作为杰出的教学工作者，能够保证教课的顺利开展，高中教师要准备好教案为之后的教学做准备。教案可以让讲的知识能够轻松被学生吸收，帮助高中教师缓解教学的压力，提高教学质量。所以你在写高中教案时要注意些什么呢？以下是小编收集整理的“电势”，欢迎您参考，希望对您有所助益！<m.JAb88.com/p>总课题静电场总课时
课题电势能电势编写：高二物理组
教
学
目
标知识与技能
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。
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。
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。
教学
重点理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。
教学
难点掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。
学法
指导探究、讲授、讨论、练习
教学
准备
教学
设想复习导学→引导点拨→合作探究→突出重点，突破难点→典型例题分析→练习→巩固知识
教学过程
师生互动
一、复习导学
1．静电力、电场强度概念，
2．回顾重力做功的特点是什么?
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？
二、合作探究
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
静电力做功的特点:
2．电势能（与重力做功类比）
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能，这种势能叫做电势能。
静电力做功与电势能变化的关系：
表达式：
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。教材P17）
关于电势能零点的规定：
问题一、判断电荷在电场中A、B两点具有的电势能高低(仔细观察教材P17图1.4-2；1.4-3)
（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。）
问题二、求电荷在电场中某点具有的电势能
（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：）
例1.如图,在场强E=103N/C的匀强电场中,点电荷q=+1c从A移动到B,AB相距L=1m,静电力做功为多少?电势能如何变化?若规定EPB=0,则EPA=?若规定EPA=0,则EPB=?若规定无限远处电势能为零,则EPB=?
3．电势---（表征电场性质的重要物理量度）
（仔细阅读教材P17---P18内容，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P17图1。4—4）
（1）定义：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：
（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）
例2、把q=4×10-9C的试探电荷放在电场中的A点,具有6×10-8J的电势能,求A点的电势A.
4．等势面
⑴．定义：
⑵．等势面的性质：
⑶．等势面的用途：
⑷．画出几种电场的电场线及等势面（教材P19图1.4—5）
三、达标提升
1.关于电场中的电场强度和电势，下列说法正确的是（）
A.电场强度大的地方，电势一定高
B.等势面上各点的电场强度大小一定相等
C.等势面不一定跟电场线垂直
D.沿着电场线的方向，电势越来越低
2、（多项）在电场中（）
A.在等势面上移动电荷，电场力总是不做功
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
3、图为电场中的一条电场线，A、B为这条电场线上的两点，则
A、B点的场强一定比A点的小
B、B点的电势一定比A点的低
C、将电荷从A点移到B点，电荷的电势能一定减小
D、B点的电势能一定比A点的低
4、如图所示，在场强为E的匀强电场中有相距为s的两点A、B两点，Q连线AB与电场线的夹角为θ，将一电荷量为q的正电荷从A点移到B点。若沿直线AB移动该电荷，电场力做功W1=______；若沿路径ACB移动该电荷，电场力做功W2=______；若沿曲线ADB移动该电荷，电场力做功W3=______。由此可知，电荷在电场中移动时，电场力做功的特点是________________________。
5、试探电荷q1放在电场中的A点,电势能为E(规定无限远处电势能为零),A点的电势为________,若把试探电荷q1换成试探电荷q2放在电场中的A点,A点的电势为___________(仍规定无限远处电势能为零).
6、有一电量去q=-2×10-6C的点电荷，从电场中的A点移动到B点时，克服静电力做功6×10-4J从B点移动到C点时静电力做功9×10-4J。问：
（1）以B为零势能点，电荷在A点的电势能EPA是多少？
（2）以C为零势能点，电荷在A点的电势能EPA又是多少？

相关知识

电势差 电势

一位优秀的教师不打无准备之仗，会提前做好准备，作为教师准备好教案是必不可少的一步。教案可以让学生更好地进入课堂环境中来，帮助教师能够井然有序的进行教学。那么如何写好我们的教案呢？为此，小编从网络上为大家精心整理了《电势差 电势》，相信您能找到对自己有用的内容。

教学目标

知识目标

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的变化．

3、知道电势能，知道电场力做功与电势能改变的关系．

能力目标

利用学生已经掌握的知识进行类比、概括讲述新知识，培养学生对新知识的自学能力，逻辑推理能力，以及抽象思维的能力．

情感目标

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．

教学建议

教学建议
在本节内容中，涉及到电势的讲解，与前面所学的重力势能有相似的规律和原理，因此讲解时可以采取类比、概括这一物理教学中常用的教学方法．教材中首先导出电场力做功的特点，对比重力做功引起势能的变化，得到电势、电势差、电势能的概念，并指出电势能与电场力做功之间的关系：电势能的改变＝＝电场力做的功．

教法建议
在讲解中，知识点上需要明确的是：
（1）除了需要说明电势的单位以及标量性，还需要强调电势公式是定义式，电场中某一点的电势与电荷在电场中的电势能无关，与电荷的多寡无关；而电场中某点的电势与产生电场的源电荷有关，与该点在电场中的位置有关．
（2）关于电势公式的应用时，注意公式中物理量的正负，理解正负只是表示电势的高低而不是方向．
（3）关于电势的讲解：一是需要注意的是零电势的选取（理论上以距离电场无限远处为零电势，实际上以大地的电势为零电势）；二是电势沿着电场线的方向逐渐降低．
（4）电荷在电场中两点之间的电势能之差是确定的．

重点难点分析
1、本节重点是电势差的概念以及定义式的应用，电场力做功与电势能改变的关系；
2、本节的难点是电势差的定义以及电势能与电场力做功的关系．

关于讲解——整体思路的建议
电势、电势差、电势能的概念比较抽象，在讲解时可以通过引入重力场的有关概念进行类比，以增强知识的可感知性，这有助于学生的理解．但还需要注意的是，在讲解中不仅要掌握好教学的深度，同时要加强学生从不同的知识角度——能的角度、功能关系的角度学习本节知识，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，这也是教师急需要注意的问题．

电势差、电势教学设计示例

一、复习引入

教师讲解（出示图片）：

电场对放入其中的电荷有力的作用，对导体内部电荷同样有力的作用，此力可以做功，所以电场也有能的性质．下面我们从能量角度研究电场性质．

首先，我们先复习一下有关功的知识以及重力做功和重力势能的关系（如图）

一、功的量度：

二、重力做功：

1、重力做功只与位置有关、与经过的路径无关；

2、重力做功与势能的关系：

3、重力势能是相对的，有零势能面。（人为选定）

4、重力势能的正负是相对于零势面而言的，不代表方向。数值上等于把物体从该点移到零势能面处时，重力所做的功

同样，我们还研究过其它力做功，如分子力做功使得分子势能发生变化，弹簧的弹力做功引起弹性势能的变化，那么电场力做功的情形又是怎样的呢？我们又是怎样来研究呢？

二、新授课

1、电势差

教师出示上图：在某一点电荷＋Q形成的电场中，将同一电荷放入电场的不同位置A、B两点，所受到的电场力是不同的，这是因为A、B两点的电场强度是不同的．为了研究问题的方便，我们以匀强电场为例，匀强电场中，电荷从A点移动到B点，电场力的大小为恒力，则电场力做功大小为：(为Eq与S之间的夹角)

在这里：是一个与电荷本身无关的量，

类似如重力做功也是与物体本身无关的物理量，只与重力场本身性质有关．

因此我们将这一比值叫做A、B两点间的电势差，用来表示电势差，单位伏特，简称伏，符号是V．电势差又叫电压．

（1V＝1J/C）

电荷在场强为E的匀强场中，令电荷q由一点A移至另一点B时（如图）电场力所做的功，同样点电荷由A沿着某一曲线移至另一点C（AC在场强E的投影与AB相等）时电场力所做的功，与相等（具体证明可以类比重力做功，采用无限分割法进行证明），也就是说电场力做功与路径无关，仅与电荷运动的起末位置有关．此结论不仅适用于匀强电场而且适用于任何电场（在高中阶段不做具体证明）．

这样电场力所做的功可以是正值或负值，所以两点间的电势差也可以是正值或负值．

教师总结：

（1）A、B两点之间的电势差可以是正值，也可以是负值，数值上等于单位正电荷从A点移动到B点时电场力所做的功；

（2）电势差的单位——伏特（V），当q电量为1C时在某两点间做功为1J，则这两点之间的电势差为1V；

（3）不论电场如何分布，电场力是恒力还是变力，电场力做功的大小都可以用计算得到；

2、电势

教师提出问题：物体在重力作用下移动的高度差越大，重力势能的变化也越大．高度差即高度的差值，电势差也就是电势的差值，那么如何定义电场中各点的电势？

分析：，若将B点的电势定义为零电势点，则A点的电势等于单位正电荷由A点移动到B点——零电势点（参考点）时所做的功．

教师强调：电势通常用来表示．电场中某一点的电势，等于单位正电荷由该点移动到参考点（零点电势）时电场力所做的功．

电势差与零点电势的选取无关，但电势是相对零点电势而言的，与零点电势的选取有关．

分析书中图14－24：

提出问题：在电场中沿着场强方向移动电荷，电场力做功，电势将如何变化？

分析：沿着电场线的方向将单位正电荷由A点移动到B点，电场力做正功，电势差大于零，即，．

总结：沿着电场线的方向，电势越来越低．

3、电势能

物体在重力场中具有重力势能，而电荷在电场中也具有能——电势能．

重力做功使物体重力势能减少，重力做多少功，重力势能就减少多少，减少的重力势能转化为动能或其它形式的能，那么电场力做功与电势能的变化有什么关系呢？

类似的：

（1）电场力做功使电荷的电势能减少；

（2）电场力做多少功，电势能就减少多少；

（3）减少的电势能转化为电荷的动能或其它形式的能．

教师指导学生阅读104页例题2归纳总结判断做功为正或负的方法．

方法（1）可以在计算时将q、U的正负关系直接代入；

方法（2）在代入数值时以绝对值代入，再判断电场力做功的正负．

4、总结：

（1）电场中两点间电势差，类同重力场中两点的高度差．

电势差：（1V＝1J/C）

U与W、q无关

（2）设定零电势点，由电势差定义各个点的电势：电场中某一点的电势，等于单位正电荷由该点移动到参考点（零点电势）时电场力所做的功．

注意：电势的大小与参考点的选取无关；

电势差的大小与参考点的选取无关．

（3），沿着电场线的方向，电势越来越低．

（4）电势能是电荷在电场中具有的能：

电场力做功，电势能减少；做多少功，电势能就减少多少．

电势差电势

一名优秀负责的教师就要对每一位学生尽职尽责，作为教师就要精心准备好合适的教案。教案可以让学生们充分体会到学习的快乐，帮助教师更好的完成实现教学目标。那么如何写好我们的教案呢？小编收集并整理了“电势差电势”，供大家参考，希望能帮助到有需要的朋友。

电势差电势

教学目标

知识目标

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的变化．

3．知道电势能，知道电场力做功与电势能改变的关系．

能力目标

利用学生已经掌握的知识进行类比、概括讲述新知识，培养学生对新知识的自学能力，逻辑推理能力，以及抽象思维的能力．

情感目标

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．

教学建议

在本节内容中，涉及到电势的讲解，与前面所学的重力势能有相似的规律和原理，因此讲解时可以采取类比、概括这一物理教学中常用的教学方法．教材中首先导出电场力做功的特点，对比重力做功引起势能的变化，得到电势、电势差、电势能的概念，并指出电势能与电场力做功之间的关系．

教法建议

在讲解中，知识点上需要明确的是：

（1）除了需要说明电势的单位以及标量性，还需要强调电势公式是定义式，电场中某一点的电势与电荷在电场中的电势能无关，与电荷的多寡无关；而电场中某点的电势与产生电场的源电荷有关，与该点在电场中的位置有关．

（2）关于电势公式的应用时，注意公式中物理量的正负，理解正负只是表示电势的高低而不是方向．

（3）关于电势的讲解：一是需要注意的是零电势的选取（理论上以距离电场无限远处为零电势，实际上以大地的电势为零电势）；二是电势沿着电场线的方向逐渐降低．

（4）电荷在电场中两点之间的电势能之差是确定的．

重点难点分析

1．本节重点是电势差的概念以及定义式的应用，电场力做功与电势能改变的关系；

2．本节的难点是电势差的定义以及电势能与电场力做功的关系．

关于讲解──整体思路的建议

电势、电势差、电势能的概念比较抽象，在讲解时可以通过引入重力场的有关概念进行类比，以增强知识的可感知性，这有助于学生的理解．但还需要注意的是，在讲解中不仅要掌握好教学的深度，同时要加强学生从不同的知识角度──能的角度、功能关系的角度学习本节知识，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，这也是教师急需要注意的问题．

电势差、电势--示例

一复习引入

教师讲解（出示图片）：

电场对放入其中的电荷有力的作用，对导体内部电荷同样有力的作用，此力可以做功，所以电场也有能的性质．下面我们从能量角度研究电场性质．

首先，我们先复习一下有关功的知识以及重力做功和重力势能的关系（如图）

一功的量度：

二重力做功：

1．重力做功只与位置有关、与经过的路径无关；

2．重力做功与势能的关系：

3．重力势能是相对的，有零势能面。（人为选定）

4．重力势能的正负是相对于零势面而言的，不代表方向。数值上等于把物体从该点移到零势能面处时，重力所做的功

同样，我们还研究过其它力做功，如分子力做功使得分子势能发生变化，弹簧的弹力做功引起弹性势能的变化，那么电场力做功的情形又是怎样的呢？我们又是怎样来研究呢？

二新授课

1电势差
教师出示上图：在某一点电荷＋Q形成的电场中，将同一电荷放入电场的不同位置A、B两点，所受到的电场力是不同的，这是因为A、B两点的电场强度是不同的．为了研究问题的方便，我们以匀强电场为例，匀强电场中，电荷从A点移动到B点，电场力的大小为恒力，则电场力做功大小为：(为Eq与S之间的夹角)

在这里：是一个与电荷本身无关的量，

类似如重力做功也是与物体本身无关的物理量，只与重力场本身性质有关．

因此我们将这一比值叫做A、B两点间的电势差，用来表示电势差，单位伏特，简称伏，符号是V．电势差又叫电压．

（1V＝1J/C）
电荷在场强为E的匀强场中，令电荷q由一点A移至另一点B时（如图）电场力所做的功，同样点电荷由A沿着某一曲线移至另一点C（AC在场强E的投影与AB相等）时电场力所做的功，与相等（具体证明可以类比重力做功，采用无限分割法进行证明），也就是说电场力做功与路径无关，仅与电荷运动的起末位置有关．此结论不仅适用于匀强电场而且适用于任何电场（在高中阶段不做具体证明）．

这样电场力所做的功可以是正值或负值，所以两点间的电势差也可以是正值或负值．

教师总结：

（1）A、B两点之间的电势差可以是正值，也可以是负值，数值上等于单位正电荷从A点移动到B点时电场力所做的功；

（2）电势差的单位──伏特（V），当q电量为1C时在某两点间做功为1J，则这两点之间的电势差为1V；

（3）不论电场如何分布，电场力是恒力还是变力，电场力做功的大小都可以用计算得到；

2．电势

教师提出问题：物体在重力作用下移动的高度差越大，重力势能的变化也越大．高度差即高度的差值，电势差也就是电势的差值，那么如何定义电场中各点的电势？

分析：，若将B点的电势定义为零电势点，则A点的电势等于单位正电荷由A点移动到B点──零电势点（参考点）时所做的功．

教师强调：电势通常用来表示．电场中某一点的电势，等于单位正电荷由该点移动到参考点（零点电势）时电场力所做的功．

电势差与零点电势的选取无关，但电势是相对零点电势而言的，与零点电势的选取有关．

提出问题：在电场中沿着场强方向移动电荷，电场力做功，电势将如何变化？

分析：沿着电场线的方向将单位正电荷由A点移动到B点，电场力做正功，电势差大于零，即，．

总结：沿着电场线的方向，电势越来越低．

3．电势能

物体在重力场中具有重力势能，而电荷在电场中也具有能──电势能．

重力做功使物体重力势能减少，重力做多少功，重力势能就减少多少，减少的重力势能转化为动能或其它形式的能，那么电场力做功与电势能的变化有什么关系呢？

类似的：

（1）电场力做功使电荷的电势能减少；

（2）电场力做多少功，电势能就减少多少；

（3）减少的电势能转化为电荷的动能或其它形式的能．

教师指导学生阅读课本例题并归纳总结判断做功为正或负的方法．

方法（1）可以在计算时将q、U的正负关系直接代入；

方法（2）在代入数值时以绝对值代入，再判断电场力做功的正负．

4．总结：

（1）电场中两点间电势差，类同重力场中两点的高度差．

电势差：（1V＝1J/C）

U与W、q无关

（2）设定零电势点，由电势差定义各个点的电势：电场中某一点的电势，等于单位正电荷由该点移动到参考点（零点电势）时电场力所做的功．

注意：电势的大小与参考点的选取无关；

电势差的大小与参考点的选取无关．

（3），沿着电场线的方向，电势越来越低．

（4）电势能是电荷在电场中具有的能：

电场力做功，电势能减少；做多少功，电势能就减少多少．

“电势”“电势差”的教学设计

“电势”“电势差”的

一、设计思想

物理知识与一般的文化知识存在着密切的联系，在教学中如能把物理概念整合到更广阔的文化背景中，就能使学生更深刻地理解这一概念。在本节课的教学中，通过对包含“势”字的词语的讨论，使学生理解“势”的一般含义，这样有利于学生深刻理解电势概念。

类比是人类研究、理解未知事物的一种有效而常用的方法。学生对重力场中“地势”的概念。水流从“地势”高处流到“地势”低处的现象及重力做功跟始末位置的“地势差”有关的规律有直观的印象。所以从“地势”概念出发，通过类比建立电势概念，是一种易于理解而直观的方法。

教材中把电势差和电势能编排在同一节，这两个概念都很抽象难懂，它们既有联系又有区别，并且很容易混淆。根据奥苏贝尔的学习理论，有意义学习，就是在新概念与认知结构中的有关概念（固定点）之间建立起本质的、非人为的联系，原有认知结构中有可利用的、稳定而清晰的固定概念，是进行有意义学习的前提条件。据此，对于电势与电势能，应该先牢固地掌握其中的一个，使之成为另一个的固定概念。电势能比电势差更复杂，它的变化不但与电场有关，还与电荷和电荷在电场中的移动方向有关；而电势差则只与电场本身有关，在知识体系中，它比电势能处于更基本的地位。基于上述原因，本节课只学习电势差、电势的概念，电势能的概念在学习了等势面、电势差与电场强度的关系后再学习。

二、教学目标

1．通过与重力场类比，理解电场中电势和电势差的概念；理解电场中的电势分布规律：沿电场线方向电势降低。

2．理解电势差的定义式UAB＝WAB/q，会根据电荷q在电场中移动时电场力所做的功WAB，计算电势差UAB。

3．理解电势与电势差的关系：UAB＝UA－UB，知道电势的本质是电势差，某点的电势等于该点与参考点之间的电势差。

4．培养学生的类比分析能力以及从广阔的文化背景知识理解物理概念的思维习惯。

三、教学过程

1．“势”的含义的讨论

“势”是一个很抽象但很常用的概念。请大家回忆出一些包含“势”字的词语，并从中归纳出“势”这一概念的含义。

词语：“形势”“姿势”“情势”，“蓄势待发”“权势”“势如破竹”“仗势欺人”，“优势”“劣势”等等。

分析：前面这组词语说明了“势”是与位置、姿态有关的东西；中间这组词语说明了“势”是一种潜在的力量、趋向、能力；后面这组词语说明了“势”是一种相对性的东西。

总结（板书）：

势是一个位置（或姿态）相对与另一个位置（或姿态）所具有的潜在的力量、趋向、能力或本领。

2．重力场中的地势

在重力场中，物体会自动地从高处落到低处，水会自动地从高处流到低处。如图1，物体在A点，如果没有阻碍作用，它就会自动地运动到B点。A、B这两位置之间潜在着一种做功的能力，使物体在A点，具有向B点运动的趋势。物体从A点运动到B点的过程中，重力就会对物体做功使物体获得动能。A点对干B点存在着一种优势。相反，B点相对于A点处于劣势。要使物体从B点运动到A点，就需要输入能量，使物体克服重力做功。

由此可见重力场中存在着一种势，我们不妨把它叫做地势。水会自动地从“地势”高处流到“地势”低处，这是大家熟知的说法。

物体从高地势处运动到低地势处，重力会做正功，重力做功为WAB＝m（ghA－ghB）我们可以把（ghA－ghB）叫地势差。gh中，h代表位置，g代表重力场的作用。如果没有重力场g的作用，空间各点也就不存在这点“地势”高那点“地势”低的区别了。有了地势的概念，重力做功就可以表示为：重力做的功＝物体的质量×重力场中两点的地势差。

3．电势概念

与物体在重力场中移动重力做功类似，电荷在电场中移动电场力也要做功。例如，把一个正电荷q在图2（a）所示的电场中从A点静止释放，它会在电场力作用下自动地向B处移动，在此过程中电场力做功使电荷获得动能。可见电场中A点相对于B点存在一种优势，A、B这两位置之间潜在着一种对电荷做功的能力。这就是说，电场中存在着一种与位置有关的势，我们把它叫做电势。

更具体地，把用电场线描述的电场与水在重力场中的流动相类比。沿水流方向地势从高到低，则在电场中沿电场线方向电势从高到低，如图2（a）和（b）。

4．电势差的定义

再来研究一下电场力做功的情况。电荷在确定的A、B两点之间移动，电荷量大，受的电场力也大，电场力做功就越大，电场力做功与电荷量成正比。在电荷量一定的情况下，电场力做功与始末位置有关，例如在图2（a）情况中，电荷从A点移到C点，电场力做的功比电荷从A点移到B点电场力做的功大。从电势角度讲A、C间的电势差值大于A、B间的电势差值。所以电场力做功还与始末位置的电势差有关。与重力做功相似，电场力做功可以表示为：电场力做的功＝电荷的电荷量×电场中两点间的电势差。即WAB=qUAB。

从上式可得到电场中两点间电势差的定义：电场中A、B两点之间的电势差UAB，等于电荷q从A点移到B点电场力做的功WAB与电荷量q的比值。即UAB＝WAB/q

通常所说的电压，其本质含义就是这里的电势差。

5．电势的定义

顾名思义，电势差应该是电势之差。电势是这样定义的：确定参考点O，并规定O点的电势为零，电场中任一点A的电势UA等于A点到O点之间的电势差UAO，即UA＝UAO

通过一些例题求解，使学生获得沿电场线电势降低的直观印象，明确电势与电势差的关系，得出关系式UAB＝UA-UB

四、小结

历届学生普遍反映电势和电势能难学难懂。本--，由于把电势联结在文化背景中势的一般含义和地势的直观概念这两个稳固的生长点上，克服了电势的抽象性；同时把电势和电势能分开教学，减小了它们的相互干扰，极大地降低了学习难度。实际教学表明，反映本章难学的学生人数大大减少了。

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
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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

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