高中物理 電勢能和電勢課件 新人教版選修31

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1、4 4 電勢能和電勢電勢能和電勢1.1.理解靜電力做功的特點、電勢能的概念、電勢能與電場理解靜電力做功的特點、電勢能的概念、電勢能與電場力做功的關(guān)系。力做功的關(guān)系。2.2.理解電勢的概念，知道電勢是描述電場的能的性質(zhì)的物理解電勢的概念，知道電勢是描述電場的能的性質(zhì)的物理量。理量。3.3.明確電勢能、電勢、靜電力做功和電勢能的關(guān)系。明確電勢能、電勢、靜電力做功和電勢能的關(guān)系。4.4.了解電勢與電場線的關(guān)系，了解等勢面的意義及等勢面了解電勢與電場線的關(guān)系，了解等勢面的意義及等勢面與電場線的關(guān)系。與電場線的關(guān)系。1.1.點電荷點電荷q q在電場中由靜止釋放在電場中由靜止釋放, ,將如何運動將如何運動

2、? ?2.2.能否從能量的角度解釋動能的增加能否從能量的角度解釋動能的增加? ?E EF F+ +q qA AB B一、靜電力做功的特點一、靜電力做功的特點ME1.1.將電荷將電荷q q從從A A沿直線移至沿直線移至B:B:AB+q qFWF AB cosqE AMMEAB2.2.將電荷將電荷q q從從A A沿折線移至沿折線移至B:B:對對AM:AM:對對MB:MB:對全程對全程: :+q qF+qF1WqE AM2W012WWWqE AM3.3.將電荷將電荷q q從從A A沿曲線移至沿曲線移至B:B:MEAB+qFEAB+qF+qF+qF+qF Mx1x211WqE x22WqE x33Wq

3、E x123xxxAM123WWWWqE AMx34.4.將電荷將電荷q q從從A A沿其他曲線移至沿其他曲線移至B B，靜電力做功多少？，靜電力做功多少？5.5.如果移動負(fù)電荷，如果移動負(fù)電荷，1414結(jié)論又如何？結(jié)論又如何？MEAB-qFB+MAFq+6. 6. 靜電力做功有什么特點？靜電力做功有什么特點？ 在在勻強電場勻強電場中移動電荷時，靜電力做的功中移動電荷時，靜電力做的功與電荷經(jīng)與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān)，僅與電荷的過的路徑無關(guān)，僅與電荷的起始位置起始位置和和終止位置終止位置有關(guān)，有關(guān)，與初、末兩點在與初、末兩點在電場線上電場線上的距離有關(guān)。的距離有關(guān)。該結(jié)論對于該結(jié)論對于非勻強電場非勻

4、強電場也是適用的。也是適用的。h回顧重力做功的特點回顧重力做功的特點? ?ABCmg mg mg 1.1.在這三種情況下在這三種情況下重重力做功的關(guān)系？力做功的關(guān)系？3.3.可以引進重力勢可以引進重力勢能的概念。能的概念。2.2. GWmgh二、電勢能二、電勢能1. 1. 因為在電場中移動電荷時靜電力做的功與移動的因為在電場中移動電荷時靜電力做的功與移動的路徑無關(guān)，所以電荷在電場中有勢能，這種勢能叫做路徑無關(guān)，所以電荷在電場中有勢能，這種勢能叫做電勢能電勢能。符號。符號E EP P。討論討論: :下列電荷在電場中移動時，靜電力做什么功？電荷的下列電荷在電場中移動時，靜電力做什么功？電荷的電勢能

5、如何變化？電勢能如何變化？E ABAB+若在電場中移動的是負(fù)電荷呢若在電場中移動的是負(fù)電荷呢? ?FF+E-FF2.2.靜電力對電荷做靜電力對電荷做正功正功 , ,電荷的電勢能電荷的電勢能減少減少( (負(fù)功負(fù)功) )( (增加增加) )靜電力做的功等于電勢能的靜電力做的功等于電勢能的減少量減少量。PBPAABEEW電場力做功與電勢能變化的關(guān)系電場力做功與電勢能變化的關(guān)系例例1. 1. 如圖，在場強如圖，在場強 的勻強電場中，將的勻強電場中，將點電荷點電荷q=+1Cq=+1C從從A A移動到移動到B B，ABAB相距相距L=1mL=1m，靜電力做功為，靜電力做功為多少？電勢能如何變化？若規(guī)定多少

6、？電勢能如何變化？若規(guī)定E EPAPA=0=0，則，則E EPBPB= =？3E10 N / CEABFq+解析：解析：靜電力的方向與運動方向靜電力的方向與運動方向相同，靜電力做正功，相同，靜電力做正功，電勢能減小。電勢能減小。E EA AB BF Fq+解：解：靜電力做的功靜電力做的功ABWqEx310 J靜電力做正功，電勢能靜電力做正功，電勢能減小。減小。若若E EPAPA=0=0，由，由ABPAPBWEE得得PBPAABEEW310 J 若規(guī)定其他的點的勢能為若規(guī)定其他的點的勢能為0 0，3PBE10 J 還成立嗎？還成立嗎？某一點的勢能，與零勢能點的選取有關(guān)。某一點的勢能，與零勢能點的

7、選取有關(guān)。3.3.電勢能具有相對性電勢能具有相對性, ,電荷在某點的電勢能電荷在某點的電勢能, ,等于靜電等于靜電力力把它從該點移動到零勢能位置時所做的功。把它從該點移動到零勢能位置時所做的功。 ( (通常把離場源電荷通常把離場源電荷無限遠(yuǎn)處無限遠(yuǎn)處或或大地表面大地表面的電勢能規(guī)定為零的電勢能規(guī)定為零) )討論討論: :1.1.將電荷將電荷q q從從A A點移到點移到B B點。若取點。若取B B點的電勢能為零，點的電勢能為零，則則A A點的電勢能為多少？點的電勢能為多少？M ME EA AB BL L2.2.若電荷的電量為若電荷的電量為2q2q、 3q 3q 則則A A點的電勢能為多點的電勢能

8、為多少少? ? 3.3.求求E EPAPA/q/q，比值是否與電荷量有關(guān)？，比值是否與電荷量有關(guān)？+ +q qF FPAE qELcoscos2qELcos3qELPAE ELcosq與電荷量無關(guān)與電荷量無關(guān)電荷在電場中某一點的電勢能與電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量它的電荷量的比值。的比值。PEq 1V=1J/C1V=1J/C三、電勢三、電勢1. 1. 定義定義: :2. 2. 公式公式: :3 3. 單位單位: 伏特伏特 ( V ) ( (計算時要代入正負(fù)號計算時要代入正負(fù)號) )電勢概念的建立電勢概念的建立3.3.沿電場線方向電勢沿電場線方向電勢降低降低。1.1.電勢具有電勢具有相

9、對性相對性, ,要確定電勢要確定電勢, ,應(yīng)先規(guī)定電場中某處的應(yīng)先規(guī)定電場中某處的電勢為零。電勢為零。( (通常取離場源電荷通常取離場源電荷無限遠(yuǎn)處無限遠(yuǎn)處或或大地表面大地表面的電勢為零。的電勢為零。) )2.2.電勢是電勢是標(biāo)量標(biāo)量, ,有正負(fù)有正負(fù), ,數(shù)值取決于數(shù)值取決于零電勢零電勢面面的選取。的選取。( (負(fù)負(fù)電勢表示該處的電勢表示該處的電勢電勢比比零電勢處零電勢處電勢電勢低低。) )電勢的性質(zhì)電勢的性質(zhì)四、等勢面四、等勢面1.1.定義：定義： 電場中電勢相等的各點構(gòu)成的面叫做電場中電勢相等的各點構(gòu)成的面叫做等勢面等勢面。2 2. .等勢面的特點：等勢面的特點：在同一等勢面上的任意兩點

10、間移動電荷，電場力不做功。在同一等勢面上的任意兩點間移動電荷，電場力不做功。電場線跟等勢面垂直，且由電勢較高的等勢面指向電勢電場線跟等勢面垂直，且由電勢較高的等勢面指向電勢 較低的等勢面。較低的等勢面。 不同等勢面在空間不相交。不同等勢面在空間不相交。 點電荷的電場的等勢面點電荷的電場的等勢面等量同種點電荷電等量同種點電荷電場的等勢面場的等勢面等量異種點電荷電場等量異種點電荷電場的等勢面的等勢面勻強電場的等勢面勻強電場的等勢面帶電導(dǎo)體周圍的電場和等勢面帶電導(dǎo)體周圍的電場和等勢面用描跡法畫出電場中平面上的等勢線用描跡法畫出電場中平面上的等勢線1 1下列關(guān)于電勢能的說法中正確的是（下列關(guān)于電勢能的

11、說法中正確的是（ ）A A在電場中，電勢高的地方，電荷具有的電勢能一定大在電場中，電勢高的地方，電荷具有的電勢能一定大B B在電場中某一點，若放入的電荷的電荷量越大，它的電在電場中某一點，若放入的電荷的電荷量越大，它的電勢能就越大勢能就越大C C在正的點電荷電場中的任一點，正電荷具有的電勢能在正的點電荷電場中的任一點，正電荷具有的電勢能一定大于負(fù)電荷具有的電勢能一定大于負(fù)電荷具有的電勢能D D在負(fù)的點電荷電場中的任一點，正電荷具有的電勢能在負(fù)的點電荷電場中的任一點，正電荷具有的電勢能一定小于負(fù)電荷具有的電勢能一定小于負(fù)電荷具有的電勢能CDCD2 2帶電粒子帶電粒子M M只在電場力作用下由只在電

12、場力作用下由P P點運動到點運動到Q Q點，在此點，在此過程中克服電場力做了過程中克服電場力做了2.62.61010-6-6J J的功，那（的功，那（ ）A AM M在在P P點的電勢能一定小于它在點的電勢能一定小于它在Q Q點的電勢能點的電勢能B BP P點的場強一定小于點的場強一定小于Q Q點的場強點的場強C CP P點的電勢一定高于點的電勢一定高于Q Q點的電勢點的電勢D DM M在在P P點的動能一定大于它在點的動能一定大于它在Q Q點的動能點的動能ADAD3 3在電場中（在電場中（ ）A A某點的電場強度大，該點的電勢一定高某點的電場強度大，該點的電勢一定高B B某點的電勢高，檢驗電

13、荷在該點的電勢能一定大某點的電勢高，檢驗電荷在該點的電勢能一定大C C某點的場強為零，檢驗電荷在該點的電勢能一定為零某點的場強為零，檢驗電荷在該點的電勢能一定為零D D某點的電勢為零，檢驗電荷在該點的電勢能一定為零某點的電勢為零，檢驗電荷在該點的電勢能一定為零D D4 4如圖所示為某個電場的部分電場線，把如圖所示為某個電場的部分電場線，把A A、B B兩點的場兩點的場強記作強記作E EA A、E EB B，A.BA.B兩點的電勢分別記作兩點的電勢分別記作則（則（ ）A A E EA A E EB BB B E EA A E EB BC C E EA A E E EB B ABC CAB、，AB

14、, AB ，AB ，AB ，5 5下列關(guān)于電勢和電勢能的說法中正確的是（下列關(guān)于電勢和電勢能的說法中正確的是（ ）A A克服電場力做功時，負(fù)電荷的電勢能一定減少克服電場力做功時，負(fù)電荷的電勢能一定減少B B電場中某點的電勢數(shù)值上等于單位正電荷在電場力的電場中某點的電勢數(shù)值上等于單位正電荷在電場力的作用下，由該點運動到零電勢點電場力所做的功作用下，由該點運動到零電勢點電場力所做的功C C電場中電勢為正值的地方，電荷的電勢能必為正值電場中電勢為正值的地方，電荷的電勢能必為正值D D正電荷沿電場線移動，其電勢能一定增加正電荷沿電場線移動，其電勢能一定增加B B1.1.靜電力做功的特點靜電力做功的特點 靜電力做的功與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān)，與電荷的靜電力做的功與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān)，與電荷的起始位置起始位置和和終止位置終止位置有關(guān)。有關(guān)。2.2.電勢能電勢能 電荷在某點的電勢能電荷在某點的電勢能, ,等于靜電力把它從該點移等于靜電力把它從該點移動到零勢能位置時所做的功動到零勢能位置時所做的功 3.3.電勢電勢電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量的比值。電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量的比值。qEP4.4.等勢面等勢面電場中電勢相等的各點構(gòu)成的面。電場中電勢相等的各點構(gòu)成的面。