高中物理靜電場電勢能和電勢1 新人教版選修PPT課件

1 1. .理解靜電力做功的特點(diǎn)、電勢能的概念、電勢能與電場力做功理解靜電力做功的特點(diǎn)、電勢能的概念、電勢能與電場力做功的關(guān)系。的關(guān)系。2 2. .理解電勢的概念，知道電勢是描述電場的能的性質(zhì)的物理量。理解電勢的概念，知道電勢是描述電場的能的性質(zhì)的物理量。3 3. .明確電勢能、電勢、靜電力做功和電勢能的關(guān)系。明確電勢能、電勢、靜電力做功和電勢能的關(guān)系。4 4. .了解電勢與電場線的關(guān)系，了解等勢面的意義及等勢面與電場了解電勢與電場線的關(guān)系，了解等勢面的意義及等勢面與電場線的關(guān)系。線的關(guān)系。學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)第1頁/共27頁引：一個(gè)試探電荷在電場中某點(diǎn)由靜止釋放,將如何運(yùn)動(dòng)?在電場力作用下電荷做加速運(yùn)動(dòng),一段時(shí)間后獲得一定的速度,試探電荷的動(dòng)能增加.什么能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能的呢，能否從能量的角度解釋呢E EF F+ +q qA AB B第2頁/共27頁一、靜電力做功的特點(diǎn)一、靜電力做功的特點(diǎn)ME1.將電荷將電荷q從從A沿直線移至沿直線移至B:AB+q qFWFA B cosqEA M第3頁/共27頁MEAB2.將電荷將電荷q從從A沿折線移至沿折線移至B:對(duì)AM:AM:對(duì)MB:MB:對(duì)全程對(duì)全程: :+q qF+qF1WqEA M2W012WWWqEA M一、靜電力做功的特點(diǎn)一、靜電力做功的特點(diǎn)第4頁/共27頁3.將電荷將電荷q從從A沿曲線移至沿曲線移至B:MEAB+qFEAB+qF+qF+qF+qF Mx1x211WqEx22WqEx33WqEx123xxxA M123WWWWqEA Mx3一、靜電力做功的特點(diǎn)一、靜電力做功的特點(diǎn)第5頁/共27頁電場力做功的過程是什么能轉(zhuǎn)化為什么能呢？電場力做功的過程是什么能轉(zhuǎn)化為什么能呢？一、靜電力做功的特點(diǎn)一、靜電力做功的特點(diǎn)在勻強(qiáng)電場中移動(dòng)電荷時(shí)，靜電力做的功與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān)，在勻強(qiáng)電場中移動(dòng)電荷時(shí)，靜電力做的功與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān)，僅與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)，僅與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)，該結(jié)論對(duì)于非勻強(qiáng)電場也是適用的。該結(jié)論對(duì)于非勻強(qiáng)電場也是適用的。4 4、結(jié)論、結(jié)論第6頁/共27頁h回顧重力做功的特點(diǎn)? ?ABCmg mg mg 1.在這三種情況下重力做功的關(guān)系？在這三種情況下重力做功的關(guān)系？3.可以引進(jìn)重力勢能的概念。可以引進(jìn)重力勢能的概念。2. GWmgh4.類比可以給出電勢能的概念。類比可以給出電勢能的概念。第7頁/共27頁（Ep）標(biāo)量）標(biāo)量二、電勢能AB+AB、定義：電荷在電場中受到、定義：電荷在電場中受到電場力電場力而具有的而具有的與與位置位置有關(guān)的勢能叫做電勢能。有關(guān)的勢能叫做電勢能。 負(fù)電荷逆著電場線移動(dòng)，電場力做正功，電勢能減少負(fù)電荷逆著電場線移動(dòng)，電場力做正功，電勢能減少、電場力做功改變電勢能、電場力做功改變電勢能正電荷順著電場線移動(dòng)，電場力做正功，電勢能減少正電荷順著電場線移動(dòng)，電場力做正功，電勢能減少正電荷逆著電場線移動(dòng)，電場力做負(fù)功，電勢能增加正電荷逆著電場線移動(dòng)，電場力做負(fù)功，電勢能增加負(fù)電荷順著電場線移動(dòng)，電場力做負(fù)功，電勢能增加負(fù)電荷順著電場線移動(dòng)，電場力做負(fù)功，電勢能增加、電場力做的功等于電勢能的減少量、電場力做的功等于電勢能的減少量PBPAABEEW第8頁/共27頁、相對(duì)性：大地或無窮遠(yuǎn)默認(rèn)為零、相對(duì)性：大地或無窮遠(yuǎn)默認(rèn)為零二、電勢能、在正電荷產(chǎn)生的電場中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢能都為正，、在正電荷產(chǎn)生的電場中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢能都為正，負(fù)電荷在任一點(diǎn)具有的電勢能都為負(fù)。負(fù)電荷在任一點(diǎn)具有的電勢能都為負(fù)。 在負(fù)電荷產(chǎn)生的電場中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢能都為負(fù)，負(fù)電在負(fù)電荷產(chǎn)生的電場中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢能都為負(fù)，負(fù)電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢能都為正。荷在任意一點(diǎn)具有的電勢能都為正。7、電荷在電場中某一點(diǎn)、電荷在電場中某一點(diǎn)A具有的電勢能具有的電勢能EP等于將該點(diǎn)電荷由等于將該點(diǎn)電荷由A點(diǎn)移點(diǎn)移到電勢零點(diǎn)電場力所做的功到電勢零點(diǎn)電場力所做的功W的。即的。即EP=W6、電勢能有正負(fù)，卻是標(biāo)量，正負(fù)表示該點(diǎn)的電勢能比零點(diǎn)的電、電勢能有正負(fù)，卻是標(biāo)量，正負(fù)表示該點(diǎn)的電勢能比零點(diǎn)的電勢能的高低。勢能的高低。第9頁/共27頁、下列說法中正確的是（、下列說法中正確的是（ ）A.A.當(dāng)兩正點(diǎn)電荷相互靠近時(shí)，它們的電勢能增大當(dāng)兩正點(diǎn)電荷相互靠近時(shí)，它們的電勢能增大B.B.當(dāng)兩負(fù)點(diǎn)電荷相互靠近時(shí)，它們的電勢能增大當(dāng)兩負(fù)點(diǎn)電荷相互靠近時(shí)，它們的電勢能增大C.C.一個(gè)正電荷與另一個(gè)負(fù)電荷相互靠近時(shí)，它們的電勢能減小一個(gè)正電荷與另一個(gè)負(fù)電荷相互靠近時(shí)，它們的電勢能減小D.D.一個(gè)正電荷與另一個(gè)負(fù)電荷相互靠近時(shí)，它們的電勢能增大。一個(gè)正電荷與另一個(gè)負(fù)電荷相互靠近時(shí)，它們的電勢能增大。ABC針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練電場力做正功，電勢能減少；電場力做正功，電勢能減少；電場力做負(fù)功，電勢能增加電場力做負(fù)功，電勢能增加知識(shí)鏈接知識(shí)鏈接第10頁/共27頁CD針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練由動(dòng)能定理可知，電荷的動(dòng)由動(dòng)能定理可知，電荷的動(dòng)能將增加能將增加5106J ，D正確正確根據(jù)功能關(guān)系，電荷的電勢根據(jù)功能關(guān)系，電荷的電勢能將減少能將減少5106J ，C正確正確由于不知道電荷的初動(dòng)能和由于不知道電荷的初動(dòng)能和初勢能，所以初勢能，所以A、B錯(cuò)誤錯(cuò)誤、一個(gè)電荷只在電場力作用下從電、一個(gè)電荷只在電場力作用下從電場中的場中的A點(diǎn)移到點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí)，電場力做了點(diǎn)時(shí)，電場力做了5106J的功，那么的功，那么 ( )A電荷在電荷在B處時(shí)將具有處時(shí)將具有5106J 的的電勢能電勢能B電荷在電荷在B處將具有處將具有5106J 的動(dòng)的動(dòng)能能C電荷的電勢能減少了電荷的電勢能減少了5106J D電荷的動(dòng)能增加了電荷的動(dòng)能增加了5106J 第11頁/共27頁、將帶電量為、將帶電量為610-6C的負(fù)電荷從電場中的的負(fù)電荷從電場中的A點(diǎn)移到點(diǎn)移到B點(diǎn)，克服電點(diǎn)，克服電場力做了場力做了310-5J的功，再從的功，再從B移到移到C，電場力做了，電場力做了1.210-5J的功，的功，則則（1）電荷從）電荷從A移到移到B，再從，再從B移到移到C的過程中電勢能共改變了多少？的過程中電勢能共改變了多少？（2）如果規(guī)定）如果規(guī)定A點(diǎn)的電勢能為零，則該電荷在點(diǎn)的電勢能為零，則該電荷在B點(diǎn)和點(diǎn)和C點(diǎn)的電勢能點(diǎn)的電勢能分別為多少？分別為多少？（3）如果規(guī)定）如果規(guī)定B點(diǎn)的電勢能為零，則該電荷在點(diǎn)的電勢能為零，則該電荷在A點(diǎn)和點(diǎn)和C點(diǎn)的電勢能點(diǎn)的電勢能分別為多少？分別為多少？增加了增加了1.810-5J. EPC=1.810-5 J EPC=-1.210-5 JEPB=310-5 J EPA= -310-5 J 針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練第12頁/共27頁4、如圖所示,在等量正點(diǎn)電荷形成的電場中,它們連線的中垂面ab上, 有一電子,從靜止開始由a運(yùn)動(dòng)到b的過程中(a、b相對(duì)O對(duì)稱),下列說法正確的是( )A.電子的電勢能始終增多B.電子的電勢能始終減少C.電子的電勢能先減少后增加D.電子的電勢能先增加后減少COab+EEFF做正功做正功做負(fù)功做負(fù)功電勢能減少電勢能減少電勢能增加電勢能增加針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練第13頁/共27頁5、一帶電油滴在勻強(qiáng)電場E中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖虛線所示,電場方向豎直向下.若不計(jì)空氣阻力,則此帶電油滴從a運(yùn)動(dòng)到b的過程中,能量變化情況為( )A.動(dòng)能減小B.電勢能增加C.動(dòng)能和電勢能之和減少D.重力勢能和電勢能之和增加EabC針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練mgF電受力分析受力分析合力向上，合力做正功，油滴動(dòng)能合力向上，合力做正功，油滴動(dòng)能增加，增加，A錯(cuò)錯(cuò)電場力做正功，電勢能減少，電場力做正功，電勢能減少，B錯(cuò)錯(cuò)根據(jù)能量守恒可知，根據(jù)能量守恒可知，C對(duì)、對(duì)、D錯(cuò)錯(cuò)第14頁/共27頁討論: :1.1.將電荷q q從A A點(diǎn)移到B B點(diǎn)。若取B B點(diǎn)的電勢能為零，則A A點(diǎn)的電勢能為多少？M ME EA AB BL L2.2.若電荷的電量為2q2q、 3q 3q 則A A點(diǎn)的電勢能為多少? ? 3.3.求E EPAPA/q/q，比值是否與電荷量有關(guān)？+ +q qF FPAEqELcos2cosqE L3cosqE LPAE ELcosq與電荷量無關(guān)第15頁/共27頁三、電勢三、電勢1、定義：檢驗(yàn)電荷的電量電勢能電勢qEP（ 標(biāo)量）標(biāo)量）3、相對(duì)性：一般選取無窮遠(yuǎn)或大地電勢為零。12、EP及q含符號(hào)4、沿電場線 (場強(qiáng))方向電勢越來越低5、正電荷的電場中電勢為正，負(fù)電荷的電場中電勢為負(fù)A B EA B第16頁/共27頁6、電場中某點(diǎn)的電勢的大小是由電場本身的性質(zhì)決定的，與放不放電荷及放什么電荷無關(guān)7、電勢是標(biāo)量，在規(guī)定了零電勢后，電場中各點(diǎn)的電勢可以是正值，也可以是負(fù)值。正值表示該點(diǎn)電勢比零高，負(fù)值表示該點(diǎn)電勢比零低。第17頁/共27頁6、如圖所示，點(diǎn)電荷的靜電場中電場線用實(shí)線表示，但其方向未標(biāo)明，虛線是某一帶電粒子通過該電場區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡。a、b是軌跡上的兩點(diǎn)。若帶電粒子在運(yùn)動(dòng)中只受到電場力作用，根據(jù)此圖可作出正確判斷的是( )A.帶電粒子所帶電荷的性質(zhì)B.帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的受力方向C.帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的速度何處較大D.帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的電勢能何處較大BCDabFFvv若粒子若粒子ab，a、b兩點(diǎn)的速度兩點(diǎn)的速度方向如圖所示方向如圖所示根據(jù)力與運(yùn)動(dòng)軌跡的關(guān)系，受力根據(jù)力與運(yùn)動(dòng)軌跡的關(guān)系，受力方向如圖所示方向如圖所示,B,B正確正確由動(dòng)能定理和功能關(guān)系可知由動(dòng)能定理和功能關(guān)系可知C、D在正確在正確若粒子若粒子ba，a、b兩點(diǎn)的速度兩點(diǎn)的速度方向如圖所示方向如圖所示vv第18頁/共27頁7、如圖所示，是負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中的一條電場線。一個(gè)帶正電的粒子（不計(jì)重力）從a到b穿越這條電場線的軌跡如圖中虛線所示，則該帶電粒子在a點(diǎn)的加速度一定在b點(diǎn)的加速度。帶電粒子在a點(diǎn)的電勢能一定在b點(diǎn)的電勢能。（填“大于”、“小于”式“等于”）。Nba小于大于F-第19頁/共27頁四、等勢面四、等勢面2、幾種常見的等勢面1、定義：電場中電勢相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面，叫做等勢面。E+第20頁/共27頁（1 1）在同一等勢面上的任意兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷，電場力不做功）在同一等勢面上的任意兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷，電場力不做功（2 2）電場線（或）電場線（或E E）等勢面，且由電勢較高的等勢面指向電勢較低等勢面，且由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面的等勢面 3 3、等勢面的特點(diǎn)：、等勢面的特點(diǎn)：（4 4）等勢面密處場強(qiáng)大、電場線密，等勢面疏處場強(qiáng)小、電場線疏）等勢面密處場強(qiáng)大、電場線密，等勢面疏處場強(qiáng)小、電場線疏 （3 3）不同等勢面在空間不相交、不相切，閉合）不同等勢面在空間不相交、不相切，閉合（5 5）沿電場方向電勢降低最快）沿電場方向電勢降低最快（6 6）勻強(qiáng)電場中電勢均勻變化。）勻強(qiáng)電場中電勢均勻變化。20100第21頁/共27頁針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練8 8、關(guān)于等勢面，正確的說法是（、關(guān)于等勢面，正確的說法是（ ）A A電荷在等勢面上移動(dòng)時(shí)不受電場力作用，所以不做功電荷在等勢面上移動(dòng)時(shí)不受電場力作用，所以不做功B B等勢面上各點(diǎn)的場強(qiáng)大小相等等勢面上各點(diǎn)的場強(qiáng)大小相等C C等勢面一定跟電場線垂直等勢面一定跟電場線垂直D D兩等勢面不能相交兩等勢面不能相交CD第22頁/共27頁C123針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練UabUbcqUabqUbc9、孤立點(diǎn)電荷電場中的一簇等勢面如圖所示中虛線所示，其電勢分別、孤立點(diǎn)電荷電場中的一簇等勢面如圖所示中虛線所示，其電勢分別為為1、2、3，a、b、c是某電場線與這簇等勢面的交點(diǎn)，且是某電場線與這簇等勢面的交點(diǎn)，且ab=ac.現(xiàn)將現(xiàn)將一負(fù)正電荷由一負(fù)正電荷由a移到移到b，電場力做正功，電場力做正功W1；再由；再由b移至移至c，電場力做正功，電場力做正功W2,則則（ ）A.W1=W2，123B.W1=W2，123C.W1W2，123D.W1W2，123第23頁/共27頁10、如圖，虛線、如圖，虛線a、b、c勢某靜電場中勢某靜電場中的三個(gè)等勢面，它們的電勢的三個(gè)等勢面，它們的電勢a最大，最大，c最最少，一帶正電的粒子射入電場中，其運(yùn)少，一帶正電的粒子射入電場中，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖實(shí)線動(dòng)軌跡如圖實(shí)線KLMN所示，由圖可知所示，由圖可知（ ）A. 粒子從粒子從K到到L的過程中，電場力做負(fù)功的過程中，電場力做負(fù)功B. 粒子從粒子從L到到M的過程中，電場力做負(fù)功的過程中，電場力做負(fù)功C. 粒子從粒子從K到到L的過程中，電勢能增加的過程中，電勢能增加D. 粒子從粒子從L到到N的過程中，動(dòng)能減少的過程中，動(dòng)能減少KNMLabc針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練ACvFvF第24頁/共27頁方法一方法一: : 根據(jù)電場力做功的正負(fù)判斷：根據(jù)電場力做功的正負(fù)判斷： 如何比較電荷電勢能的大小呢？方法二方法二: : 直接根據(jù)公式直接根據(jù)公式 判斷判斷電場力做正功，電勢能減少；電場力做正功，電勢能減少；電場力做負(fù)功，電勢能增加。電場力做負(fù)功，電勢能增加。q方法三方法三: : 根據(jù)電場線來判斷根據(jù)電場線來判斷 負(fù)電荷電勢能增加電場力做負(fù)功順著電場線移動(dòng)正電荷電場力做正功順著電場線移動(dòng)第25頁/共27頁第26頁/共27頁感謝您的觀看！第27頁/共27頁