电势能和电势 课件49张ppt

课件49张PPT。第四节 电势能和电势一、知识回顾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.功是能量转化的量度！（一）、电场力做功的特点W电=qE xAB cosθ=qE xAM 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电二、课堂导学正电荷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？F(1)从A到M电场力做功 W1=qE xAM(2)从M到B电场力不做功 因此从A到B电场力做功W=qE xAM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？F从A到B电场力做功 W=qE xAM 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？ 加速运动, 动能增加。 (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：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=-qE xAB cosθ=-qE xAM F电问题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= -qE xAM 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。问题6：在同一电场中，同样从A点到B点，移动正电荷与移动负电荷，电荷的电势能的变化有什么关系？F电正电荷
顺电场线移动，电场力做正功，电势能减小；
逆电场线移动，电场力做负功，电势能增大负电荷
顺电场线移动，电场力做负功，电势能增大；
逆电场线移动，电场力做正功，电势能减小相反！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>负的势能练习1：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若q为负点电荷呢？ 下列说法中，正确的是：
A、把两个同种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加
B、把两个同种点电荷间的距离减小一些，电荷的电势能一定增加
C、把两个异种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加
D、把两个异种点电荷间的距离减小一些，电荷的电势能一定增加练习3： 练习4：有一电荷量为q=-3×10-6的点电荷，从电场中的A点移动到B点时，克服静电力做功6×10-4J,从B点移动到C点时静电力做功9×10-4J。问：
（1）以B点为零势能点，电荷在A点时的电势能为EPA1多少？
（2）如选取C点的电势能为0，则电荷在A点的电势能EPA2又是多少？ 【分析】（1）EPA1=WAB=- 6×10-4J（2）EPA2=WAC=WAB+WBC
=-6×10-4J+ 9×10-4J
=+3×10-4J 势能具有相对性，取不同的点为零势能参考点，同一电荷在电场中同一点的电势能的值不同。例3.如图，一个水平固定的小圆盘A，带电量为Q．从圆盘中心O处由静止释放一个质量为m，带电量为＋q的小球，由于电场的作用，小球竖直上升的高度可达盘中心竖直线上的C点，OC高度为h，又知道过竖直线上的b点时，小球速度最大.由此可以确定的物理量是(　 　)
A．b点场强；
B．C点场强；
C. 小球从O运动到b点过程中电势能的变化量；
D．小球从O运动到C点过程中电势能的变化量.电势能重力势能和电势能类比重力场中，重力：地球和物体之间存在的吸引力电场中，电场力：电荷之间的作用力有重力就有重力势能Ep= mgh有电场力就有相应的能，叫电势能EPEp由物体和零势能点间的相对位置决定EP由电荷和零势能点的相对位置决定W重 = EP1-EP2W电 = EPA-EPB第二课时一、学习目标
1.理解静电力（电场力）做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系；
2.理解电势的概念，知道电势是描述电场的能的性质的物理量；
3.明确电势能、电势、静电力做的功、电势能变化的关系；
4.了解电势与电场线的关系，了解等势面的意义及与电场线的关系；
5.会运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题。二、知识回顾
1、电场力做功只与电荷的 有关，而与电荷的 无关；
2、电场力做的功等于 ，即电场力做多少功，电势能就 ；
3、电荷在某点的电势能，等于把它从 移动到 位置时电场力所做的功。初位置和末位置路径电势能的减少量减少多少该点零势能 【思考1】一个电荷量为+q的点电荷在一个场强为E的匀强电场中的A点具有多大的电势能呢？取B点为零势能参考点.FθL 【分析】EPA=WAB=qELcosθ
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。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).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？
【思考】在场强E=50N/C的匀强电场中，取O点为参考点，A到O的距离为L=0.2m，
（1）将一电荷q=+2×10-8C的电荷置于A点，其电势能多大？A点的电势多大？
（2）将一电荷q=-2×10-8C的电荷置于A点，其电势能多大？A点的电势多大？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对电势的认识：【思考】（1）请你画出正电荷在电场中不同点的电势能EP随电势的变化关系图像。（2）若是负电荷又如何？3.电势能与电势的关系：
（1）正电荷：电势能随电势的升高而增大；
（2）负电荷：电势能随电势的升高而减小。1. 电势是标量，但有正负，具有相对性。正值表示该点电势高于零电势；负值表示该点电势低于零电势。【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（+ -）？（二）等量异号电荷【思考】 在等量异号电荷中垂线上移动电荷，电场力的做功情况？电势能怎样变化？电势怎样变化？【分析】
在等量异号电荷中垂线上移动电荷，电场力不做功，电势能不变化，电势不变化。【特点】
中垂线所在平面是一个零势能面，各点电势均为0；
以中垂线为分界线，靠近正电荷一侧各点电势为正；靠近负电荷一侧各点电势为负。（三）等量同号电荷【思考】 在两等量正电荷中垂线上移动正电荷，电场力的做功情况？电势能怎样变化？电势怎样变化？【分析】从中点向两侧无穷远处，电场力做正功，电势能减小，电势逐渐降低，中点电势最高。【特点】
等量正电荷（负电荷）连线的中垂线上中点O的电势最高（低），从中点O到两侧无穷远处，电势逐渐降低（升高）。EE若是等量负电荷呢？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+－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：（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【等势面与电场线对比总结】（2）等势面通常画成等差等势面，在等差等势面中，等势面越密集的地方场强越大！（2）等势面是虚拟的，实际不存在。（1）等势面在空间不相交（1）电场线在空间不相交（2）电场线是虚拟的，实际不存在。相同点联系不同点等势面不一定闭合。电场线一定不闭合（1）电场线与等势面垂直，由高等势面指向低等势面【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0
B.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＜φ3
B.W1=W2，φ1＞φ2＞φ3
C.W1＞W2，φ1＞φ2＞φ3
D.W1＜W2，φ1＞φ2＞φ3C方法一: 根据电场力做功的正负判断： 如何比较电荷电势能的大小呢？方法二: 直接根据公式 判断电场力做正功，电势能减少；
电场力做负功，电势能增加。方法三: 根据电场线来判断 3、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AC4、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
BCD6、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-