电势能和电势（讲授式）课件

,第,一,章,静电场,第,4,课时 电势能和电势,新课标高中物理选修,3,1,第一章 静电场第4课时 电势能和电势新课标高中物,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。,3,.,明确电势能、电势、静电力做功和电势能的关系。,4,.,了解电势与电场线的关系，了解等势面的意义及等势面与电场线的关系。,学习目标,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,引：一个试探电荷在电场中某点由静止释放,将如何运动,?,在,电场力作用下电荷做加速运动,一段时间后获得一定的速度,试探电荷的动能增加,.,什么能转换为动能的,呢，能否从能量的角度解释呢,E,F,+,q,A,B,引：一个试探电荷在电场中某点由静止释放,将如何运动?在电场力,一、静电力做功的特点,M,E,1.,将电荷,q,从,A,沿直线移至,B:,A,B,+,q,F,一、静电力做功的特点ME1.将电荷q从A沿直线移至B:AB,M,E,A,B,2.,将电荷,q,从,A,沿折线移至,B:,对,AM:,对,MB:,对全程,:,+,q,F,+,q,F,一、静电力做功的特点,MEAB2.将电荷q从A沿折线移至B:对AM:对MB:对全,3.,将电荷,q,从,A,沿曲线移至,B:,M,E,A,B,+,q,F,E,A,B,+,q,F,+,q,F,+,q,F,+,q,F,M,x,1,x,2,x,3,一、静电力做功的特点,3.将电荷q从A沿曲线移至B:MEAB+qFEAB+qF+,电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢？,一、静电力做功的特点,在,匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷经过的路径无关，仅与电荷的起始位置和终止位置有关，,该结论对于非匀强电场也是适用的。,4,、结论,电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢？一、静电力做功的特点,h,回顾重力做功的特点,?,A,B,C,mg,mg,mg,1.,在这三种情况下重力做功的关系？,3.,可以引进重力势能的概念。,2.,4.,类比可以给出电势能,的概念。,h回顾重力做功的特点?ABCmg mg mg 1.在这三种情,（,E,p,）标量,二、电势能,A,B,+,+,A,B,、定义：电荷在电场中受到,电场力,而具有的与,位置,有关的势能叫做电势能。,负电荷逆着电场线移动，电场力做正功，电势能减少,、电场力做功改变电势能,正电荷顺着电场线移动，电场力做正功，电势能减少,正电荷逆着电场线移动，电场力做负功，电势能增加,负电荷顺着电场线移动，电场力做负功，电势能增加,、电场力做的功等于电势能的减少量,（Ep）标量二、电势能AB+AB、定义：电荷在电场,、相对性：大地或无穷远默认为零,二、电势能,、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。,7,、电荷在电场中某一点,A,具有的电势能,E,P,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,E,P,=W,6,、电势能有正负，却是标量，正负表示该点的电势能比零点的电势能的高低。,、相对性：大地或无穷远默认为零二、电势能、在正电荷产生的,、下列说法中正确的是（）,A.,当两正点电荷相互靠近时，它们的电势能增大,B.,当两负点电荷相互靠近时，它们的电势能增大,C.,一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能减小,D.,一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能增大。,ABC,针对训练,电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加,知识链接,、下列说法中正确的是（）ABC针对训练电场力做正,CD,针对训练,由动能定理可知，电荷的动能将增加,510,6,J,，,D,正确,根据功能关系，电荷的电势能将减少,510,6J,，,C,正确,由于不知道电荷的初动能和初势能，所以,A,、,B,错误,、一个电荷只在电场力作用下从电场中的,A,点移到,B,点时，电场力做了,510,6,J,的功，那么,(,),A,电荷在,B,处时将具有,510,6,J,的电势能,B,电荷在,B,处将具有,510,6,J,的动能,C,电荷的电势能减少了,510,6,J,D,电荷的动能增加了,510,6,J,CD针对训练由动能定理可知，电荷的动能将增加5106J,、将带电量为,610,-6,C,的负电荷从电场中的,A,点移到,B,点，克服电场力做了,310,-5,J,的功，再从,B,移到,C,，电场力做了,1.210,-5,J,的功，则,（,1,）电荷从,A,移到,B,，再从,B,移到,C,的过程中电势能共改变了多少？,（,2,）如果规定,A,点的电势能为零，则该电荷在,B,点和,C,点的电势能分别为多少？,（,3,）如果规定,B,点的电势能为零，则该电荷在,A,点和,C,点的电势能分别为多少？,增加了,1.810,-5,J.,E,PC,=1.810,-5,J,E,PC,=-1.210,-5,J,E,PB,=310,-5,J,E,PA,=-310,-5,J,针对训练,、将带电量为610-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，,4,、如,图所示,在等量正点电荷形成的电场中,它们连线的中垂面,ab,上,有一电子,从静止开始由,a,运动到,b,的过程中,(a,、,b,相对,O,对称,),下列说法正确的是,(),A,.,电子的电势能始终增多,B,.,电子的电势能始终减少,C,.,电子的电势能先减少后增加,D,.,电子的电势能先增加后减少,C,O,a,b,+,+,E,E,F,F,做正功,做负功,电势能减少,电势能增加,针对训练,4、如图所示,在等量正点电荷形成的电场中,它们连线的中垂面a,5,、一带电油滴在匀强电场,E,中的运动轨迹如图虚线所示,电场方向竖直向下,.,若不计空气阻力,则此带电油滴从,a,运动到,b,的过程中,能量变化情况为,(,),A,.,动能减小,B.,电势能增加,C.,动能和电势能之和减少,D.,重力势能和电势能之和增加,E,a,b,C,针对训练,mg,F,电,受力分析,合力向上，合力做正功，油滴动能增加，,A,错,电场力做正功，电势能减少，,B,错,根据能量守恒可知，,C,对、,D,错,5、一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图虚线所示,电场方向,讨论,:,1.,将电荷,q,从,A,点移到,B,点。若取,B,点的电势能为零，则,A,点的电势能为多少？,M,E,A,B,L,2.,若电荷的电量为,2q,、,3q,则,A,点的电势能为多少,?,3.,求,E,PA,/q,，比值是否与电荷量有关？,+,q,F,与电荷量无关,讨论:1.将电荷q从A点移到B点。若取B点的电势能为零，则A,三、电势,1,、定义：,（,标量）,3,、相对性：一般选取无穷远或大地电势为零。,1J/C=,1,V,2,、,E,P,及,q,含符号,4,、沿电场线,(,场强,),方向电势越来越低,5,、正电荷的电场中电势为正，负电荷的电场中电势为负,A,B E,A,B,三、电势1、定义：（标量）3、相对性：一般选取无穷远,6,、电场中某点的电势的大小是由电场本身的性质决定的，与放不放电荷及放什么电荷无关,7,、电势是标量，在规定了零电势后，电场中各点的电势可以是正值，也可以是负值。正值表示该点电势比零高，负值表示该点电势比零低。,6、电场中某点的电势的大小是由电场本身的性质决定的，与放不放,6,、如图所示，点电荷的静电场中电场线用实线表示，但其方向未标明，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹。,a,、,b,是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受到电场力作用，根据此图可作出正确判断的是,(,),A,.,带电粒子所带电荷的性质,B,.,带电粒子在,a,、,b,两点的受力方向,C,.,带电粒子在,a,、,b,两点的速度何处较大,D,.,带电粒子在,a,、,b,两点的电势能何处,较大,BCD,a,b,F,F,v,v,若,粒子,a,b,，,a,、,b,两点的速度方向如图所示,根据力与运动轨迹的关系，受力方向如图所示,B,正确,由动能定理和功能关系可知,C,、,D,在正确,若粒子,b,a,，,a,、,b,两点的速度方向如图所示,v,v,6、如图所示，点电荷的静电场中电场线用实线表示，但其方向未标,7,、如图所示，是负点电荷产生的电场中的一条电场线。一个带正电的粒子（不计重力）从,a,到,b,穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示，则该带电粒子在,a,点的加速度一定,在,b,点的加速度。带电粒子在,a,点的电势能一定,在,b,点的电势能。（填“大于”、“小于”式“等于”）。,N,b,a,小于,大于,F,-,7、如图所示，是负点电荷产生的电场中的一条电场线。一个带,四、等势面,2,、几种常见的等势面,1,、定义：,电场中电势相同的各点构成的面，叫做等势面。,E,+,四、等势面2、几种常见的等势面1、定义：电场中电势相同的各点,（,1,）在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功,（,2,）电场线（或,E,）等势面，且由电势较高的等势面指向电势较低的等势面,3,、等势面的特点：,（,4,）等势面密处场强大、电场线密，等势面疏处场强小、电场线疏,（,3,）不同等势面在空间不相交、不相切，闭合,（,5,）沿电场方向电势降低最快,（,6,）匀强电场中电势均匀变化。,20,10,0,（1）在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功（2）,针对训练,8,、,关于等势面，正确的说法是（）,A,电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功,B,等势面上各点的场强大小相等,C,等势面一定跟电场线垂直,D,两等势面不能相交,CD,针对训练8、关于等势面，正确的说法是（）CD,C,1,2,3,针对训练,U,ab,U,bc,qU,ab,qU,bc,9,、,孤立点电荷电场中的一簇等势面如图所示中虚线所示，其电势分别为,1,、,2,、,3,，,a,、,b,、,c,是,某电场线与这簇等势面的交点，且,ab=ac.,现将,一负正电荷,由,a,移到,b,，电场力做正功,W,1,；再由,b,移,至,c,，,电场力做正功,W,2,则,（）,A.W,1,=W,2,，,1,2,3,B.W,1,=W,2,，,1,2,3,C.W,1,W,2,，,1,2,3,D.W,1,W,2,，,1,2,3,C123针对训练UabUbcqUabqUbc9、孤立点电,10,、如图，虚线,a,、,b,、,c,势某静电场中的三个等势面，它们的电势,a,最大，,c,最少，一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如图实线,KLMN,所示，由图可知（）,粒子从,K,到,L,的过程中，电场力做负功,粒子从,L,到,M,的过程中，电场力做负功,粒子从,K,到,L,的过程中，电势能增加,粒子从,L,到,N,的过程中，动能减少,K,N,M,L,a,b,c,针对训练,AC,v,F,v,F,10、如图，虚线a、b、c势某静电场中的三个等势面，它们的电,方法一,:,根据电场力做功的正负判断：,如何比较电荷电势能的大小呢？,方法二,:,直接根据公式 判断,电场力做正功，电势能减少；,电场力做负功，电势能增加。,方法三,:,根据电场线来判断,负电荷,电势能增加,电场力做负功,顺着电场线移动,正电荷,电势能减小,电场力做正功,顺着电场线移动,方法一:根据电场力做功的正负判断：如何比较电荷,谢谢观看,!,谢谢观看!,