广东省河源市龙川县第一中学高中物理选修3-1第一章课件 电势能和电势

第一课时学科网问题1：正电荷q在电场强度为E的匀强电场中由A运动到M的过程中电场力做功吗？做了多少功？qEAMW=qE·｜AM｜F第四节电势能和电势问题2：求试探电荷＋q由A沿直线AB移动到B时电场力做的功.E+qABMcosWFABqEAMF学科网E+qABWqEAMM问题3：求试探电荷＋q由A沿曲线AB移动到B时电场力做的功.在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但与电荷经过的路径无关。这个结论对于非匀强电场也适用与重力做功相似：重力做功与路径无关,由初末位置的高度差来决定.一、静电力做功的特点:问题1：一个带正电试探电荷在电场中某点由静止释放,该电荷将如何运动?E在电场力作用下电荷做加速运动,一段时间后获得一定的速度,试探电荷的动能增加.+F什么能转换为动能的呢vBA问题2：一个带正电的试探电荷以一定的初速度v由电场中的A点运动到B点时，试探电荷的速度将怎样变化?在电场力作用下电荷做减速运动,试探电荷的动能减少.电荷的动能转换为什么能的呢++F1、定义：电荷在电场中具有的与位置有关的能，叫做电势能。二、电势能※电势能与重力势能类似重力做功改变重力势能2、电势能规律：电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小;电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大.电势能符号：手写体：εpEp※通常把离场源无限远处或大地表面的电势能规定为零3、零电势能面的选取：4、电荷在A点的电势能大小：等于把它从A点移动到零势能P点的过程中电场力所做的功。APAWEABBAWEEBA+将正电荷q从电场中的A点移到零电势点p，电场力做功为WAP，此过程中有EA-EP=WAP，即EA=WAP。BA+1、将带电量为6×10-6C的正电荷q从电场中的A点移到零电势点，电场力做了5×10-5J的功，则q在A点的电势能为5×10-5J；将带电量为6×10-6C的正电荷q从电场中的B点移到零电势点，电场力做了8×10-5J的功，则q在B点的电势能为8×10-5J。2、将带电量为6×10-6C的负电荷q从电场中的A点移到零电势点，克服电场力做了5×10-5J的功，则q在A点的电势能为-5×10-5J；将带电量为6×10-6C的负电荷q从电场中的B点移到零电势点，克服电场力做了8×10-5J的功，则q在B点的电势能为-8×10-5J。5、电势能是标量，却有正负值，电势能的正负参与比较大小。不同的电荷在电场中的同一点电势能不同，同一电荷在电场中不同点电势能也往往不同，可见，电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性。※选取同一零势面，同一电荷在A点的电势能是5J，在B点的电势能是-10J，比较电荷在A、B两点的电势能的大小。6、电势能具有相对性和系统性。课堂小结一、静电力做功的特点:二、电势能：1、定义：2、电场力做功改变电势能：3、零电势能面的选取：4、电荷在某点的电势能大小：5、电势能是标量6、电势能具有相对性和系统性。将带电量为6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了3×10-5J的功，再从B移到C，电场力做了1.2×10-5J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点的电势能为零，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点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？增加了1.8×10-5J.EPC=1.8×10-5JEPC=-1.2×10-5JEPB=3×10-5JEPA=-3×10-5J如图,在场强E=103N/C的匀强电场中,点电荷q=+1c从A移动到B,AB相距L=1m,电场力做功为多少?电势能如何变化?电势能减少JWAB310EqFAB+电荷在B点具有的电势能多大？WAB=EPA－EPB=103J设A点的电势能0PAE电荷在B点具有的电势能多大？JJWWEABBAB3310100下列说法中正确的是（）A、正电荷顺电场线移动，电势能减少B、负电荷顺电场线移动，电势能减少C、正电荷逆电场线移动，电势能增加D、负电荷逆电场线移动，电势能增加AC右图中MN为电场中某一条电场线方向向右，在线取两点a、b今将一电荷＋q从a移到b则（）A.电场力做正功，＋q的电势能增加；B.电场力做负功，＋q的电势能增加；C.电场力做正功，＋q的电势能减少；D.电场力做负功，＋q的电势能减少。C下列说法中正确的是（）A.当两正点电荷相互靠近时，它们的电势能增大B.当两负点电荷相互靠近时，它们的电势能增大C.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能减小D.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能增大。ABC一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场力做了5×10－6J的功，那么()A．电荷在B处时将具有5×10－6J的电势能B．电荷在B处将具有5×10－6J的动能C．电荷的电势能减少了5×10－6JD．电荷的动能增加了5×10－6JCDa和b为电场中的两点,如果把q=-2X10-8C的负电荷从a点移动到b点,电场力对该电荷做了4X10-7J的正功,则该电荷的电势能()A.增加了4X10-7JB.增加了2X10-7JC.减少了4X10-7JD.减少了8X10-7JC如图所示,在等量正点电荷形成的电场中,它们连线的中垂面ab上,有一电子,从静止开始由a运动到b的过程中(a、b相对O对称),下列说法正确的是()A.电子的电势能始终增多B.电子的电势能始终减少C.电子的电势能先减少后增加D.电子的电势能先增加后减少COab++-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BCDab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-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(C)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EabC问题：把一正电荷q放在正电荷激发的电场的A点，其电势能是正值还是负值？若在A点放入一个负电荷呢？A+①在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为正，负电荷在任一点具有的电势能都为负。②在负电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为负，负电荷在任意一点具有的电势能都为正。第二课时为了描述电场各点的能量不同，我们引入一个新的物理量——“电势”来表示它。这如我们引入场强来描述电场各点的强弱相类似。研究表明：同一试探电荷放在电场中的不同位置时，它具有电势能的大小一般不相同，这表明电场中不同的点的储存的能量不同。电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。。点储存的电势能为的正电荷在它表示如JAccJcJqEPA251,/2502.05.0BABABAccJcJ点大，所以点储存电势能比的正电荷在由于1/2,/5•如图所示，设想把一试探电荷+q放在电场中某处A或B。则有：那么怎样去衡量电场的能的性质、怎样去定义“电势”呢？+·A·BEpAEpBqEqEBpApqEqEBpAp同理可知：若试探电荷为-q，则有：也就是说：比值EpA/q的大小与试探电荷的正负及电量q均无关，只与电场中该点在电场中的位置有关，故其可衡量电场的性质。EpA＜EpBqEP2、定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。3、定义式：（计算φ时EP及q含正负号）qEP电势能重力势能mghEP电势高度h三、电势：4、单位：伏特,1V=J/C1、物理意义：用来描述电场各点的能量的不同。（在数值上等于单位正电荷由该点储存的电势能）※通常把离场源无限远处或大地表面的电势规定为零5、电势具有相对性，与零电势点的选取有关。问题：在正电荷产生的电场中任意一点的电势为正值还是负值？在负电荷产生的电场中呢？结论：在正电荷产生的电场中任意一点的电势都为正，在负电荷产生的电场中任意一点的电势都为负。6、电势是标量，正值表示该点电势比零高，负值表示该点电势比零低。7、如何比较电势的高低？沿电场线(场强)方向电势越来越低ABEφA＞φB课堂小结三、电势：2、定义：3、定义式：4、单位：1、物理意义：5、电势具有相对性，与零电势点的选取有关。6、电势是标量7、如何比较电势的高低？如果把q=1.0×10-8C的电荷从无穷远处移至电场中的A点，需克服电场力做功W=1.2×10-4J.那么⑴q在A点的电势能和在A点的电势各是多少？⑵q未移入电场前A点的电势是多少？VCJqEJWEPAAAPAP4844102.1100.1102.1102.1将一电量为的点电荷从电场外一点P移至电场中某点A,电场力做功,求A点的电势.cq6102J5104解:设场外一点P的电势为0pJWEAp5104VVqEPAA2010210465点评:电势的确定首先要确定零电势处,且电势可以为负.如图所示，电场中有A、B两点，则下列说法中正确的是（）A、电势ψAψB场强EAEBB、电势ψAψB场强EAEBC、将+q由A点移到B点，电场力做正功D、将-q分别放在A、B两点时具有电势能EpAEpBABEBC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BCDab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、小于或“等于）。NＭba小于大于F-如图，虚线a、b、c势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ACKNMLabc第三课时四、电势差U：电势差即电场中两点的电势之差。BAABU即：qWqWWUqWqWABBPAPBAABBPBAPA所以由于,,2、定义：电荷在电场中由一点A移动到另一点B时，电场力所做的功WAB与q比值叫做A、B两点的电势差。3、定义式：qWUABAB4、物理意义：是描述电场的能的性质的物理量。1、电势差与电势的关系：5、电势差具有绝对性，与零电势点的选取无关。6、电势是标量，其正负值表示两点的电势高低。伏点的电势高点的电势比伏，则表示如88BAUABABBABAUUU伏，可见则8////BAABUUU，电势差的大小也叫电压计算电场力做功的公式：）为沿电场线方向的位移（、dqEdFSWcos1适用范围：匀强电场qUW、2适用范围：任意电场※电子伏特（能量单位）1eV=1.6×10-19J课堂小结四、电势差U：2、定义：3、定义式：4、物理意义：1、电势差与电势的关系：5、电势差具有绝对性6、电势是标量※计算电场力做功的公式：在电场中移动电荷量为8×10