2017-2018学年教科版选修3-1___第一章第4节_电势能_电势与电势差__课件（47张）
文档属性
| 名称 | 2017-2018学年教科版选修3-1___第一章第4节_电势能_电势与电势差__课件（47张） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 854.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2017-10-29 20:06:50 | ||
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文档简介
课件47张PPT。1.4 电势能 电势与电势差知识回顾1、功的计算：3、重力做功(1)与路径无关,由初末位置的高度差来决定：(2)重力做功WG与重力势能变化的关系：重力做正功，重力势能减少
重力做负功，重力势能增加2、重力势能：物体由于位于高处而具有的能叫重力势能。W = F·|AB| cosθ= q E·|AM|1.将电荷q从A沿直线移至B:一、电场力做功的特点2.将电荷q从A沿折线移至B:对AM:W1 = q E ·|AM|对MB:W2 = 0对全程:W = W1 + W2= q E·|AM|3.将电荷q从A沿曲线移至B:W = W1 + W2 + W3 +… = q E·|AM|W1 = q E ·x1W2 = q E ·x2W3 = q E ·x3… … … …x1 + x2 + x3 +…=?X1x24.将电荷q从A沿其它曲线移至B，电场力做功？5. 如果移动负电荷，1—4结论又如何？EW = q E·|AM|一、电场力做功的特点 在匀强电场中移动电荷时，电场力做的功与电荷经过的路径无关,只与电荷的起始位置和终止位置有关（即：与初、末两点在电场线上的距离有关）注意：对于非匀强电场也适用 WAB = F·|AB|cosθ=qE·|AM| 把正电荷沿不同路径从A点移到B电场力做功？ 一个试探电荷在电场中某点由静止释放,将如何运动? 在电场力作用下电荷做加速运动,一段时间后,试探电荷的动能增加.是什么能转化为电荷的动能呢?二、电势能1.定义:电荷在电场中所具有的与电荷位置有关
的势能叫电势能2.电场力做功与电势能的变化关系(1)重力做正功,重力势能减小.电场力做正功,电势能减小.(2)重力做负功,重力势能增加.电场力做负功,电势能增加. 电场力做的功等于电势能的减少量类比推理 正电荷从A点移到B点时,电场力做正功,电荷的电势能怎么变化? 负电荷从A点移到B点时,电场力做 , 该电荷在 点的电势能较大.负功B思考减小 电势能为负表示电荷在该处的电势能比零还要小.4、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性3、电势能是相对的，与零电势能面有关5、电势能是标量，比较物体电势能的大小时，要带着正负号。 通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上电势能规定为零。例1.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=1.8×10-5 J EPC=-1.2×10-5 JEPB=3×10-5 J EPA= -3×10-5 J 电荷在电场中某一点的电势能EP与它的电荷量q的比值。1 V = 1 J/C1. 定义:2. 公式:3. 单位: 伏特(V) (计算时要代入正负号)三、电势（P19讨论交流）1.定义：电场中两点电势的差值。四、电势差2.电势差的另一表述:电荷q在电场中由一点A移动到另一点B时电
场力所做的功WAB与电荷量q的比值WAB/q,叫做A,B两点间的电势差.4.单位: 伏特(V)5.标量:1V=1J/c正负代表一点比另一点电势高或低7.若选取了一个参考点（令这点的电势为零），则电场中各点的电势值就可由该点与参考点的电势差来确定，比如在上式中若取B点为参考点，则B点的电势φA，就等于A点与B点的电势差UAB
由此可知：
电场中某点的电势,数值上等于单位正电荷由该点移动到参考点(零电势点)时电场力所做的功.3.两点间的电势差也叫这两点间的电压.6.电场力做功： 8.决定因素:WAB跟路径无关,UAB也是跟路径无关;且跟WAB 和q都无关,只是由电场本身和两点位置有关.例2.如图所示的电场中，A、B两点间的电势差UAB=20 V，将点电荷q= -2×10-9C，由A点移到B点，静电力所做的功是多少 ？
WAB = -4.0×10-8J 将UAB和q的正负号代入计算例3、在如图所示的电场中，把点电荷q=+2×10-11C，由A点移到B点，电场力做功WAB=4×10-11J。A、B两点间的电势差UAB等于多少？B、A两点间的电势差UBA等于多少？
UAB=2V
UBA=-2V势 差1、WAB∝G， WAB/G ——恒量hAB1、WAB∝q， WAB/q——恒量UAB2、比值定义法： 高度差hAB=WG/G2、比值定义法： 电势差UAB=WAB/q hAB与G无关，只取决于始、末的位置。UAB与q（包括大小、正负）无关，只取决于始、末的位置。势高度是特殊的高度差电势是特殊的电势差高度差hAB =hA - hBhA = hAO = hA - hOhA=hAO =WAO/GUAB =φA-φBφA =UAO= φA - φOφA=UAO = WAO/q一般取地面或最低点为参考点一般取无穷远处或电场中的接地点为参考点 想一想1、高度差、高度与零高度点的选择有关吗？
2、电势差、电势与零电势点的选择有关吗？ABCD0V1V2V3V结论：电势和高度都具有相对性，与参考点的选择有关，而电势差和高度差与参考点的选择无关。E0V1V2V-1V6. 电势具有相对性：确定电势,应先规定电场中某处的电势为零.(通常规定离场源电荷无限远处或大地的电势为零.)7.电势的决定因素：电场中某点的电势的大小是由电场本身的性质决定的，与放不放电荷及放什么电荷无关。即 与Ep、q无关8.沿电场线方向电势降低如以无穷远处电势为零，则：
(1)正电荷（+Q）形成的电场中各点的电势均为正值（且离场源近处电势大）；
(2)负电荷（-Q）形成的电场中各点的电势均为负值（且离场源近处电势小）。9.思考:怎么比较电场中两点电势高低呢?
方法一:根据电场线方向来确定电势高低：
沿着电场线的方向，电势逐渐降低。方法二:根据电势差定义式来判断： 例4. 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 ,以P点为零势点。求A点的电势. 注意:计算电势首先要规定零电势处,且电势可以为负.参考答案： V10.电势和电场强度的区别和联系特别提醒：当涉及φ、Ep、q三者关系的问题时，一定要考虑三者的正负号问题。11.电势和电势能的区别和联系12.电势与电势差的区别和联系五、等势面（见教材P22发展空间）1、等势面：电场中电势值相等的各点构成的曲面。通常相邻等势面之间的电势差相等。(称为等差等势面）2、几种常见的等势面点电荷的电场的等势面等量异种电荷电场的等势面等量同种电荷电场的等势面匀强电场的等势面带电导体周围电场的等势面几种常见的 等 势 面等量异种点电荷的电场线和等势面等量同种点电荷的电场线和等势面正点电荷的电场线和等势面孤立带电体的电场线和等势面3、等势面的特点（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）电场线跟等势面垂直，且由电势较高的等势面指向电势较低的等势面 （3）等势面密处场强大、电场线密，等势面疏处场强小、电场线疏 （4）不同等势面在空间不相交、不相切（5）处于静电平衡状态的导体是一个等势体，其表面为一个等势面，匀强电场的等势面是一组相互平行的疏密均匀的平面。例5、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
CD小结1、电场力做功只与初、末两点在电场线上的距离有关。2、电势差：3、电 势： b.从电荷的移动方向上来看：WAB=EPA-EPB=-△EP4、电势能：a.从做功的角度来看：电场力做正功，电势能减少；
电场力做负功，电势能增加。电势能增加 沿着电场线移动负电荷正电荷电势能减少电场力做负功电场力做正功沿着电场线移动O为零电势点地球附近的引力场存在于电荷周围的场重力场强度g=G/m， 方向：垂直于该点的切面向下电场强度E=F/q ， 方向：正电荷在该点所受电场力方向重力G=mg电场力F=qEWAB=mghAB
只与始、末位置有关，与路径无关WAB=qUAB 只与始、末位置有关，与路径无关高度差hAB= hA – hB，与参考点选取无关电势差UAB=φA- φB，与参考点选择无关构建知识结构重力势能EP=mgh，与参考平面选取有关电势能EP=qφ，与参考平面选取有关重力做正功，重力势能减少（转化为其他形式的能）；重力做负功，重力势能增加WAB=EPA-EPB =-△EP
电场力做正功，电势能减少（转化为其他形式的能）；电场力做负功，电势能增加。WAB= EPA- EPB=-△EP电高度h与参考点的选取有关，具有相对性电势φ与参考点的选取有关，具有相对性课堂训练1．如图1所示，a、b为某电场线上的两点，那么以下的结论正确的是（ ）
A．把正电荷从a移到b，电场力做正功，电荷的电势能减少
B．把正电荷从a移到b，电场力做负功，电荷的电势能增加
C．把负电荷从a移到b，电场力做正功，电荷的电势能增加
D． 从a到b电势逐渐降低AD课堂训练2、有关电场中某点的电势，下列说法中正确的是（ ）
A、由放在该点的电荷所具有的电势能的多少决定
B、由放在该点的电荷的电量多少来决定
C、与放在该点的电荷的正负有关
D、是电场本身的属性，与放入该点的电荷情况无关D3、下列关于电势高低的判断正确的是（ ）负电荷从A移动到B时，外力做正功，A点的电势一定较高。
负电荷从A移动到B时，电势能增加，A点的电势一定较低。
负电荷从A移动到B时，电势能增加，A点的电势一定较高。
初速度为零的正电荷只在电场力的左右下从A移动到B，A点的电势一定较高。
CD课堂训练4、如图，某电场中的一条直线，一电子在a点由静止释放，它将沿直线向b点运动，下列说法正确的是（ ）该电场移动是匀强电场
场强Ea一定小于Eb
电子具有的电势能Epa>Epb
a点的电势一定低于b的电势CD课堂训练5、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（ ）粒子从K到L的过程中， 电场力做负功
粒子从L到M的过程中， 电场力做负功
粒子从K到L的过程中， 电势能增加
粒子从L到N的过程中， 动能减少AC课堂训练6、下列关于电场的描述，正确的是： A、电场中某点电势的大小、正负与零电势点的选取有关 B、电场中两点间的电势差与零电势点的选取有关 C、同一点电荷在电场中的不同点时，电荷的电势能较大处电势一定较高 D、同一点电荷在电场中任两点间移动时，若电场力做功相同，则两点间的电势差相同√√课堂训练重力场高度差重力做功高度电势差电势电势能电场力做功重力势能电场类比类比类比类比类比类比思想
重力做负功，重力势能增加2、重力势能：物体由于位于高处而具有的能叫重力势能。W = F·|AB| cosθ= q E·|AM|1.将电荷q从A沿直线移至B:一、电场力做功的特点2.将电荷q从A沿折线移至B:对AM:W1 = q E ·|AM|对MB:W2 = 0对全程:W = W1 + W2= q E·|AM|3.将电荷q从A沿曲线移至B:W = W1 + W2 + W3 +… = q E·|AM|W1 = q E ·x1W2 = q E ·x2W3 = q E ·x3… … … …x1 + x2 + x3 +…=?X1x24.将电荷q从A沿其它曲线移至B，电场力做功？5. 如果移动负电荷，1—4结论又如何？EW = q E·|AM|一、电场力做功的特点 在匀强电场中移动电荷时，电场力做的功与电荷经过的路径无关,只与电荷的起始位置和终止位置有关（即：与初、末两点在电场线上的距离有关）注意：对于非匀强电场也适用 WAB = F·|AB|cosθ=qE·|AM| 把正电荷沿不同路径从A点移到B电场力做功？ 一个试探电荷在电场中某点由静止释放,将如何运动? 在电场力作用下电荷做加速运动,一段时间后,试探电荷的动能增加.是什么能转化为电荷的动能呢?二、电势能1.定义:电荷在电场中所具有的与电荷位置有关
的势能叫电势能2.电场力做功与电势能的变化关系(1)重力做正功,重力势能减小.电场力做正功,电势能减小.(2)重力做负功,重力势能增加.电场力做负功,电势能增加. 电场力做的功等于电势能的减少量类比推理 正电荷从A点移到B点时,电场力做正功,电荷的电势能怎么变化? 负电荷从A点移到B点时,电场力做 , 该电荷在 点的电势能较大.负功B思考减小 电势能为负表示电荷在该处的电势能比零还要小.4、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性3、电势能是相对的，与零电势能面有关5、电势能是标量，比较物体电势能的大小时，要带着正负号。 通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上电势能规定为零。例1.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=1.8×10-5 J EPC=-1.2×10-5 JEPB=3×10-5 J EPA= -3×10-5 J 电荷在电场中某一点的电势能EP与它的电荷量q的比值。1 V = 1 J/C1. 定义:2. 公式:3. 单位: 伏特(V) (计算时要代入正负号)三、电势（P19讨论交流）1.定义：电场中两点电势的差值。四、电势差2.电势差的另一表述:电荷q在电场中由一点A移动到另一点B时电
场力所做的功WAB与电荷量q的比值WAB/q,叫做A,B两点间的电势差.4.单位: 伏特(V)5.标量:1V=1J/c正负代表一点比另一点电势高或低7.若选取了一个参考点（令这点的电势为零），则电场中各点的电势值就可由该点与参考点的电势差来确定，比如在上式中若取B点为参考点，则B点的电势φA，就等于A点与B点的电势差UAB
由此可知：
电场中某点的电势,数值上等于单位正电荷由该点移动到参考点(零电势点)时电场力所做的功.3.两点间的电势差也叫这两点间的电压.6.电场力做功： 8.决定因素:WAB跟路径无关,UAB也是跟路径无关;且跟WAB 和q都无关,只是由电场本身和两点位置有关.例2.如图所示的电场中，A、B两点间的电势差UAB=20 V，将点电荷q= -2×10-9C，由A点移到B点，静电力所做的功是多少 ？
WAB = -4.0×10-8J 将UAB和q的正负号代入计算例3、在如图所示的电场中，把点电荷q=+2×10-11C，由A点移到B点，电场力做功WAB=4×10-11J。A、B两点间的电势差UAB等于多少？B、A两点间的电势差UBA等于多少？
UAB=2V
UBA=-2V势 差1、WAB∝G， WAB/G ——恒量hAB1、WAB∝q， WAB/q——恒量UAB2、比值定义法： 高度差hAB=WG/G2、比值定义法： 电势差UAB=WAB/q hAB与G无关，只取决于始、末的位置。UAB与q（包括大小、正负）无关，只取决于始、末的位置。势高度是特殊的高度差电势是特殊的电势差高度差hAB =hA - hBhA = hAO = hA - hOhA=hAO =WAO/GUAB =φA-φBφA =UAO= φA - φOφA=UAO = WAO/q一般取地面或最低点为参考点一般取无穷远处或电场中的接地点为参考点 想一想1、高度差、高度与零高度点的选择有关吗？
2、电势差、电势与零电势点的选择有关吗？ABCD0V1V2V3V结论：电势和高度都具有相对性，与参考点的选择有关，而电势差和高度差与参考点的选择无关。E0V1V2V-1V6. 电势具有相对性：确定电势,应先规定电场中某处的电势为零.(通常规定离场源电荷无限远处或大地的电势为零.)7.电势的决定因素：电场中某点的电势的大小是由电场本身的性质决定的，与放不放电荷及放什么电荷无关。即 与Ep、q无关8.沿电场线方向电势降低如以无穷远处电势为零，则：
(1)正电荷（+Q）形成的电场中各点的电势均为正值（且离场源近处电势大）；
(2)负电荷（-Q）形成的电场中各点的电势均为负值（且离场源近处电势小）。9.思考:怎么比较电场中两点电势高低呢?
方法一:根据电场线方向来确定电势高低：
沿着电场线的方向，电势逐渐降低。方法二:根据电势差定义式来判断： 例4. 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 ,以P点为零势点。求A点的电势. 注意:计算电势首先要规定零电势处,且电势可以为负.参考答案： V10.电势和电场强度的区别和联系特别提醒：当涉及φ、Ep、q三者关系的问题时，一定要考虑三者的正负号问题。11.电势和电势能的区别和联系12.电势与电势差的区别和联系五、等势面（见教材P22发展空间）1、等势面：电场中电势值相等的各点构成的曲面。通常相邻等势面之间的电势差相等。(称为等差等势面）2、几种常见的等势面点电荷的电场的等势面等量异种电荷电场的等势面等量同种电荷电场的等势面匀强电场的等势面带电导体周围电场的等势面几种常见的 等 势 面等量异种点电荷的电场线和等势面等量同种点电荷的电场线和等势面正点电荷的电场线和等势面孤立带电体的电场线和等势面3、等势面的特点（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）电场线跟等势面垂直，且由电势较高的等势面指向电势较低的等势面 （3）等势面密处场强大、电场线密，等势面疏处场强小、电场线疏 （4）不同等势面在空间不相交、不相切（5）处于静电平衡状态的导体是一个等势体，其表面为一个等势面，匀强电场的等势面是一组相互平行的疏密均匀的平面。例5、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
CD小结1、电场力做功只与初、末两点在电场线上的距离有关。2、电势差：3、电 势： b.从电荷的移动方向上来看：WAB=EPA-EPB=-△EP4、电势能：a.从做功的角度来看：电场力做正功，电势能减少；
电场力做负功，电势能增加。电势能增加 沿着电场线移动负电荷正电荷电势能减少电场力做负功电场力做正功沿着电场线移动O为零电势点地球附近的引力场存在于电荷周围的场重力场强度g=G/m， 方向：垂直于该点的切面向下电场强度E=F/q ， 方向：正电荷在该点所受电场力方向重力G=mg电场力F=qEWAB=mghAB
只与始、末位置有关，与路径无关WAB=qUAB 只与始、末位置有关，与路径无关高度差hAB= hA – hB，与参考点选取无关电势差UAB=φA- φB，与参考点选择无关构建知识结构重力势能EP=mgh，与参考平面选取有关电势能EP=qφ，与参考平面选取有关重力做正功，重力势能减少（转化为其他形式的能）；重力做负功，重力势能增加WAB=EPA-EPB =-△EP
电场力做正功，电势能减少（转化为其他形式的能）；电场力做负功，电势能增加。WAB= EPA- EPB=-△EP电高度h与参考点的选取有关，具有相对性电势φ与参考点的选取有关，具有相对性课堂训练1．如图1所示，a、b为某电场线上的两点，那么以下的结论正确的是（ ）
A．把正电荷从a移到b，电场力做正功，电荷的电势能减少
B．把正电荷从a移到b，电场力做负功，电荷的电势能增加
C．把负电荷从a移到b，电场力做正功，电荷的电势能增加
D． 从a到b电势逐渐降低AD课堂训练2、有关电场中某点的电势，下列说法中正确的是（ ）
A、由放在该点的电荷所具有的电势能的多少决定
B、由放在该点的电荷的电量多少来决定
C、与放在该点的电荷的正负有关
D、是电场本身的属性，与放入该点的电荷情况无关D3、下列关于电势高低的判断正确的是（ ）负电荷从A移动到B时，外力做正功，A点的电势一定较高。
负电荷从A移动到B时，电势能增加，A点的电势一定较低。
负电荷从A移动到B时，电势能增加，A点的电势一定较高。
初速度为零的正电荷只在电场力的左右下从A移动到B，A点的电势一定较高。
CD课堂训练4、如图，某电场中的一条直线，一电子在a点由静止释放，它将沿直线向b点运动，下列说法正确的是（ ）该电场移动是匀强电场
场强Ea一定小于Eb
电子具有的电势能Epa>Epb
a点的电势一定低于b的电势CD课堂训练5、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（ ）粒子从K到L的过程中， 电场力做负功
粒子从L到M的过程中， 电场力做负功
粒子从K到L的过程中， 电势能增加
粒子从L到N的过程中， 动能减少AC课堂训练6、下列关于电场的描述，正确的是： A、电场中某点电势的大小、正负与零电势点的选取有关 B、电场中两点间的电势差与零电势点的选取有关 C、同一点电荷在电场中的不同点时，电荷的电势能较大处电势一定较高 D、同一点电荷在电场中任两点间移动时，若电场力做功相同，则两点间的电势差相同√√课堂训练重力场高度差重力做功高度电势差电势电势能电场力做功重力势能电场类比类比类比类比类比类比思想
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