1、第2章課標要求1 .知道靜電場中的電荷具有電勢能。了解電勢能、電勢和電勢差的含義。知道勻 強電場中電勢差與電場強度的關系。能分析帶電粒子在電場中的運動情況，能解 釋相關的物理現象。2 .觀察常見電容器，了解電容器的電容，觀察電容器的充、放電現象。能舉例說 明電容器的應用。第1節 靜電力做功與電勢能核心素養物理觀念科學思維科學探究1 .知道靜電力做功的特點。2 .知道靜電場中的電荷具有 電勢能。3 .理解電勢能的概念，認識電 勢能的相對性。理解電場力 做功與電勢 能的關系。通過電勢能與重力勢能的 對比,能體會類比與創新在 物理學研究中的重要性，感 悟物理學的內在之美。課前學習預習基明知識知識點一

2、靜電力做功的特點觀圖助學莖兄,別看你蹈r那 么長的路、我們的位 移還是樣的卻v兩輛完全相同的小汽車從山腳下的同一地點，沿不同的路徑到山頂，重力做功一 樣嗎？1 .靜電力做功：在勻強電場中，靜電力做功卬=9石/cos &其中6為靜電力方向 與位移方向之間的夾角。2 .特點：在靜電場中移動電荷時，靜電力做的功與電荷的起始位置和終止位置有 美,與電荷經過的路徑無關。以上結論不僅適用于勻強電場，而且也適用于非勻 強電場。思考判斷電荷從電場中的A點運動到8點，路徑不同，靜電力做功的大小就可能不同。(X)正電荷沿看電場線運動，靜電力對正電荷做正功，負電荷逆看電場線運動，靜 電力對負電荷做正功。(J)知識點

3、二電勢能觀圖助學 在甲、乙兩圖中，小球均從A點移到B點，甲圖中小球的重力勢能怎樣變化？乙甲乙圖中小球電勢能怎樣變化？1 .概念：電荷在電場中具有的勢能。用心表示。2 .大小：電荷在電場中某點的電勢能，等于電荷從該點移到零電勢能點靜曳力所 做的功。3 .電勢能與電場力做功的關系：靜電力做的功等于電勢能的減少量,即必產癡 EpB= AEpo4 .電勢能的相對性：選擇不同的零電勢能點，電荷在電場中同一點的電勢能的值 是不同的（填“相同”或“不同”）。思考判斷1（1）靜電力做功，電勢能一定變化。3）靜電力做正功，電荷的電勢能減少，靜電力做負功，電荷的電勢能增加。（J）正電荷和負電荷沿看電場線運動，電勢

4、能均減少。（義）（4）某點的場強為零，電荷在該點的電勢能一定為零。（X）,W=Wi + W2 + W3 + ,=qE(L4Sl+L4&l+L4283l+)=qEXL4Ml注意：靜電力做功與運動狀態、路徑無關。相互作用的物體憑借其位置而具有的能量叫勢能。電勢能零點的規定：通常把電荷在離場源電荷無限遠處或把電荷在大地表面上的 電勢能規定為零。:核心探究|突破核心要點核心要點靜電力做功的特點觀察探究如圖所示,一帶電荷量為q的正電荷在勻強電場中從A點運動到B點，已知直角邊BC、AC的長度分別為a、bo(1)若電荷沿直線A8運動，電場力做了多少功？是正功還是負功？(2)若電荷沿折線AC8運動，電場力做了

5、多少功?是正功還是負功?由以上兩種情況可以總結出電場力做功有何特點？試猜想電荷沿曲線ADB運動，電場力做了多少功？是正功還是負功？答案qEa正功Q)qEa正功(3)電場力做功與路徑無關，只與始末位置有關，若電荷沿曲線ADB運動，電場 力做的功Wy=qEa正功探究歸納(1)在勻強電場中，靜電力做的功為其中為沿電場線方向的位移。(2)靜電力和瞬時速度方向的夾角為銳角時靜電力做正功，夾角為鈍角時做負功。注意 判斷靜電力方向時要注意正負電荷。試題案例1例1如圖所示的勻強電場中，有。、b、C三點，dab=5 cm, dbc=n cm,其中 帥沿電場方向，反和電場方向成60。角。一個電荷量為4=4X10-

6、8(2的正電荷從移到b時電場力做的功為Wi = 1.2X10-7J,求:設-L勻強電場的電場強度E的大小；電荷從，移到c,電場力做的功牝。解析 從到,正電荷受到的電場力F1=qE電場力做的功W = Fidah = qEdabW1 1.2X10-7則 E 二 一7-二;V/m = 60 V/mo惘加 4X10-8X5X10-2(2)由于電場力做功與路徑無關，所以把電荷從“移到c做的功M=W1 + 1限，把 電荷從力移到 c ,電場力做的功 Wbc = qE dbc Cos 60 = 4X 10-8X60X 12X 10-2X 0.5 J= 1.44X1OJ ,故Wi + Me = 1.2X10-

7、7 J + 1.44X10-7 J = 2.64X10 -7 Jo答案 60 V/m (2)2.64X1 O-7 J針對訓練1如圖所示，一根絕緣桿長/，兩端分別帶有等量異種電荷，電荷量均 為。，桿處于紙面內時，勻強電場的方向與桿的夾角a = 60。若場強為E,使桿 繞桿中點。沿順時針方向轉過60。角，電場力一共做了多少功？解析 正電荷受到的電場力沿場強方向，負電荷受到的電場力沿場強反方向，因此桿順時針轉動，電場力對正、負電荷都做正功,所以電場力一共做功W= 2QE權(1 - cos 60) = QElo答案qei核心要點電勢能要點歸納1 .電勢能的性質(1)系統性：電勢能是由電場和電荷共同決定

8、的，是屬于電荷和電場所共有的，我 們習慣上說成電荷的電勢能。(2)相對性：電勢能是相對的，其大小與選定的零電勢能點有關。確定電荷的電勢 能，首先應確定零勢能點的位置。(3)標量性：電勢能是標量，有正負但沒有方向。電勢能為正值表示電勢能大于零 電勢能點的電勢能，電勢能為負值表示電勢能小于零電勢能點的電勢能。2 .靜電力做功與電勢能變化的關系_靜電力做正功，電勢能減少1_比=八八一%8一靜電力做負功，電勢能增加j_WA8=_AEp試題案例例2將帶電荷量為6X10-6 c的負電荷從電場中的a點移到8點，克服靜電力 做了 3X10-5J的功，再從8移到C,靜電力做了 L2X10 - 5j的功，則：(1

9、)電荷從A移到8,再從8移到C的過程中電勢能改變了多少？(2)如果規定A點的電勢能為零，則該電荷在B點和C點的電勢能分別為多少？ (3)如果規定B點的電勢能為零，則該電荷在A點和。點的電勢能分別為多少？ 解析 (1)皿。=卬陷二(-3X10 心心EpcB.放上+。時,它們的電勢能EpXEpBEpBEpcD.放上一qH寸，它們的電勢能EpKEpXEpc解析 對正電荷從A經8移到C ,電場力做正功，電勢能減少，故EpAEpliEpC . 對負電荷從A經B至C ,電場力做負功，電勢能增加，故EpAEpBEpCo 答案AD學習評價反饋課空效果L （靜電力做功的特點）（多選）下列說法正確的是（）A.電荷

10、從電場中的A點運動到8點，路徑不同，靜電力做功的大小就可能不同 B.電荷從電場中的某點開始出發，運動一段時間后，乂回到了該點，則靜電力做 功為零C.正電荷沿著電場線運動，靜電力對正電荷做正功，負電荷逆著電場線運動，靜 電力對負電荷做正功D.電荷在電場中運動，因為靜電力可能對電荷做功，所以能量守恒定律在電場中 并不成立解析 靜電力做功和電荷運動路徑無關，故A錯誤；靜電力做功只和電荷的初、 末位置有關，所以電荷從某點出發又回到了該點，靜電力做功為零，故B正確； 正電荷沿電場線的方向運動則正電荷受到的靜電力方向和電荷的運動方向相同, 故靜電力對正電荷做正功，同理，負電荷逆看電場線的方向運動，靜電力對

11、負電 荷做正功，故C正確；電荷在電場中運動雖然有靜電力做功，但是電荷的電勢能 和其他形式的能之間的轉化滿足能量守恒定律，故D錯誤。答案BC2.（對電勢能的理解）（多選）一電子飛經電場中A、8兩點，電子在4點的電勢能為 4.8X10F J,動能為3.2J10T7J,由A點到8點靜電力做功為1.6X10F j,如 果電子只受靜電力作用，則（）A.電子在8點的動能為4.8X1017 JB.電子在8點的動能為1.6義107 jC.電子在8點的電勢能為3.2X107 JD.電子在8點的電勢能為6.4X10-17 J解析 電子由A點到8點靜電力做功為1.6 XI 0/7 J,即電子從a點到8點電勢能減少1

12、.6X10-J,則在8點的電勢能為3.2X107 J,電子只受靜電力，則電子的電勢能和動能之和不變，在A點有E二樂+痂=3.2X 1。/7 J + 4.8X IO-17 J = 8X10-17 J ,在 8 點的動能反=E-Ep=8X10J-3,2X10-17 J = 4.8X107 J,故A、C正確，B、D錯誤。答案AC3.（靜電力做功與電勢能的關系）（多選）如圖所示，實線表示電場線，虛線表示帶電 粒子在電場中運動的軌跡。若帶電粒子僅受電場力作用，運動方向由M到M以 下說法正確的是（）NB.粒子帶正電D.粒子的電勢能減少A.粒子帶負電C.粒子的電勢能增加解析 根據運動軌跡與受力關系,帶電粒子

13、受到的電場力與電場方向一致，故粒子帶正電，A錯誤，B正確；粒子運動過程中,電場力方向與速度方向的夾角小于90。，所以電場力做正功，粒子的電勢能減少，C錯誤，D正確。答案BDII學習小結li/特點與路徑無關 靜電力做功特例定義電勢能（某點的電勢麓與產W”，靜電力做功與電勢能的關系、匕產-A綜學業質量達標素養提升基礎過關1.（多選）光滑絕緣水平面上有兩個帶等量異種電荷的小球4、8,小球A通過絕緣 輕彈簧與豎直墻相連，如圖所示。讓小球8在外力廠作用下緩慢向右移動，移動 中兩小球的電荷量不變，則下列對兩小球和彈簧組成的系統的分析正確的是 （）/z Z / / / / Z / / z / / / / /

14、 / / / /A.外力尸對系統做正功，彈性勢能增大B.外力/對系統做正功，彈性勢能減小C.靜電力做正功，電勢能減小D.靜電力做負功，電勢能增大解析 在小球B向右移動的過程中，外力對系統做正功，兩球間距離增大，它們 之間的靜電力減小，因此彈簧的伸長量減小，彈性勢能減小，故A錯誤，B正確; 由于兩球間距離增大,靜電力做負功，系統的電勢能增大，故C錯誤，D正確。 答案BD2.一個電荷只在電場力作用下從電場中的A點移到B點的過程中，電場力做了 5X10-6j的正功，那么（）A.電荷的電勢能減少了 5X106JB.電荷的動能減少了 5X10-6JC.電荷在B處時具有5X IO j的電勢能D.電荷在8處

15、時具有5X10F j的動能解析 據電場力做功的多少,只能判斷耳和Ek的變化量,不能確定Ep和Ek的大 小，故C、D錯誤；電場力做正功，電勢能減少,動能增加，故A正確，B錯誤。 答案A3.如圖所示，一帶負電粒子以某速度進入水平向右的勻強電場中，在電場力作用 下形成圖中所示的運動軌跡。M和N是軌跡上的兩點，其中M點在軌跡的最右 點。不計重力，下列表述正確的是（）A.粒子在M點的速率最大B.粒子所受電場力沿電場方向C.粒子在電場中的加速度不變D.粒子在電場中的電勢能始終在增加解析 粒子帶負電，所受電場力沿電場反方向，在接近M點的過程中電場力做負 功，離開M點的過程中電場力做正功，所以在M點粒子的速率

16、應該最小，A、B 錯誤；粒子在勻強電場中運動，所受電場力不變，加速度不變，C正確；因為動 能先減小后增加，所以電勢能先增加后減小，D錯誤。答案C4.（多選）在真空中A、8兩點分別放置等量異種電荷，在電場中通過4、B兩點的豎直平面內對稱位置取一個正方形路徑4,如圖所示，現將一電子沿岫4移 動一周，則下列判斷中正確的是（）A.由ai 電場力做正功，電子的電勢能減小B.由c電場對電子先做負功，后做正功，總功為零C.由c-d電子的電勢能一直增加D.由d-a電子的電勢能先減小后增加，電勢能變化量為零解析 由a-b電場力做負功，A項錯誤；由b-c電場力先做負功，后做正功, 但總功為零，B項正確；由Ld ,

17、電場力一直做正功，電勢能一直減少，C項錯 誤；由”一。,電場力先做正功，后做負功，總功為零，則電勢能的變化為零，D 項正確。答案BD5 .（多選）帶電粒子以速度。o沿豎直方向垂直進入勻強電場E中，如圖所示，經過一段時間后，其速度變為水平方向，大小仍為。o,則一定有（）A.電場力大于重力B.電場力所做的功大于重力所做的功C.粒子運動的水平位移大小等于豎直位移大小D.電勢能的減少量一定等于重力勢能的增加量解析 設粒子運動的水平位移、豎直位移大小分別為L、，由s二號，知L二LLC正確；由動能定理得qEL -0 ,故mg = Eq . A、B錯誤；又重力勢能的增加量為mSLf ,電勢能的減少量為EqL

18、 ,故D正確。答案CD6 .一帶電小球在從電場中的。點運動到點的過程中，重力做功%=3 J,克服空 氣阻力做功必=0.5J,小球的動能增加量J。求在此過程中帶電小球的電 勢能變化了多少？解析 根據動能定理可得W電+ Wg - W尸AEk所以 W 電二 AEk-嗎 =1 J-3J + 0.5J=-1.5 J即電場力對小球做了 1.5 J的負功，所以帶電小球的電勢能增加了 L5 J。答案增加了 1.5 J能力提升7 .（多選）在電場強度大小為E1的勻強電場中，一質量為機、帶電荷量為+q的物體 從4點開始以某一初速度沿電場反方向做勻減速直線運動，其加速度的大小為 絲絲，物體運動距離/到B時速度變為零

19、。下列說法正確的是（）A.物體克服電場力做功9瓦8 .物體的電勢能減少了 qElC.物體的電勢能增加了 qElD.若選A點的電勢能為零，則物體在8點的電勢能為qE/解析 物體所受電場力方向與運動方向相反,所以電場力做負功，即克服電場力 做功W=qEl ,選項A正確；由于電場力做負功，電勢能增加，電場力做了多少 負功，電勢能就增加多少，所以電勢能增加了 qEl ,選項B錯誤，選項C正確； 由伍8二%-布可知，當選A點的電勢能為零時,EpB= - WAB = qEl ,選項D 正確。答案ACD8 .地球表面附近某區域存在大小為150 N/C、方向豎直向下的電場。一質量為 i.ooxior kg、帶

20、電荷量為一i.ooxicr7 c的小球從靜止釋放，在電場區域內下 落10.0 mo對此過程，該小球的電勢能和動能的改變量分別為（重力加速度大小取 9.80 m/s2,忽略空氣阻力）（） A.-1.50X 10-4 j 和 9.95 X 10-3 j B.1.50X10-4J 和 9.95X10C.-1.50X10-4 j 和 9.65 X 10-3 jD.1.50X10-4 J W 9.65X10、j解析 對帶電小球進行受力分析，考慮到忽略空氣的阻力，小球受到向下的重力 和向上的電場力，下落10.0 m時，小球克服電場力做功，小球的電勢能增大,AEP =Eqh = 150X1.00X10-7X10.0 J= LSOXIO_4 J ；根據動能定理可知小球下落 10.0 m 時的動能的改變量為 AEk = Wg - We = mgh - = 1.00X 10 4X 9.8 X 10.0 J -1.50X10-4 J = 9.65X10-3 j ,所以選項 D 正確。答案D9 .如圖所示的一勻強電場，場強方向水平向左。一個質量為機的帶正電的小球， 從。點出發，初速度的大小為詼，在電場力與重力的作用下，恰能