，采用多媒体课件建立情境，用到多媒体课件，采用网上下载和改编的形式准备课件资源；教学过程中的小组合作探究，需要建立学习小组。

六、教学过程

教学过程

教师活动

学生活动

设计意图及资源准备

导入

通过前几节课的研究请同学们回答我画的是什么？

放入正电荷后，正电荷会怎样？放入负电荷后呢？

什么是功？什么是能？功和能之间的有什么联系？

上面的两种电场是怎样形成的?

教师总结：电场的方向与正电荷受力方向相同，与负电荷受力方向相反。说明在原始状态下讨论电场时是以正电荷进行的，没有办法负电荷只能顺应这个规定。就好比右撇子和左撇子，只有适应。

学生回答1：

电场

匀强电场

正电荷形成的电场

受力（正电荷向右、负电荷向左）继而将在电场力作用下运动。

电场的基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。

学生回答2：功的概念、

（引导学生建立能的概念）

功是能量转化的量度。

学生回答3：

①匀强电场

②正电荷形成的场

复习旧知为学习新知铺平道路扫清障碍

使同学明白适应不能改变的规则。

小组合作探究1：讨论匀强电场中电场力做功的特点

学生展示

今天我们接着来学习电场的相关知识

B,N
AM

W=FScos=EqL说明在匀强电场中电场力做功只和始末位置有关与路径无关并利用微分化理论证明在ANB曲线中仍然成立

小组合作探究2：上面的结论在普通场中成立吗？为什么？

教师介绍演绎和推理的思维方法

成立

同样可以用微分的办法证明

提高学生理性的认识

小组合作探究3：以正电荷为例讨论在静止的电荷在只受电场力作用时，放入电场中以后
问题1：小球的动能如何变化？

问题2：什么力做功？

问题3：说明什么问题

这种能与电场和放入电场的试探电荷都有关，我们称之为电势能。大小与放入的位置有关，放在A位置和B位置，到达C位置的动能大小不同。

什么是电势能呢？

学生回答1：动能增加

学生回答2：电场力做功
学生回答3：有另外一种能减少

学生回答4：

层层深入，化繁为简。逐步递进，建立模型

学习效果检验与课堂小结

思考并回答解释相关问题

学生独立思考

小组合作研讨

学生个人展示

学以致用、成功体验

设计思考紧密联系本节内容的两道问题

小组合作探究

设计探究问题：解释决定相邻明纹或暗纹的因素

学生分组实验

小组分工合作

探究事物本质

学无止境，吸引学生注意，铺垫下节内容

自制实验仪器，培养动手能力。

流程图:可选过程:1、现象2、条件3、明暗决定：明：λ的整数倍暗：0.5λ的奇数倍教学流程图

流程图:可选过程:提出问题分组实验引出下节流程图:可选过程:学习效果检验流程图:可选过程:小组探究知识迁移学生展示流程图:可选过程:演示实验现象观察流程图:可选过程:生活图片导入

七、教学评价设计

1、内容：针对学生在小组探究、合作学习、过程参与、情感态度、学习效果、成功体验等几个方面进行小组与小组之间的自评、互评；组内成员之间的自评互评；教师对每个小组的评价。力求给出学生在课堂上表现的客观准确的评价。

2、方式：下发表格

3、结果：计入物理科目考核以及班级对学生考核。

八、帮助和总结

通过准备本堂课，对于新课程改革后的教学大纲以及理念有了更加深入的理解。总结本堂课的教学设计以及教学过程，充分体现了学生为本的教育理念，充分发挥了学生的积极性，有利于学生对于知识的理解和掌握，同时能够获得成功的体验，让学生在学习的过程中，真正的做到，乐学、会学、学会。拉近了师生之间的感情，拉近了知识与学生之间的距离。因此在以后的教学过程，应该充分把握教材本身的知识以外，还应该充分挖掘身边的资源为教育教学服务。

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