人教版选修3-1物理1.4-电势能和电势-课件-(共49张PPT)

第四节电势能和电势一、知识回顾cosWFL1、功的计算：2、重力做功有什么特点？(1)与路径无关,只与初末位置的高度差有关.(2)WG与重力势能的关系.12GPPPWEEE功是能量转化的量度！（一）、电场力做功的特点W电=qExABcosθ=qExAM问题1：正电荷q在电场强度为E的匀强电场中沿直线路径由A运动到B的过程中电场力做功吗？做了多少功？F电EAMBθ+q二、课堂导学B正电荷q在电场强度为E的匀强电场中沿折线从A到M，再从M到B电场力做功吗？做了多少功？EFAM+q(1)从A到M电场力做功W1=qExAM(2)从M到B电场力不做功因此从A到B电场力做功W=qExAMB正电荷q在电场强度为E的匀强电场中沿任意曲线由A运动到B电场力做功吗？做了多少功？EFAM+q从A到B电场力做功W=qExAM在匀强电场中移动电荷时，静电力移动电荷做的功只与有关，而与无关。(对于非匀强电场也适用)结论：电荷的初位置和末位置电荷经过的路径问题2：（1）一个试探电荷在电场中某点由静止释放（仅受电场力作用）,将如何运动?动能怎么变？E加速运动,动能增加。+F(2)从功能关系看，是什么力做功，使它的动能变化呢？电场力做正功,动能增加。（3）做功的过程是一个能量转化的过程，那么电场力做功的过程是什么能转化为动能呢？电场力做功将电势能转化为动能。由于移动电荷时静电力做的功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做电势能，用Ep表示。根据重力做功与重力势能变化的关系，你能否得到电场力做功与电势能变化的关系？问题3：1.（1）电场力做正功时，电势能减小；（2）电场力做负功时，电势能增大；2.电场力做功与电势能的变化量之间的关系：末初电电PPPEEEW结论：电场力做的功等于，即电场力做多少功，电势能就。电势能的减少量减少多少电场力做的功只能决定电势能的变化量，而不能决定电荷在电场中某点的电势能的数值，怎样才能确定电荷在电场中某点的电势能呢？问题4：零势面的选择是任意的，但在电场中通常选择距场源电荷无穷远处或大地表面为参考面。W电=-qExABcosθ=-qExAMF电EAMBθ+q问题5：如果把问题1中的A点电势能规定为0，则正电荷q在B点所具有的电势能Ep=-qExAM从B点移到A点，电场力做功：先选择一个零势能参考面，物体在其他位置的电势能在数值上等于把电荷从该位置移动到参考面时，电场力做的功。0APAWE问题6：在正负电荷产生的电场中，正负试探电荷在其中的电势能在数值上有什么特点？结论：正试探电荷在正电荷产生的电场中的电势能都为，在负电荷产生的电场中的电势能都为；负试探电荷则反之。正负-5J的电势能和2J的电势能，谁大？势能的符号表示势能的大小：正的势能零势能负的势能场强E可以来描述电场。除了这个量我们还可以用什么物理量来描述电场呢？能否用“电势能”呢？不能！因为检验电荷在电场中的电势能不但与电场有关，还与检验电荷本身有关。三、课堂导学【思考2】考查计算结果，如何剥离掉电势能对检验电荷的依赖关系，定义一个与检验电荷无关的量来描述电场？三.电势1.定义：检验电荷在电场中某点的电势能与其电量的比值叫做该点的电势。PEq3.标量4.单位：伏特（V）（1V=1J/C）2.定义式：1、试探电荷q1放在电场中的A点,电势能为E(规定无限远处电势能为零),A点的电势为________,若把试探电荷q1换成试探电荷q2放在电场中的A点,A点的电势为___________(仍规定无限远处电势能为零).1qE1qE问题2：正的试探电荷沿着电场线移动，电势能如何变化？电势如何变化？若负的试探电荷沿着电场线移动，电势能又如何变化？电势又如何变化？问题2：正的试探电荷沿着电场线移动，电势能如何变化？电势如何变化？若负的试探电荷沿着电场线移动，电势能又如何变化？电势又如何变化？我的结论：电势能，电势。我的结论：电势能，电势。因此，沿着电场线方向电势。减小减小增大减小减小【特点】（1）正电荷：各点电势均为正值（2）负电荷：各点电势均为负值问题3：与电势能情况相似，我们规定无穷远或大地的电势为零，则正电荷电场中各点电势和负电荷电场中各点电势有何特点（+-）？问题4：在匀强电场中与电场线垂直的各点的电势有什么关系？（电势相等）四.等势面1.定义：电场中电势相等的点构成的面叫做等势面问题5：与电场线相似，等势面也是用来形象地描述电场的，等势面与电场线有什么关系？我的结论：⑴等势面一定与电场线，即跟电场强度的方向。⑵电场线由电势的等势面指向电势的等势面。垂直垂直高低E+－2.常见电场的等势面（1）在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功。（2）电场线垂直等势面，且由电势较高的等势面指向电势较低的等势面。（4）等势面密处场强大、电场线密，等势面疏处场强小、电场线疏。（3）不同等势面在空间不相交、不相切。4、等势面的特点：20100（5）沿电场方向电势降低最快。（6）匀强电场中电势均匀变化。课后练习【思考】判断以下说法是否正确()A.电场强度为0的地方，电势也一定为0B.电势为0的地方一定没有电场C.场强越大的地方电势也一定越高D.场强为0的地方电势可能不为0【分析】（1）特例1：在等量异号电荷的中垂线上的中点O处，电势为0，但场强不为0（2）特例2：在等量同号电荷的中垂线上的中点O处，场强电势为0，但电势不为0可见：场强与电势并没有直接的联系！D场强电势1.定义2.物理量种类3.符号的涵义4.有无相对性5.图形描述6.联系qFEqEP矢量标量表示电势大小表示场强方向无相对性有相对性电场线等势面场强与电势无直接联系！场强与电势对比1、关于等势面，正确的说法是（）A．电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功B．等势面上各点的场强大小相等C．等势面一定跟电场线垂直D．两等势面不能相交CD2、孤立点电荷电场中的一簇等势面如图所示中虚线所示，其电势分别为φ1、φ2、φ3，a、b、c是某电场线与这簇等势面的交点，且ab=bc.现将一电荷由a移到b，电场力做正功W1；再由b移至C，电场力做正功W2,则（）A.W1=W2，φ1＜φ2＜φ3B.W1=W2，φ1＞φ2＞φ3C.W1＞W2，φ1＞φ2＞φ3D.W1＜W2，φ1＞φ2＞φ3C1233、如图，虚线a、b、c是某静电场中的三个等势面，它们的电势a最大，c最少，一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如图实线KLMN所示，由图可知（）A、粒子从K到L的过程中，电场力做负功B、粒子从L到M的过程中，电场力做负功C、粒子从K到L的过程中，电势能增加D、粒子从L到N的过程中，动能减少ACKNMLabc4、一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图虚线所示,电场方向竖直向下.若不计空气阻力,则此带电油滴从a运动到b的过程中,能量变化情况为()A.动能减小B.电势能增加C.动能和电势能之和减少D.重力势能和电势能之和增加EabC5、如图所示，点电荷的静电场中电场线用实线表示，但其方向未标明，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹。a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受到电场力作用，根据此图可作出正确判断的是()A.带电粒子所带电荷的性质B.带电粒子在a、b两点的受力方向C.带电粒子在a、b两点的速度何处较大D.带电粒子在a、b两点的电势能何处较大BCDab6、如图所示，ＭＮ是负点电荷产生的电场中的一条电场线。一个带正电的粒子（不计重力）从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示，则该带电粒子在a点的加速度一定在b点的加速度。带电粒子在a点的电势能一定在b点的电势能。（填“大于”、“小于”式“等于”）。NＭba小于大于F-