《人教版高中物理选修（31）第1章 4《电势能和电势》ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版高中物理选修（31）第1章 4《电势能和电势》ppt课件（57页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、静电场 第一章 4 电势能和电势 第一章 学习目标定位1 课堂情景切入2 知识自主梳理3 重点难点突破4 考点题型设计5 课 时 作 业 8 易错案例剖析 6 课堂知识构建7 学习目标定位 知道静电力做功的特点 了解静 电力做功和电势能变化的关系 掌握电势能 电势的概念 公式 和性质 知道什么是等势面 理解等势面 的特点 课堂情景切入 我们知道重力做正功 物体的重力势能减小 其高度降低 如图甲 当重力做负功 物体 的重力势能增大 其高度升高 如图乙 那么 当电场力做正功 或负功 时 如图丙 其电势 能与电势又是怎样变化的呢 知识自主梳理 静电力做功的特点 1 特点 在静电场中移动电荷时 静电力
2、做的功与电 荷的 位置和 位置有关 与电 荷经过的路径 2 适用范围 该结论对于匀强电场和非匀强电场均适用 起始 终止无关 电势能 1 概念 电荷在 叫做电势能 可用Ep 表示 2 大小 电荷在某点的电势能 等于静电力把它从该 点移动到 时所做的功 电场中的势能 零势能位置 3 与电场力做功的关系 静电力做的功等于电势能的 用 公式表示WAB 电场力做正功 电势能 电场力做 负功 电势能 4 相对性 电势能的数值大小与 的选取有关 通常把离场源电荷 或 的电势能规定为零 减少量 EPA EPB 减小 增加 零势能点 无穷远处地球表面 1 定义 电荷在电场中某一点的 与它的 的比值 叫做这一点的
3、电势 3 单位 符号是V 电势 电势能电荷量 伏特 4 特点 1 相对性 电场中各点电势的高低 与所选 取的 的位置有关 2 标量性 电势是标量 只有大小 没有方 向 但有 5 判断电势高低的办法 1 在电场中沿着电场线的方向 电势逐渐 2 在电场力作用下 静止的正电荷从 移向 电势零点 正负 降低 高电势 低电势 等势面 1 定义 在电场中 叫做等 势面 2 等势面特点 1 等势面上各点电势相等 在等势面上移动 电荷电场力 2 等势面一定跟电场线 而且电场 线总是由电势较高的等势面指向 的等势面 3 规定 画等势面时 相邻两等势面间电势 差相等 这样 在等势面密处电场强度 在等势面疏处 电场
4、强度 电势相等的点组成的面 不做功 垂直 电势较低 较大 较小 重点难点突破 一 对电势能的理解 1 电势能的特点 1 电势能是由电场和电荷共同决定的 属于 电荷和电场所共有的 我们习惯上说成电荷 的电势能 2 电势能是标量 有正负但没有方向 其正 负表示大小 3 电势能是相对的 其大小与选定的参考点 有关 确定电荷的电势能 首先应确定参考 点 也就是零势能点的位置 2 电势能增减的判断方法 1 做功判断法 无论正 负电荷 只要电场力做正功 电荷 的电势能一定减小 只要电场力做负功 电 荷的电势能一定增大 2 电场线判断法 正电荷顺着电场线的方向移动时 电势能逐 渐减小 逆着电场线的方向移动时
5、 电势能 逐渐增大 负电荷顺着电场线的方向移动时 电势能逐 渐增大 逆着电场线的方向移动时 电势能 逐渐减小 3 电势能与重力势能的比较 两种势能 比较内容 电势能重力势能 定义 电场中的电荷 具有的势能 电势能 重力场中的物体 具有的势能 重力势能 系统性电荷和电场物体和地球 大小的 相对性 电荷在某点的 电势能等于把 电荷从该点移 到零势能位置 时静电力做的 功 物体在某点的重 力势能等于把物 体从该点移到零 势能位置时重力 做的功 两种势能 比较内容 电势能重力势能 变化大小 的量度 电场力做的功是 电势能变化大小 的量度 静电力 做的功等于电势 能的减少量 重力做的功是重 力势能变化大
6、小 的量度 重力做 的功等于重力势 能的减少量 对应力做功 的特点 做功多少只与始末位置有关 与 经过的路径无关 且做的功等于 势能的减少量 二 对电势的理解 1 电势的特点 1 电势具有相对性 电势是相对的 电场中 某点的电势高低与零电势点的选取有关 通 常将离场源电荷无穷远处 或是地球表面选 为零电势点 2 电势是标量 电势是只有大小 没有方向 的物理量 在规定了电势零点后 电场中各 点的电势可能是正值 也可能是负值 正值 表示该点的电势高于零电势 负值表示该点 的电势低于零电势 显然 电势的正负只表 示大小 不表示方向 2 电势高低的判断方法 1 电场线法 沿电场线方向 电势越来越低 2
7、 场源电荷判断法 离场源正电荷越近的点 电势越高 离场源负电荷越近的点 电势 越低 3 电势能判断法 对于正电荷 电势能越大 所在位置的电势越高 对于负电荷 电势 能越小 所在位置的电势越高 3 电势能与电势的区别与联系 内蒙古巴彦淖尔一中2014 2015学年高二上 学期期中 在电场中下列说法正确的是 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 解析 某点的电场强度大 该点的电势不一 定高 两者没有直接关系 故A错误 正电荷 在电
8、势高处电势能大 而负电荷在电势高处 电势能小 故B错误 某点的场强为零 该点 的电势不一定为零 检验电荷在该点的电势 能不一定为零 故C错误 某点的电势为零 检验电荷在该点的电势能一定为零 故D正确 三 对等势面的理解 1 等势面的特点 1 在等势面内任意两点间移动电荷 电场力 不做功 2 在空间中两等势面不相交 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 等势面是为描述电场的性质而假想的面 6 等势面的分布与零电势点的选取无关 2 几种常见的电场的等势面分布 特别提醒 1 已知等势面的
9、情况时 可作等 势面的垂线来确定电场线 并由 电势降低 的方向确定电场线方向 2 已知电场线时 可作电场线的垂线来确定 等势面 并由 沿电场线方向电势降低 确定 等势面的电势高低 济南市部分中学2014 2015学年高 二上学期联考 如图所示 实线是两 个等量点电荷P Q形成电场的等势 面 虚线是一带电粒子仅在电场力 作用下运动的轨迹 a b c是轨迹 上的三个点 b位于P Q连线的中点 则 A 两点电荷P Q电性相反 B a点的电场强度大于b点的电场强度 C 带电粒子在a点的电势能大于在c点的电势 能 D 带电粒子在a点的动能小于在b点的动能 答案 BD 考点题型设计 如果把q 1 0 10
10、 8C的电荷从无穷 远处移到电场中的A点 需要克服静电力做功W 1 2 10 4J 规定无穷远处电势为零 那么 1 该电荷在A点的电势能和电势各是多少 2 在该电荷未移入电场前A点的电势是多少 电势能 电势的计算 答案 1 1 2 10 4J 1 2 104V 2 1 2 104V 在电场中 把电荷量4 10 9C的正点电荷从A 点移到B点 克服静电力做功6 10 8J 以下 说法中正确的是 A 电荷在B点具有的电势能是6 10 8J B B点的电势是15V C 电荷的电势能增加了6 10 8J D 电荷的电势能减少了6 10 8J 答案 C 解析 电荷在电场中某点的电势能具有相对 性 只有确
11、定零势能点 B点的电势 电势能 才有确定的值 所以A B错 克服静电力做 功6 10 8J 则电势能增加6 10 8J 所以C对 D错 河南省中原名校2014 2015学年 高二上学期联考 如图所示 在真空中的A B两 点分别放置等量异种点电荷 在AB两点间取一 正五角星形路径abcdefghija 五角星的中心与 AB连线的中点重合 其中af连线与AB连线垂直 现将一电子沿该路径逆时针方向移动一周 下列判断正确的是 电势高低及电势能大小的判定 A e点和g点的电场强度相同 B h点和d点的电势相等 C 电子在e点的电势能比g点电势能大 D 电子从f点到e点再到d点过程中 电场力 先做正功后做
12、负功 解析 根据电场线的分布知 e g两点的场 强大小相等 方向不同 故A错误 等量异种 电荷连线的垂直平分线是一条等势线 所以h 点的电势高 故B错误 电子从e点到g点过程 中 电场力一直做正功 电势能一直减小 故C正确 电子从f点到e点再到d点过程中 电场力先做负功后做正功 故D错误 答案 C 答案 AB 解析 电场线越密集 表示该处的电场强度 越大 故a点的电场强度比b点的大 选项A正 确 顺电场线方向电势逐渐降低 故a点电势 比b点的高 选项B正确 检验电荷 q从a点 移到b点 电场力做负功 电势能增加 故选 项C D错误 空间中P Q两点处各固定一个点电 荷 其中P点处为正电荷 P
13、Q两点附近电场 的等势面分布如图所示 a b c d为电场中 的4个点 则 A P Q两点处的电荷等量同种 B a点和b点的电场强度相同 C c点的电势低于d点的电势 D 负电荷从a到c 电势能减少 等势面的应用 解析 由电场的等势面分布图可判断P Q为 等量异种点电荷 Q带负电 选项A错误 电 场强度是矢量 a b两点的电场强度方向不 同 选项B错误 根据等势面可画出电场线的 分布 沿电场线方向电势降低 可判c点电势 高于d点的电势 选项C错误 负电荷由a到c 电场力做正功 电势能将减少 选项D正确 答案 D 泰安市2014 2015学年高二上学期三校联考 电场中等势面如图所示 下列关于该电
14、场的 描述正确的是 A A点的电场强度比C点的小 B 负电荷在A点的电势能比C点的电势能大 C 电荷沿等势面AB移动过程中 电场力始终 不做功 D 正电荷由A移到C 电场力做负功 答案 C 解析 等势面的疏密程度表示电场的强弱 所以A点的电场强度比C点的大 选项A错误 由于A点电势比C点电势大 所以负电荷在 A点电势能比C点电势能小 正电荷由A移到C 电场力做正功 所以选项B D错误 由于 A点和B点在同一等势面上 所以电荷沿等势 面AB移动过程中 电场力始终不做功 选项C 正确 带电物体在电场中的功能转化关系 点评 涉及到能量转化题时 要找准功能对 应关系 如电势能的变化看电场力做的功 弹性
15、势能的变化 看弹力做的功 机械能的 变化 看重力以外的力做的功 动能的变化 看合外力做的功 A 小球电势能的减少量大于小球重力势能的 增加量 B 小球机械能的改变量等于电场力做的功 C 小球动能的减少量等于电场力和重力做功 的代数和 D 弹簧弹性势能的增加量等于小球动能的减 少量 答案 D 解析 由题意 小球受到的电场力等于重力 在小球运动的过程中 电场力做功等于重 力做功 故A错误 小球受到电场力 重力和 弹力 小球机械能的改变量等于电场力和弹 簧的弹力做的功 故B错误 三个力都做功 且电场力做功等于重力做功 故C错误 电场 力做功等于重力做功 弹簧弹性势能的增加 量等于小球动能的减少量 故
16、D正确 易错案例剖析 易错分析 对于场强的比较 不少同学由对 称性得出M点与N点场强大小相等 故电场强 度相等 没有注意场强的矢量性而错选A项 比较电势能时单纯从所给图形入手 误认为C D两点关于O点对称电势等大 故认为同一 正点电荷在这两点电势能相等而漏选C项 正确解答 由点电荷的电场线及等势面分布 特点可知M N两点电场强度大小相等 但方 向不同 A错误 由椭圆焦点到椭圆上点的距 离可知 C点离A点比P点离A点远 故C点电 势比P点电势低 B错误 由电势能Ep q 可 知同一正点电荷在D点时的电势能高于在C点 的电势能 C正确 因离正点电荷越远 电势 越低 有 M N P C 所以将负点电荷由 M沿MCPN移到N点 电场力先做负功再做正 功 但总功为零 D正确 正确答案 CD 课堂知识构建 课 时 作 业 点此链接
