电势能和电势课件

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1、1通过讨论静电力对试探电荷做功，知道静电力做功与路径无关的特点。,2理解静电力做功与电势能变化的关系。认识电势能的相对性。,3知道电势的定义方法及其定义式、单位。,4知道等势面的定义，知道电场线一定垂直于等势面。,学习目标,1电场力做功特点静电力对电荷所做的功与电荷的起始位置和终止位置有关。2电场力做功正负的判断(1)根据电场力和位移的方向夹角判断：夹角为锐角电场力做正功，夹角为钝角电场力做负功。此法常用于匀强电场中恒定电场力做功情况的判断。,(2)根据电场力和瞬时速度方向的夹角判断：夹角为锐角电场力做正功，夹角为钝角电场力做负功，电场力和瞬时速度方向垂直电场力不做功。此法常用于判断曲线运动中

2、变化电场力的做功情况。,(3)根据电势能的变化情况判断：若电势能增加，则电场力做负功；若电势能减少，则电场力做正功。(4)根据动能的变化情况判断(只受静电力)：根据动能定理，若物体的动能增加，则电场力做正功；若物体的动能减少，则电场力做负功。,名师点睛 不管是正电荷，还是负电荷，只要电场力做正功，电势能就减小，反之增加。,匀强电场电场力做功：在匀强电场中，电场力做功WqEd，其中d为沿 方向的位移，不一定是被移动电荷的实际位移。,场强,2电势能(1)概念：电荷在电场中所具有的 。(2)与电场力的功的关系：静电力的功等于电势能的 ，即WAB 。(3)相对性：电荷在电场中某点的电势能，等于把它从这

3、点移到 位置时静电力做的功。,势能,减少量,零势能,EpA,EpB,关键一点 在电场中，选取不同的零势能面，电荷在A、B两点具有的电势能不同。但不论选取怎样的零势能面，电荷由A到B电势能的变化都相同。,电势能,伏特,V,电荷量,(3)矢标性：电势是 ，仅有大小没有方向。 (4)与电场线关系：电场线方向是电势 方向。 关键一点 电势的正负仅表示电势的高低。,标量,降低最快,2电势高低的判断方法(1)根据电场线判定：沿电场线的方向电势越来越低。(2)根据电场力做功和电荷电势能的变化判定：在两点间移动正电荷：如果电场力做负功，电势能增加，电势升高；如果电场力做正功，电势能减少，电势降低。,在两点间移

4、动负电荷：如果电场力做负功，电势能增加，电势降低；如果电场力做正功，电势能减少，电势升高。(3)在正电荷产生的电场中，离电荷越近，电势越高；在负电荷产生的电场中，离电荷越近，电势越低。,3电势与电场强度的比较,练习在电场中，下列结论成立的是 ( ) 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,解析：电势零点与电势能零点是一个点，因此D正确。电势虽然由电场本身决定，但与电场强度没有因果关系，A错。电势的高低由电场决定，而电势能的大小由电场与电荷共同决定，因此

5、B错；场强为零的点，电势和电势能都不一定为零，C错误。 答案：D,4在静电场中，下列说法正确的是 ( ) A电场强度处处为零的区域内，电势也一定处处为零 B电场强度处处相同的区域内，电势也一定处处相同 C电场强度的方向总是跟等势面垂直 D沿着电场强度的方向，电势总是不断降低的,解析：电势具有相对性。零电势点的选择是任意的，可以选择电场强度为零的区域的电势为零，也可以选择电场强度为零的区域的电势不为零；在匀强电场中沿电场线方向取a、b两点，EaEb，但ab; 电场线一定跟等势面垂直，而电场线的切线方向就是电场强度的方向；沿电场线的方向，电势越来越低。综上分析，选项C、D正确。 答案：CD,(1)

6、电势能是标量，有正、负，无方向。电势能的正、负仅表示大小，正值表示高于零电势能，负值表示低于零电势能。(2)电荷在电场中某点的电势能的大小与零电势能点的选取有关，但电荷在某两点之间的电势能之差与零电势能点的选取无关。,4等量点电荷的连线及中垂线上电势变化的规律(1)等量正点电荷(如图142甲)：连线上中点O的电势最低，在中垂线上O点的电势却最高，从中点沿中垂线向两侧，电势逐渐降低，连线上A、A和中垂线上B、B对称等势。,(2)等量负点电荷：连线上中点的电势最高，中垂线上该点的电势最低。从中点沿中垂线向两侧，电势逐渐升高，连线上和中垂线上关于中点的对称点等势。(3)等量异种点电荷(如图乙)：在从

7、正电荷到负电荷的连线上电势逐渐降低，AA，中垂线是一等势线，BB，若沿中垂线移动电荷，电场力不做功。,图142,1在点电荷Q形成的电场中有一点A，当一个q的试探 电荷从电场的无限远O处被移到A点时，电场力做的功为W，则试探电荷在A点的电势能及电场中A点的电势分别为EPA_，A_。,2将带电荷量为6106 C的负电荷从电场中A点移到B点， 克服静电力做了3105 J的功，再从B点移到C点， 静电力做了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

8、荷在A点和C点的电势能分别为多少？ 思路点拨 根据电场力做功与电势能变化关系进行求解。,解析 (1)电荷从A移到B克服静电力做了3105J的功，即WAB3105 J，从B移到C的过程中静电力做了1.2105 J的功，WBC1.2105 J，整个过程电场力做功即WACWABWBC1.8105 J。电场力做负功，则电势能增加了1.8105J。,(2)如果规定A点的电势为零，即EpA0由WABEpAEpB得EpBEpAWAB0(3105)J3105J同理EpCEpAWAC0(1.8105)J1.8105J(3)如果规定B点的电势为零，即EpB0，电荷从电场中A点移到B点，克服静电力做了3105J的功

9、，若电荷从电场中的B点移到A点，则静电力要做3105 J的功，即WBA3105 J,WBAEpBEpA EpAEpBWBA03105 J3105 J 同理EpCEpBWBC01.2105 J1.25 J。 答案 见解析,3下列说法正确的是 ( ) A电场中顺着电场线移动电荷，电场力做功，电荷电势能减少 B在电场中逆着电场线移动电荷，电场力做功，电荷电势能减少,C在电场中顺着电场线移动正电荷，电场力做正功，电荷电势能减少 D在电场中逆着电场线移动负电荷，电场力做负功，电荷电势能增加,解析：顺着电场线移动正电荷，正电荷受电场力方向与电场线方向一致，电场力的方向与移动正电荷的方向一致。电场力做正功，

10、电势能减少，C项正确；而顺着电场线移动负电荷电场力做负功，电势能增加，则A项不正确；逆着电场线移动正电荷，电场力做负功，电势能增加，B项不正确；逆着电场线移动负电荷，电场力做正功，电势能减少，D项不正确。 答案：C,4在静电场中，把一个电荷量为q2.0105C的负电荷由M点移到N点，电场力做正功6.0104 J，由N点移到P点，电场力做负功1.0103 J，则M、N、P三点电势高低关系是_。,解析 首先画一条电场线，如图所 示。在中间位置附近画一点作为M点。因为由MN电场力做正功，而负电荷所受电场力与场强方向相反，则可确定N点在M点左侧。由NP电场力做负功，即沿着电场线移动，又因1.0103

11、J6.0104 J，所以肯定移过了M点，即P点位于M点右侧。这样，M、N、P三点电势的高低关系是NMP。答案 NMP,该题中M、N、P三点虽然不一定位于同一条电场线上，但完全可以假设其处于同一条直电场线上，根据电场力做功情况把三点在该电场线上的大体位置确定下来，电势高低的关系便一目了然了。,5两个等量异种点电荷位于x轴上，相对原点对称分布，正确描述电势随位置x变化规律的是图中的 ( ),解析：距正电荷越近电势越高，且0；距负电荷越近电势越低，且0。故A正确。 答案：A,4等势面(1)等势面：电场中 的各点构成的面。(2)等势面的特点：在同一等势面上移动电荷时静电力 。电场线跟等势面 ，并且由电

12、势高的等势面指向电势低的等势面。关键一点 等势面是为描述电场而虚拟的，在电场中等势面实际不存在。,电势相等,垂直,不做功,1几种典型电场的等势面,(3)等量同种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面，如图丙。(4)匀强电场中的等势面是垂直于电场线的一簇平面，如图丁。(5)形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面，如图戊。,(1)点电荷电场中的等势面：是以点电荷为球心的一簇球面，如图甲。(2)等量异种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面，如图乙。,名师点睛 在所画等势面中，任意相邻两等势面上电势之差是相等的。,2特点(1)在空间没有电荷的地方两等势面不相交。(2)等势面可以是封闭的，也可以是不封闭

13、的。(3)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。,3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)由等势面可以判断电荷在电场中移动时静电力做功的情况。,(3)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，从而确定电场的大体分布。(4)由等差等势面的疏密，可以定性地确定某点场强的大小。,练习. 如图所示，虚线同心 圆是一簇某静电场中的等势面，其电 势分别是a、b和c，一带正电粒子 射入电场中，运动轨迹如图中实线 KLMN所示。由图可知 ( ),A粒子从K到L的过程中，静电力做负功，电势能增加 B粒子从L 到M的过程中，静电力做负功，

14、电势能增加 Cabc Dabc,解析 由等势面的分布规律可知，该电场为点电荷的电场。由运动轨迹可知，运动的正电荷跟场源电荷的相互作用规律是排斥，所以场源电荷是正电荷。根据电场线与等势面垂直，电场的分布是发散状辐射向外的。正电荷从K到L受静电力的方向背离圆心，与移动方向相反，做负功，电荷的电势能增加，选项A正确；从L到M，可看作从跟轨迹有交点的同一等势面的点到M，受到的静电力与移,动方向相同，静电力做正功，电荷的电势能减少，选项B错误；根据电场线的方向是电势降低的方向可知选项D正确。答案 AD,1. 如图所示，实线是某电场中的一条电场线，虚线是该电场中的两条等势线，由图可以得出的正确结论是( )

15、来源:学科网ZXXK AM点的电势一定高于N点的电势 BM点的场强一定大于N点的场强 C由M点向N点移动电荷时，电势能的改变量与零电势的选取无关来源:学科网ZXXK D某电荷在M点或N点具有的电势能与零电势的选取无关,2. 现有两个边长不等的正方形ABCD和abcd，如图所示，且Aa，Bb，Cc，Dd间距相等。在AB，AC，CD，DB的中点分别放等量的正点电荷或负点电荷。则下列说法中正确的是( ) AO点的电场强度和电势均为零 B把一负点电荷沿着bdc的路径移动时，电场力做功为零 C同一点电荷在a、d两点所受电场力相同 D将一正点电荷由a点移到b点电势能减小,3.图中虚线为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为零.一带正电的点电荷只在静电力的作用下运动，经过a、b点时的动能分别为26 eV和5 eV.当这一点电荷运动到某一位置.其电势能变为8 eV时， 它的动能为( ) A.8 eV B.15 eV C.20 eV D.34 eV,