高中物理靜電場(chǎng)電勢(shì)能和電勢(shì)2 新人教版選修

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1、會(huì)計(jì)學(xué)1高中物理高中物理 靜電場(chǎng)靜電場(chǎng) 電勢(shì)能和電勢(shì)電勢(shì)能和電勢(shì)2 新人新人教版選修教版選修一、電場(chǎng)能的性質(zhì)一、電場(chǎng)能的性質(zhì)E+F第2頁/共25頁點(diǎn)電荷只在電場(chǎng)力作用下點(diǎn)電荷只在電場(chǎng)力作用下，E+F動(dòng)能動(dòng)能越來越大。越來越大。電荷在電場(chǎng)中具有跟位置相關(guān)的能。電荷在電場(chǎng)中具有跟位置相關(guān)的能。速度速度越來越大，越來越大，做做加速加速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能是動(dòng)能是什么能什么能轉(zhuǎn)化來轉(zhuǎn)化來的？的？一、電場(chǎng)能的性質(zhì)一、電場(chǎng)能的性質(zhì)第3頁/共25頁二、靜電力做功的特點(diǎn)二、靜電力做功的特點(diǎn)第4頁/共25頁由于移動(dòng)電荷時(shí)靜電力做的功與移動(dòng)的路徑無關(guān)，電荷在電由于移動(dòng)電荷時(shí)靜電力做的功與移動(dòng)的路徑無關(guān)，電荷在電場(chǎng)中具

2、有跟位置相關(guān)的能，這種能叫做場(chǎng)中具有跟位置相關(guān)的能，這種能叫做電勢(shì)能電勢(shì)能，用，用EP表示。表示。在電場(chǎng)中移動(dòng)電荷時(shí)，靜電力做的功與電荷的在電場(chǎng)中移動(dòng)電荷時(shí)，靜電力做的功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)，但與電荷經(jīng)過的有關(guān)，但與電荷經(jīng)過的路徑路徑無關(guān)。無關(guān)。與與重力做功重力做功特點(diǎn)相類似特點(diǎn)相類似二、靜電力做功的特點(diǎn)二、靜電力做功的特點(diǎn)探究結(jié)論探究結(jié)論第5頁/共25頁電場(chǎng)力做電場(chǎng)力做正功正功，電勢(shì)能，電勢(shì)能減少減少；三、電勢(shì)能三、電勢(shì)能電場(chǎng)力做電場(chǎng)力做負(fù)功負(fù)功，電勢(shì)能，電勢(shì)能增加增加。與重力做功跟重力勢(shì)能變化關(guān)系相類似與重力做功跟重力勢(shì)能變化關(guān)系相類似第6頁/共25頁三、電勢(shì)能

3、三、電勢(shì)能PBPAABEEW重力做的功等于重力勢(shì)能的重力做的功等于重力勢(shì)能的減少量減少量靜電力做的功等于電勢(shì)能的靜電力做的功等于電勢(shì)能的減少量減少量2121PPGEEmghmghWABE+重力勢(shì)能的重力勢(shì)能的減少量減少量電勢(shì)能的電勢(shì)能的減少量減少量第7頁/共25頁三、電勢(shì)能三、電勢(shì)能PBPAABEEWABE+設(shè)設(shè)EPB =0PAABEW則 電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能，等于靜電力把它從該點(diǎn)移到電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能，等于靜電力把它從該點(diǎn)移到零零勢(shì)能位置勢(shì)能位置時(shí)所做的功。時(shí)所做的功。零勢(shì)能零勢(shì)能參考點(diǎn)參考點(diǎn)第8頁/共25頁三、電勢(shì)能三、電勢(shì)能10JA BWABE+設(shè)設(shè)EPB =010JPAABEW 電荷在某

4、點(diǎn)的電勢(shì)能，等于靜電力把它從該點(diǎn)移到電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能，等于靜電力把它從該點(diǎn)移到零零勢(shì)能位置勢(shì)能位置時(shí)所做的功。時(shí)所做的功。第9頁/共25頁三、電勢(shì)能三、電勢(shì)能10JA BW ABE-設(shè)EPB =0 電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能，等于靜電力把它從該點(diǎn)移到電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能，等于靜電力把它從該點(diǎn)移到零零勢(shì)能位置勢(shì)能位置時(shí)所做的功。時(shí)所做的功。10JPAABEW 負(fù)號(hào)表示電勢(shì)能的負(fù)號(hào)表示電勢(shì)能的高低高低第10頁/共25頁下列說法中正確的是（下列說法中正確的是（ ）A.當(dāng)兩正點(diǎn)電荷相互靠近時(shí)，它們的電勢(shì)能增大當(dāng)兩正點(diǎn)電荷相互靠近時(shí)，它們的電勢(shì)能增大B.當(dāng)兩負(fù)點(diǎn)電荷相互靠近時(shí)，它們的電勢(shì)能增大當(dāng)兩負(fù)點(diǎn)電荷相互靠

5、近時(shí)，它們的電勢(shì)能增大C.一個(gè)正電荷與另一個(gè)負(fù)電荷相互靠近時(shí)，它們的電勢(shì)一個(gè)正電荷與另一個(gè)負(fù)電荷相互靠近時(shí)，它們的電勢(shì)能減小能減小D.一個(gè)正電荷與另一個(gè)負(fù)電荷相互靠近時(shí)，它們的電勢(shì)一個(gè)正電荷與另一個(gè)負(fù)電荷相互靠近時(shí)，它們的電勢(shì)能增大。能增大。電場(chǎng)力做電場(chǎng)力做正功正功，電勢(shì)能，電勢(shì)能增加增加；電場(chǎng)力做電場(chǎng)力做負(fù)功負(fù)功，電勢(shì)能，電勢(shì)能減少減少。與重力做功類比與重力做功類比鞏固練鞏固練習(xí)習(xí)知識(shí)鏈接知識(shí)鏈接ABC第11頁/共25頁2、右圖中、右圖中MN為某電場(chǎng)中一條電場(chǎng)線，方向向右，在為某電場(chǎng)中一條電場(chǎng)線，方向向右，在MN上取上取兩點(diǎn)兩點(diǎn)a、b，今將一正點(diǎn)電荷，今將一正點(diǎn)電荷q從從a移到移到b則（則（

6、 ）A.電場(chǎng)力做正功，電場(chǎng)力做正功，q的電勢(shì)能增加；的電勢(shì)能增加；B.電場(chǎng)力做負(fù)功，電場(chǎng)力做負(fù)功，q的電勢(shì)能增加；的電勢(shì)能增加；C.電場(chǎng)力做正功，電場(chǎng)力做正功，q的電勢(shì)能減少；的電勢(shì)能減少；D.電場(chǎng)力做負(fù)功，電場(chǎng)力做負(fù)功，q的電勢(shì)能減少。的電勢(shì)能減少。若若q q為負(fù)點(diǎn)電荷呢為負(fù)點(diǎn)電荷呢？+vFqF做做正功正功鞏固練鞏固練習(xí)習(xí)D第12頁/共25頁A0lE+cos0qElWAcosqElEPAcosElqEPA該比值是一個(gè)與該比值是一個(gè)與q無關(guān)，僅與電場(chǎng)及無關(guān)，僅與電場(chǎng)及A點(diǎn)的位置有關(guān)的量點(diǎn)的位置有關(guān)的量。設(shè)設(shè)EP0 =0該比值稱為該比值稱為A點(diǎn)的點(diǎn)的電勢(shì)電勢(shì)零勢(shì)能零勢(shì)能參考點(diǎn)參考點(diǎn)四、電勢(shì)四、電

7、勢(shì)第13頁/共25頁四、電勢(shì)四、電勢(shì)qEP1 1、定義：、定義：電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量的比值，叫電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量的比值，叫做這一點(diǎn)的做這一點(diǎn)的電勢(shì)電勢(shì)。2 2、定義式：、定義式：qEP與與EP=mgh相類比相類比電勢(shì)電勢(shì)與與高度高度h相類似相類似第14頁/共25頁3、單位：、單位：伏特伏特，符號(hào)為，符號(hào)為V 4 4、電勢(shì)只有大小，沒有方向，是、電勢(shì)只有大小，沒有方向，是標(biāo)量標(biāo)量5 5、電勢(shì)具有相對(duì)性、電勢(shì)具有相對(duì)性電勢(shì)是相對(duì)于零勢(shì)能參考點(diǎn)的，電勢(shì)是相對(duì)于零勢(shì)能參考點(diǎn)的，一般選取無窮遠(yuǎn)電勢(shì)為一般選取無窮遠(yuǎn)電勢(shì)為0，實(shí)際應(yīng)用中常取大地電勢(shì)為，實(shí)際應(yīng)用中常取大地

8、電勢(shì)為06 6、沿電場(chǎng)線、沿電場(chǎng)線 ( (場(chǎng)強(qiáng)場(chǎng)強(qiáng)) )方向電勢(shì)方向電勢(shì)越來越低越來越低與沿與沿重力加速重力加速 度方向度方向高度越來越低相類比高度越來越低相類比四、電勢(shì)四、電勢(shì)第15頁/共25頁3.在電場(chǎng)中一條電場(chǎng)線上有在電場(chǎng)中一條電場(chǎng)線上有A、B兩點(diǎn)兩點(diǎn),如圖所示，若將電荷如圖所示，若將電荷q1=-2.010-7C從從A點(diǎn)移到點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做了點(diǎn)，電場(chǎng)力做了-4.010-4J的功。的功。(1)以以B點(diǎn)為零電勢(shì)點(diǎn)，點(diǎn)為零電勢(shì)點(diǎn)，A等于多少等于多少?(2)電場(chǎng)線的方向如何電場(chǎng)線的方向如何?(3)如將電荷如將電荷q2=+1.010-7C從從A點(diǎn)移到點(diǎn)移到B點(diǎn)，點(diǎn)， A等于多少等于多少?電場(chǎng)力

9、做了多電場(chǎng)力做了多少功少功?鞏固練鞏固練習(xí)習(xí)由由W=qUAB得得474 102000V2 10ABWUq 2000VABABAU則EW=qUAB=210-4J電勢(shì)由電場(chǎng)決定電勢(shì)由電場(chǎng)決定A不變不變第16頁/共25頁鞏固練鞏固練習(xí)習(xí)oc由動(dòng)能定理得0ococqUmghmghUq在在B點(diǎn)，小點(diǎn)，小球受力如球受力如圖所示圖所示qEmgmg=qE4.如圖所示如圖所示,水平固定的小圓盤水平固定的小圓盤A,帶帶電量為電量為Q,電勢(shì)為零電勢(shì)為零,從圓盤外從圓盤外O靜靜止釋放一質(zhì)量為止釋放一質(zhì)量為m,帶電量為帶電量為+q的的小球小球,由于電場(chǎng)力的作用由于電場(chǎng)力的作用,小球豎小球豎直上升的高度可達(dá)盤中心豎直線直

10、上升的高度可達(dá)盤中心豎直線上的上的c點(diǎn)點(diǎn),Oc=h,又知道過豎直線上又知道過豎直線上的的b點(diǎn)時(shí)點(diǎn)時(shí),小球速度最大小球速度最大,則在則在Q所所形成的電場(chǎng)中形成的電場(chǎng)中,可確定的物理量是可確定的物理量是（ ）A. b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng) B. c點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng) C. b點(diǎn)的電勢(shì)點(diǎn)的電勢(shì) D. c點(diǎn)的電勢(shì)點(diǎn)的電勢(shì)第17頁/共25頁五、等勢(shì)面五、等勢(shì)面2、在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力做功為零、在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力做功為零電場(chǎng)線從高等勢(shì)面電場(chǎng)線從高等勢(shì)面垂直垂直指向低等勢(shì)面指向低等勢(shì)面1、定義：、定義：電場(chǎng)中電勢(shì)相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面，叫做電場(chǎng)中電勢(shì)相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面，叫做等勢(shì)面等勢(shì)面。3、等勢(shì)面與電場(chǎng)線

11、、等勢(shì)面與電場(chǎng)線垂直垂直與與等高線等高線相類比相類比第18頁/共25頁五、等勢(shì)面五、等勢(shì)面第19頁/共25頁5、關(guān)于等勢(shì)面，正確的說法是（、關(guān)于等勢(shì)面，正確的說法是（ ）A電荷在等勢(shì)面上移動(dòng)時(shí)不受電場(chǎng)力作用，所以不做功電荷在等勢(shì)面上移動(dòng)時(shí)不受電場(chǎng)力作用，所以不做功B等勢(shì)面上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等等勢(shì)面上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等C等勢(shì)面一定跟電場(chǎng)線垂直等勢(shì)面一定跟電場(chǎng)線垂直D兩等勢(shì)面不能相交兩等勢(shì)面不能相交鞏固練鞏固練習(xí)習(xí)CD第20頁/共25頁6、如下電場(chǎng)中，、如下電場(chǎng)中，a、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)都相同的是都相同的是( )A距正的點(diǎn)電荷等距離的距正的點(diǎn)電荷等距離的a、b兩點(diǎn)兩點(diǎn)B等量異種點(diǎn)電荷的

12、連線的中垂線上等量異種點(diǎn)電荷的連線的中垂線上，距連線中點(diǎn)，距連線中點(diǎn)O等距離的等距離的a、b兩點(diǎn)兩點(diǎn)C等量同種點(diǎn)電荷的連線上，距連線等量同種點(diǎn)電荷的連線上，距連線中點(diǎn)中點(diǎn)O等距離的等距離的a、b兩點(diǎn)兩點(diǎn)D兩塊帶有等量異種電荷的平行金屬兩塊帶有等量異種電荷的平行金屬板間，距同一板不等距離的板間，距同一板不等距離的a、b兩點(diǎn)兩點(diǎn)正的點(diǎn)電荷電場(chǎng)線和等勢(shì)面正的點(diǎn)電荷電場(chǎng)線和等勢(shì)面分布，如圖，分布，如圖，a、b兩點(diǎn)在同兩點(diǎn)在同一等勢(shì)面上，電勢(shì)相同，場(chǎng)一等勢(shì)面上，電勢(shì)相同，場(chǎng)強(qiáng)大小相同，但方向不同，強(qiáng)大小相同，但方向不同，故故A錯(cuò)錯(cuò)第21頁/共25頁6、如下電場(chǎng)中，、如下電場(chǎng)中，a、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)兩點(diǎn)場(chǎng)

13、強(qiáng)和電勢(shì)都相同的是都相同的是( )A距正的點(diǎn)電荷等距離的距正的點(diǎn)電荷等距離的a、b兩點(diǎn)兩點(diǎn)B等量異種點(diǎn)電荷的連線的中垂線上等量異種點(diǎn)電荷的連線的中垂線上，距連線中點(diǎn)，距連線中點(diǎn)O等距離的等距離的a、b兩點(diǎn)兩點(diǎn)C等量同種點(diǎn)電荷的連線上，距連線等量同種點(diǎn)電荷的連線上，距連線中點(diǎn)中點(diǎn)O等距離的等距離的a、b兩點(diǎn)兩點(diǎn)D兩塊帶有等量異種電荷的平行金屬兩塊帶有等量異種電荷的平行金屬板間，距同一板不等距離的板間，距同一板不等距離的a、b兩點(diǎn)兩點(diǎn)由圖知，由圖知，a、b兩點(diǎn)位于同一等兩點(diǎn)位于同一等勢(shì)面上，故兩點(diǎn)電勢(shì)相同，勢(shì)面上，故兩點(diǎn)電勢(shì)相同，a、b兩點(diǎn)處電場(chǎng)線分布疏密程兩點(diǎn)處電場(chǎng)線分布疏密程度相同，且度相同，

14、且a、b兩點(diǎn)處電場(chǎng)線兩點(diǎn)處電場(chǎng)線的切線方向也相同，故兩點(diǎn)場(chǎng)的切線方向也相同，故兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相同強(qiáng)相同第22頁/共25頁6、如下電場(chǎng)中，、如下電場(chǎng)中，a、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)都相同的是都相同的是( )A距正的點(diǎn)電荷等距離的距正的點(diǎn)電荷等距離的a、b兩點(diǎn)兩點(diǎn)B等量異種點(diǎn)電荷的連線的中垂線上等量異種點(diǎn)電荷的連線的中垂線上，距連線中點(diǎn)，距連線中點(diǎn)O等距離的等距離的a、b兩點(diǎn)兩點(diǎn)C等量同種點(diǎn)電荷的連線上，距連線等量同種點(diǎn)電荷的連線上，距連線中點(diǎn)中點(diǎn)O等距離的等距離的a、b兩點(diǎn)兩點(diǎn)D兩塊帶有等量異種電荷的平行金屬兩塊帶有等量異種電荷的平行金屬板間，距同一板不等距離的板間，距同一板不等距離的a、b兩點(diǎn)

15、兩點(diǎn)由圖可知，由圖可知，a、b兩點(diǎn)分別位于對(duì)稱兩點(diǎn)分別位于對(duì)稱的等勢(shì)面上，故兩點(diǎn)電勢(shì)相同，的等勢(shì)面上，故兩點(diǎn)電勢(shì)相同，a、b兩點(diǎn)處電場(chǎng)線分布的疏密程度兩點(diǎn)處電場(chǎng)線分布的疏密程度相同，兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相同，但相同，兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相同，但a點(diǎn)點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向沿連線指向場(chǎng)強(qiáng)方向沿連線指向b，b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向沿連線指向向沿連線指向a，故兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向，故兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向不相同不相同第23頁/共25頁6、如下電場(chǎng)中，、如下電場(chǎng)中，a、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)都相同的是都相同的是( )A距正的點(diǎn)電荷等距離的距正的點(diǎn)電荷等距離的a、b兩點(diǎn)兩點(diǎn)B等量異種點(diǎn)電荷的連線的中垂線上等量異種點(diǎn)電荷的連線的中垂線上，距連線中點(diǎn)，距連線中點(diǎn)O等距離的等距離的a、b兩點(diǎn)兩點(diǎn)C等量同種點(diǎn)電荷的連線上，距連線等量同種點(diǎn)電荷的連線上，距連線中點(diǎn)中點(diǎn)O等距離的等距離的a、b兩點(diǎn)兩點(diǎn)D兩塊帶有等量異種電荷的平行金屬兩塊帶有等量異種電荷的平行金屬板間，距同一板不等距離的板間，距同一板不等距離的a、b兩點(diǎn)兩點(diǎn)而帶有等量異種電荷的平行而帶有等量異種電荷的平行金屬板產(chǎn)生的是勻強(qiáng)電場(chǎng)，金屬板產(chǎn)生的是勻強(qiáng)電場(chǎng)，距同一板不等距離的距同一板不等距離的a、b兩兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相等，電勢(shì)不等，故點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相等，電勢(shì)不等，故D錯(cuò)錯(cuò)B第24頁/共25頁感謝您的觀看！感謝您的觀看！第25頁/共25頁