《2018高二物理人教版选修3-1课件：第1章 静电场 4》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018高二物理人教版选修3-1课件：第1章 静电场 4（52页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一章,静电场,4电势能和电势,课 前 预 习,1特点 在静电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的_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。,静电力做功的特点,起始,终止,无关,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。,电势能,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,EPAEP
2、B,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,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
3、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，电场强度_。,等势面,电势相等的点组成的面,不做功,垂直,电势较低,较大,较小,判一判 (1) 电势能既有正值，也有负值，是矢量。() (2) 计算电势能时，不一定选取大地表面为零势能面。() (3) 电场力做功是电势能变化的原因，电场力做正功，电势能增加。() (4) 在电势越高的地方，同一正电荷的电势能越大。() (5) 电场线与等势面可能不垂直。() (6) 两个等势面可以相交。(),B,解析：沿着电场线电势降低，所以电势AB，电场线越密的地方电场强
4、度越大，所以场强EAEB，选项A错误。选项B正确；正电荷从A点移到B点，电场力对正电荷的作用力方向向右，做正功，选项C错误；根据Epq知，A点的电势高，则负电荷在A点的电势能小，选项D错误。综上本题选B。,解析：不同等势面电势不相等，若两等势面相交，则在交点处电势就有两个值，这与实际相矛盾，所以两等势面不相交。,课 内 探 究,探究一对静电力做功、电势能的理解,提示：电场力做正功(或负功) 时，其电势能减小(或增大),1对静电力做功特点的理解 (1) 静电力对电荷所做的功，与电荷的初末位置有关，与电荷经过的路径无关。该结论适用于任何静电场。 (2) 无论带电体在电场中做直线运动还是做曲线运动，
5、无论带电体只受静电力作用还是受多个力作用，无论静电力做正功还是做负功，静电力做功的特点不变。,2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。,3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
6、动时，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。,4电势能与重力势能的比较,解题指导：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。,D,解析：滑块受到的电场力是两个电荷对它作用力的合力，在PQ的中点，两个电荷对滑块作用力的合力为0，从M向右电场力先减小，过PQ的中点，电场力又增大，但不知道N点是否在中点右侧，故不能确定具体变化，故A错误；若N点在中点右侧，则在PQ中点的左侧所受电场力向右，在PQ中点的右侧，所受电场
7、力向左，可见电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增大，故B错误；因水平面不光滑，知内能增加，则动能与电势能之和减小，故C错误；因水平面不光滑，PM间距不等于QN间距，在水平方向上除了受电场力以外，还受摩擦力，则运动到速度为0的位置在M对称点的左侧，所以PMQN，故D正确。,提示：电势逐渐降低；不一定。,探究二对电势的理解,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
8、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) 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,B,解题指导：解答本题时应按以下思路分析,解析：粒子与重原子核均带正电，二者之间存在斥力作用，且仅有斥力作用，故两者靠近时斥力做负功，动能减小，电势能增大；远离时斥力做正功，动能增大，电势能减小，综上可知，粒
9、子在Q点时动能最大，速率也最大，A项错误。粒子在N点时电势能最大，B项正确。在正电荷的电场中，场源电荷处电势最高，距场源电荷越远电势越低，M点离O点较近，该点电势较高，C项错误。因在Q点时粒子的动能比在M点时的动能大，故在从M到Q的过程中电场力做的总功为正功，D项错误。,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；顺着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。,提示：(1) 实线是电场线，虚线是等势面，两者互相垂直。 (2) A点电势高。 (3) C点场强大。,探
10、究三对等势面的理解,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
11、势高低。,AB,解题指导：根据电场线与等势面垂直的特点，判断出电场线的大致方向是解决该类问题的关键。 解析：根据电场线与等势面垂直并指向电势低的等势面，可大致画出电场线的形状，粒子在静电力的作用下轨迹向下弯曲，根据曲线运动的特点，可以说明静电力指向轨迹内侧，与电场强度方向相反，所以粒子带负电，选项A正确；等势面先是平行等距，后变得稀疏，则电场先是匀强电场，后是非匀强电场，即静电力先不变，后变小，粒子的加速度先不变，后变小，选项B正确；从A到B静电力做负功，所以粒子的速度减小，选项C错误；静电力始终做负功，由功能关系可知，粒子的电势能始终增大，所以选项D错误。,D,解析：由电场的等势面分布图可判
12、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。,素 养 提 升,误区1：在电场强度越大的地方，同一个点电荷具有的电势能也越大。 点拨：电场强度的大小与点电荷的电势能大小并无必然的联系。电场强度小的地方，所放点电荷的电势能可能大。 误区2：电势能是一种能量，不可能为负值。 点拨：电势能是相对量。在规定了电势能的零位置(例如A位置) 后，如果某电荷在电场中B位置的电势能小于在A位置的电势能，则
13、该电荷在B位置的电势能便是负值。 误区3：比较电场强度大小的方法与比较电势能大小的方法相同。 点拨：电场强度是矢量，比较电场强度的大小是比较其绝对值的大小；电势能是标量，比较电势能的大小与代数中比较大小的方法一样。,CD,解析：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Epq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MNPC，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。,课 堂 达 标,课 时 作 业,
