第1章静电场 第4节电势能和电势

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1、基础知识梳理上 页下 页第一章 静电场核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练第四节 电势能和电势基础知识梳理上 页下 页第一章 静电场核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练学习目标:1.知道电场力做功的特点,理解电场力做功与电势能变化的关系.2理解电势能、电势的概念及相互关系.3理解等势面的概念及等势面和电场线的关系.重点难点:电场力做功的特点及电场力做功与电势能变化的关系,电场线与等势面的关系及应用.易错问题:用公式EpAqA来判断电势能随电势变化情况时,要区分正、负电荷.课标定位基础知识梳理上 页下 页第一章 静电场核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练一、静

2、电力做功的特点1在电场中移动电荷时,静电力做的功与 无关,只与有关,可见静电力做功与 做功相似.路径实际起始位置和终止位置重力基础知识梳理上 页下 页第一章 静电场核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练2在匀强电场电场 中,电场电场 力做的功为为WqEd,其中d为为沿方向的位移.如教材P16图图1.41所示,q沿直线线从A移往B,沿折线线ANB,沿曲线线AB移往B,静电电力做的功都是一样样的.电场基础知识梳理上 页下 页第一章 静电场核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练二、电势能1定义:电荷在电场中具有的势能,叫做电势能,静电力做的功等于电势能的,用公式表示.2电荷在某点

3、的电势能,等于静电力把它从该点移动到 位置时所做的功.通常把电荷离场源电荷的电势能规定为零,或把电荷在大地表面上的电势能规定为零,可见电势能是相对的.减少量WABEpAEpB零势能无限远处基础知识梳理上 页下 页第一章 静电场核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练三、电势1电荷在电场中某点的电势能与它的电荷量的比值叫做这一点的电势.2电势的定义公式 ,单位是 ,符号是V.3电场线指向电势 的方向,电势也是相对的,常取离场源电荷无限远处电势为零,或大地的电势为零.电势可以是正值,也可以是负值,只有大小,没有方向,因此是 .伏特降低标量基础知识梳理上 页下 页第一章 静电场核心要点突破课

4、堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练四、等势面1电场中的各点构成的面叫做等势面.2等势面的特点(1)在同一等势面上移动电荷时静电力 .(2)电场线跟等势面 ,并且由电势高的等势面指向电势低的等势面.电势相同不做功垂直基础知识梳理上 页下 页第一章 静电场核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练一、电势能和重力势能的对比理解两种势能 比较内容电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 时重力做的功基础知识梳理上 页下 页第一章 静电场核心要点突破课堂互动讲

5、练随堂达标自测课时活页训练两种势能 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 量重力的功是重力势 能变化大小的 量度,重力做的 功等于重力势 能的减少量对应力做功特 点做功多少只与始末位置有关,与经 过的路径无关,且功等于势能的 减少量基础知识梳理上 页下 页第一章 静电场核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练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,但电场对电场中的电荷既可产生引力,也可产生斥力,所以计算电场力的功时要注意电荷的电性、移动的方向、场强的方向等,以便确定功的正负和

6、电势能的变化情况. 特别提醒基础知识梳理上 页下 页第一章 静电场核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练二、对电势的理解和电势高低的判断1对电势概念的理解(1)电势的相对性电势是相对的,只有先确定了零电势的位置,才能确定其他点的电势.电场中某点的电势跟零电势位置的选择有关.实际问题中,常选取无限远处电势为零,还常取大地电势为零.基础知识梳理上 页下 页第一章 静电场核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练(2)电势电势 的固有性电势电势 是表示电场电场 能量属性的一个物理量,电场电场中某点处处的大小是由电场电场 本身的条件决定的,与在该该点处处是否放着电电荷、电电荷的电电性、

7、电电荷量均无关,这这和许许多用比值值定义义的物理量相同,如前面学过过的电场电场强度EF/q.基础知识梳理上 页下 页第一章 静电场核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练(3)电势电势 是标标量电势电势 是标标量,只有大小,没有方向.电势电势 有正、负负,正值值表示该该点电势电势 比零电势电势高,负值负值 表示该该点电势电势 比零电势电势 低.当规规定了无限远处为远处为 零电势时电势时 ,正电电荷产产生的电场电场 中各点的电势电势 均为为正值值,且越靠近正电电荷的地方电势电势 越高.负电负电 荷形成的电场则电场则 相反.基础知识梳理上 页下 页第一章 静电场核心要点突破课堂互动讲练随堂

8、达标自测课时活页训练2电场中两点电势高低的判断方法(1)根据电场电场 力做功判断在两点间间移动动正电电荷,如果电场电场 力做正功,则则电势电势 降低;如果电场电场 力做负负功,则电势则电势 升高.在两点间间移动负电动负电 荷,如果电场电场 力做正功,则则电势电势 升高;如果电场电场 力做负负功,则电势则电势 降低.基础知识梳理上 页下 页第一章 静电场核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练(2)根据电场线电场线 方向判定电场线电场线 的方向就是电势电势 降低最快的方向.(3)根据电电荷电势电势 能的变变化判断在两点间间移动动正电电荷时时,电势电势 能增加,则电则电势势升高;电势电势

9、能减小,则电势则电势 降低.在两点间间移动负电动负电 荷时时,电势电势 能增加,则电则电势势降低;电势电势 能减小,则电势则电势 升高.基础知识梳理上 页下 页第一章 静电场核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练三、电势与电势能、电场强度的比较1电势与电势能的区别与联系电势电势能Ep 物理 意 义反映电场的能的性 质的物理量电荷在电场中某点 所具有的势能相关 因 素电场中某一点的电 势的大小,只跟 电场本身有关, 跟点电荷q无关电势能大小是由点 电荷q和该点电 势高低共同决定 的基础知识梳理上 页下 页第一章 静电场核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练电势电势能Ep 大小

10、电势沿电场线 逐渐 降落,选定零电势 点后,某点的电势 高于零者为正值; 低于零者为负值正点电荷(q):电势 能的正负跟电势的 正负相同.负点电 荷(q):电势能的 正负跟电势的正 负相反 单位伏特(V)焦耳(J)基础知识梳理上 页下 页第一章 静电场核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练2.电势和电场强度的关系电势电场强度E 物理意义描述电场的能的性质描述电场的力的性质 大小(1)电场中某点的电势 等于该点跟选定的 标准位置(零电势点 )间的电势差 (2)Ep/q,在数值 上等于单位正电荷 在电场中该点具有 的电势能(1)电场中某点的场强 等于放在该点点电 荷所受的电场力F 跟点电

11、荷电荷量q 的比值 (2)EF/q,E在数值 上等于单位正电荷 在该点所受到的静 电力基础知识梳理上 页下 页第一章 静电场核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练电势电场强度E 矢标性标量矢量 单位VV/m联系(1)电势沿着电场强度的方向降落 (2)它们大小之间不存在任何关系, 电势为 零的点,场强不一定为零 ;电势高的地方,场强不一定大 ;场强为零的地方,电势不一定 为零;场强大的地方,电势不一 定高基础知识梳理上 页下 页第一章 静电场核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练在应用公式计算时,应代入各量的正负号. 特别提醒基础知识梳理上 页下 页第一章 静电场核心要点突破

12、课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练四、对等势面的认识1等势面的特点(1)等势面一定与电场线垂直,即跟电场强度的方向垂直;(2)在同一等势面上移动电荷时静电力不做功;(3)电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面;(4)任意两个等势面都不会相交,不相切.基础知识梳理上 页下 页第一章 静电场核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练2几种典型电场的等势面(1)点电电荷电场电场 中的等势势面:是以点电电荷为为球心的一簇球面,如图图141甲;(2)等量异号点电电荷电场电场 中的等势势面:是两簇对对称的曲面,如图图乙;(3)等量同号点电电荷电场电场 中的等势势面:是两簇对对称的曲面,如图图

13、丙;(4)匀强电场电场 中的等势势面:是垂直于电场线电场线 的一簇平面,如图图丁;基础知识梳理上 页下 页第一章 静电场核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练(5)形状不规则规则 的带电导带电导 体附近的电场线电场线 及等势势面,如图图戊.图图141基础知识梳理上 页下 页第一章 静电场核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练在电场电场 中,把电电荷量为为4109C的正点电电荷从A点移到B点,克服静电电力做功6108J,以下说说法中正确的是( )例例1 1类型一静电力做功与电势能变化的关系基础知识梳理上 页下 页第一章 静电场核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练A

14、电电荷在B点具有的电势电势 能是6108JBB点的电势电势 是15 VC电电荷的电势电势 能增加了6108JD电电荷的电势电势 能减少了6108J【思路点拨】 (1)电势能的变化与静电力做功有关.(2)电势和电势能与零势面的选取有关.基础知识梳理上 页下 页第一章 静电场核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练【解析】 电荷在电场中某点的电势能具有相对性,只有确定零势能点,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6108J,则电势能增加6108J,所以C对D错.【答案】 C【题后反思】 静电力做了多少功,电势能就变化了多少,并不是说,静电力做了多少功,电势能就等于多

15、少,如有这种错误认识,就会误选A.基础知识梳理上 页下 页第一章 静电场核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练1电场电场 中有A、B两点,A点的电势电势 A30 V,B点的电势电势 B10 V,一个电电子由A点运动动到B点的过过程中,下面几种说说法中正确的是( )A电场电场 力对电对电 子做功20 eV,电电子的电势电势 能减少了20 eVB电电子克服电场电场 力做功20 eV,电电子的动动能减少了20 eV变式拓展变式拓展基础知识梳理上 页下 页第一章 静电场核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练C电场电场 力对电对电 子做功20 eV,电电子的电势电势 能和动动能之和增加了20 eVD电电子克服电场电场 力做功20 eV,电电子的电势电势 能增加了20 eV,动动能和电势电势 能之和不变变解析:选BD.WABEpAEpBqAqBe30 V(e10 V)20 eV,即电子克服电场力做功20 eV,电势能增加20 eV,故A错,由能量守恒可知,动能减少20 eV,故B、D对,C错.基础知识梳理上 页下 页第一章 静电场核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练(2010年山东泰安宁阳模拟)如图图142所示的电电场场中有A、B两点,下列判断正确的是( )类型二电势高低和电势能大小的判断图142例例

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