《高中物理人教选修31课件1.5电势能和电势》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理人教选修31课件1.5电势能和电势（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,高中物理选修3-1人教版,第一章 静电场,第五讲 电势能和电势,目标定位,电势能和电势,知道静电力做功的特点，掌握静电力做功与电势能变化的关系.,理解电势能、电势的概念，知道参考点的选取原 则.,知道什么是等势面，并能理解等势面的特点,1,2,3,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,预习导学,电势能和电势,qE|AM|,路径,一、静电力做功的特点,1.,想一想：静电力做功的特点，与你以前学过的哪个力做功 的特点最为相似？它们又有什么区别呢？,起始位置 终止,答案：重力 静电力做功和重力做功尽管有很多相似特点， 但因地球产生的重力场只会对物体产生引力，而电场对其 中的电荷既可产生引力，也可
2、产生斥力，所以计算静电力 的功时要注意电荷的电性、移动的方向、电场强度的方向 等，以便确定功的正负和电势能的变化情况。,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,想一想：在电场中确定的两点移动等量的正、负电荷时，电 场力做功和电势能的变化有何差异？,预习导学,电势能和电势,1电场,2. 减少量 WABEpAEpB,3（1）无限远 大地 (2) 零势能,二、电势能,答案：电场力做功的绝对值相等，正负不同，电势能的 变化量相等，增减情况相反。,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,预习导学,电势能和电势,四、等势面,3.电势高 电势低 永不相交,1.电势相等 2.垂直 垂直,答案：不同等势面电势不
3、相等，若等势面相交，则在交点处两 等势面电势相等，这与实际相矛盾。所以两等势面不相交。,想一想：等势面为什么不能相交？,三、电势,3.无限远处,1.电势能 电荷量 2.,正 负 标量,伏特 V,想一想：电荷处在电场中，在电势越高的位置电势能越大吗？,4.降低,答案：不一定，正电荷在电势越高处电势能越大，负电荷在电 势越高处电势能越小。,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,课堂讲义,电势能和电势,一、对电势能的理解和大小判断,1. 对电场力做功理解,(1)电场力对电荷所做的功，与电荷的初末位置有关，与电荷 经过的路径无关,(2)在匀强电场中，电场力做的功为WqEd，其中d为沿电场 线方向的位
4、移,(3)电场力和瞬时速度方向的夹角为锐角时电场力做正功，夹角 为钝角时做负功,该结论既适用于匀强电场又适用于非匀强电场,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,课堂讲义,电势能和电势,一、对电势能的理解和大小判断,2. 对电势能的理解,(1)系统性：电势能由电场和电荷共同决定，但我们习惯说成 电场中的电荷所具有的,(2)相对性：电势能是一个相对量，其数值与零势能点的选取 有关,(3)标量性：电势能是标量，有正负、无方向电势能为正值 表示电势能大于参考点的电势能，电势能为负值表示电势 能小于参考点的电势能,3 . 电场力做功与电势能变化的关系：WABEPAEPB，电场做 正功，电势能减小；电场
5、力做负功，电势能增加,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,课堂讲义,电势能和电势,一、对电势能的理解和大小判断,4 .电势能增减的判断方法,(1)做功判断法：无论正、负电荷，电场力做正功，电势能就 减小，电场力做负功，电势能就增大,(2)由公式Epq判断：设AB，当q0时，qA qB，即EpAEpB.当q0时，qAqB，即EpAEpB，可 总结为正电荷在电势高的地方电势能大，而负电荷在电势高 的地方电势能小,(3)能量守恒法：电场力做功时，动能减少多少，电势能就增加 多少，反之亦然。,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,课堂讲义,电势能和电势,例 1 将带电荷量为6106C的负电荷从电
6、场中的A点移到B点，克服电场力做了3105 J的功，再从B移到C，电场力做了1.2105 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点的电势为零，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,解题思路,克服电场力,B,电势能增加,A,C,电场力做正功,电场力做负功,电势能减少,(1)WACWABWBC (31051.2105) J 1.8105 J 电势能增加了1.8105 J,解析,同理，C点的电势能为 EpCEpAWAC 0WAC1.
7、8105 J,(2) 该电荷在B点的电势能EpBEpAWAB 0WAB3105 J,C点的电势能为 EpCEpBWBC 0WBC1.2105 J,在A点的电势能为： EpAEpBWAB 0WAB 3105 J,课堂讲义,电势能和电势,借题发挥,功是能量转化的量度，但要理解并区别电场力的功与电势能变化的关系、合外力的功与动能变化的关系(动能定理)，即搞清功与能的变化的对应关系。,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,例 1 将带电荷量为6106C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了3105 J的功，再从B移到C，电场力做了1.2105 J的功，则 (1)电荷从A移到B，再从B移到C的
8、过程中电势能共改变了多少? (2)如果规定A点的电势为零，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点的电势为零，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？,课堂讲义,电势能和电势,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,针对训练 下列说法正确的是（ ） A将电荷由电势低的地方移到 电势高的地方，电势能一定 增加 B将正电荷由电势低的地方移 到电势高的地方，电势能一 定增加 C正电荷顺着电场线的方向移 动时，电势能逐渐减小 D无论是正电荷还是负电荷， 静电力做负功时电势能一定 增加,电势越高,电势能越大,静电力做正功时,电势能减小；,静电力做负功时,电势能增加.,BCD,电势越高
9、,电势能越小,沿电场线方向电势降低,课堂讲义,电势能和电势,1.对电势的三点理解,(1)电势的相对性：电势是相对的，电场中某点的电势跟零电势位 置的选取有关，常选取无限远处或大地的电势为零.,二、对电势的理解和高低的判断方法,(2)电势的固有性：电势是表示电场能的性质的物理量，电场中 某点处的大小是由电场本身决定的，与在该点处是否放入试 探电荷、电荷的电性、电荷量均无关，这和许多用比值定义的 物理量相同，如电场强度EF/q.,(3)电势是标量：在规定了电势零点后，电场中各点的电势可以是 正值，也可以是负值。正值表示该点电势高于零电势，负值表 示该点电势低于零电势。显然，电势的正、负只表示大小，
10、不 表示方向.,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,课堂讲义,电势能和电势,2. 电势高低的判断方法,(1)电场线法:沿电场线方向，电势越来越低例如：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,(2) 电势能判断法：由 知，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.,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,课堂讲义,电势能和电势,例 2 如果把q1.0108 C的电荷从无限远移到电场中的A点，需要克服静电力做功W1.2104 J，那么， (1)q在A点的电势能和A点的电 势各是什么？ (2)q未移入电场前，A点的电势 是多
11、少？,由WAEpEpA 得 EpAEpWA 0(1.2104 J) 1.2104 J,再由 得A1.2104 V,(2)由电场本身决定的,跟A点是否有电荷存在无关,所以电势仍为1.2104 V。,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,设无穷远电势为零0,Ep0,电势能增加,解析(1),A,课堂讲义,电势能和电势,例 2 如果把q1.0108 C的电荷从无限远移到电场中的A点，需要克服静电力做功W1.2104 J，那么， (1)q在A点的电势能和A点的电 势各是什么？ (2)q未移入电场前，A点的电势 是多少？,借题发挥,(2)由 求电势时，可将各 量的“”、“”直接代 入计算，这样更方便,(
12、1)电势和电势能具有相对性， 与零势面的选择有关,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,课堂讲义,电势能和电势,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,例3 有一电场的电场线如图所示，电场中A、B两点电场强度的大小和电、势分别用EA、EB和A、B表示，则() AEAEB，AB BEAEB，AB DEAEB，AB,根据沿电场线电势降低 可知AB。,由电场线的疏密可知EAEB；,D,课堂讲义,电势能和电势,特点,(1)在同一等势面内任意两点间移动电荷时,静电力不做功,三、 等势面的特点和应用,(2)在空间没有电荷的地方两等势面不相交,(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
13、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)等势面是虚拟的，为描述电场的性质而假想的面,2应用,(1)由等势面可以判断电场中各点电势的高低及差别,(2)由于等势面和电场线垂直，已知等势面的形状分布，可以绘制电场线，从而确定电场大体分布,(3)由等差等势面的疏密，可以定性地确定某点场强的大小.,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,课堂讲义,电势能和电势,例 3 位于A、B处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图所示，图中实线表示等势线，则 () Aa点和b点的电场强度相同 B正电荷从c点移到d点，电场力做正功 C负电荷从a点移到c点，
14、电场力做正功 D正电荷在e点的电势能大于在 f点的电势能,电场线和等势面垂直,e和 f 等势，故电荷在两点电势能相等,C,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,课堂讲义,电势能和电势,例 3 位于A、B处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图所示，图中实线表示等势线，则 () Aa点和b点的电场强度相同 B正电荷从c点移到d点，电场力做正功 C负电荷从a点移到c点，电场力做正功 D正电荷在e点的电势能大于在 f点的电势能,C,借题发挥,(3)在等势面上移动电荷时，或者带电粒子从一个等势面运动又返回到这个等势面上时，电场力均不做功,等势面的应用,(1)利用等势面和电场线垂直以及沿电场
15、线电势降低的特点可判断电场线的方向,(2)利用等势面的密集程度也可以比较场强大小，密大疏小,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,对点练习,电势能和电势,1.如图所示,A、B、C 为电场中同一电场线上的三点.设电荷在电场中只受电场力作用,则下列说法中正确的是( ) A若在C点无初速度地释放正电荷,则正电荷向B运动，电势能减少 B若在C点无初速度地释放正电荷,则正电荷向A运动，电势能增加 C若在C点无初速度地释放负电荷,则负电荷向A运动，电势能增加 D若在C点无初速度地释放负电荷,则负电荷向B运动，电势能减少,电场力做功与电势能变化的关系,F,电场力做正功，正电荷的电势能减小,电场力做正功，负
16、电荷的电势能减小,F,A,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,对点练习,电势能和电势,电势能、电势的计算和高低判断,沿电场线方向，电势降低;,电场线的疏密程度表示电场的强弱;,正电荷q在M点的电势能EpMqM,F,AC,2如图所示，某区域电场线左右对称分布，M、N为对称线上的两点,下列说 法正确的是 () A. M点电势一定高于N点电势 B. M点场强一定大于N点场强 C. 正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能 D. 将电子从M点移动到N点，电场力做正功,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,对点练习,电势能和电势,3如图所示，实线表示一簇关于x轴对称的等势面，在轴上有A、B两点，则 () AA点场强小于B点场强 BA点场强方向指向x轴负方向 CA点场强大于B点场强 DA点电势高于B点电势,等势面的应用
