第4节 电势能和电势40张PPT
文档属性
| 名称 | 第4节 电势能和电势40张PPT |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 2.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2018-08-02 19:51:34 | ||
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文档简介
课件40张PPT。教学目标：1. 知道静电力做功与路径无关的特点；
2. 理解静电力做功与电势能变化的关系，认识电势能的相对性；
3. 知道电势的定义方法及其定义式、单位。第一章 静电场第4节 电势能和电势 人教版选修3-1类比：思考：将一试探电荷电场中无初速释放，它将在电场力作用下加速运动，其动能将会增大。是什么力对其做功，从而使其动能增大？是什么能转化为试探电荷的动能？电场对试探电荷的电场力!研究电场力做功有什么特点!探究1：将试探电荷+q从场强为E的匀强电场中，求下面各种情形时电场力所做的功。E1)沿直线AMAB2)沿直线ABMθ探究2：将试探电荷+q从场强为E的匀强电场中的A点沿不同路径移到B点，求下面各种情形时电场力所做的功。E1)沿直线ABAB2)沿折线AMBM3)沿曲线ANBNθ一.电场力做功的特点1.匀强电场中，电场力做功与路径无关，l为电荷沿电场方向上通过的位移功的正负需根据具体情形判断讨论：在任何静电场中，电场力做功都与路径无关吗？结论：在任何静电场中，电场力做功都与路径无关重力做功与路径无关电场力做功与路径无关位于各种电场中的电荷具有电势能处于地球重力场中的物体具有重力势能类比：二.电势能1.定义：电荷在电场中具有的、与电荷和电场的相对位置有关的势能称为电势能2.在某过程中，电场力所做的功等于电势能的减小量电场力做正功，电势能减小电场力做负功，电势能增大二.电势能重力势能是相对的电势能也是相对的3.电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功(与重力势能相类比)通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零。二.电势能4.等量异种电荷在电场中同一点所具有的电势能相反沿电场线方向移动正电荷，其电势能减小与引力场的性质不同沿电场线方向移动负电荷，其电势能增大场源电荷试探电荷Qqq在电场中不同位置所具有的电势能一般不同设q在该位置所具有的电势能为Ep，则电荷量为2q的点电荷在该位置所具有的电势能为？……3q……电势能不仅与电场性质有关，还与试探电荷有关，故不能反应电场本身的性质。应找一与试探电荷无关的物理量，这个物理量是？探究3：EAθOl令电荷在O点的电势能为零，电荷q在A点的电势能为多少？可见电势能与试探电荷的电量成正比，在同一点，其比值(Elcosθ)一定，且与试探电荷无关该比值(Elcosθ)反映了电场本身的性质三.电势1.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。2.定义式：(运算时代入电荷的正负号)3.单位：伏特简称：“伏”符号：V4.是标量，无方向5.相对性：电势是相对的(类似于高度是相对的)实际应用中常取大地为电势零点理论研究中常选取无限远处为电势零点电势有正、负之分电势的正负表示电势的高低数值上等于将单位正电荷由某点移至参考点时电场力所做的功EAθOl1如图所示，已知E、 l1、l2、θ，求A、B两点的电势各为多大？思考：电势与试探电荷的正、负；带电的多少有关吗？l2B必须先规定零电势点!(取O点的电势为零)E沿电场线方向移动正电荷电场力做正功电势能减小电势降低沿电场线方向移动负电荷电场力做负功电势能增大电势降低推广：不论电场线是否是直线，都有此结论三.电势1.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。2.定义式：(运算时代入电荷的正负号)3.单位：伏特简称：“伏”符号：V4.是标量，无方向5.相对性：电势是相对的(类似于高度是相对的)6.高低判断：沿电场线方向电势逐渐降低7.电势与电势能正电荷在电势越高处电势能越大负电荷在电势越高处电势能越小思考与讨论各种势能都是空间点的函数，即一个点对应一个确定的值，如果做不到，就不可能定义某种势能。分析某种力做功的特点，就能知道是否“一个点对应一个确定的值”。我们不妨假设电荷从电势能为零处沿不同路径移动到电场中另一点P，如果移动电荷时静电力的功不同，那么，同一电荷在同一点P的“势能”就不同，这样，P点“势能”就没有了确定的意义，所以，也就不能建立电势的概念了。如果电场力做功与路径有关,还能建立电势能的概念吗?如果某种性质的力做功与路径无关,则可建立某种势能课后作业：思考与讨论：如果电场力做功与路径有关,还能建立电势能的概念吗?1．下列说法正确的是 （ ）
A．在电场中顺着电场线方向移动电荷，电场力做功，电荷电势能减少
B．在电场中逆着电场线方向移动电荷，电场力做功，电荷电势能减少
C．在电场中顺着电场线方向移动正电荷，电场力做正功，电荷电势能减少
D．在电场中逆着电场线方向移动负电荷，电场力做负功，电荷电势能增加2．如图所示，A、B、C为电场中同一电场线上的三点，设电荷在电场中只受电场力作用，则下列说法正确的是 （ ）
A．若在C点无初速释放正电荷， 电荷向B运动，电势能减小
B．若在C点无初速释放正电荷，
电荷向B运动，电势能增大
C．若在C点无初速释放负电荷，
电荷向A运动，电势能增大
D．若在C点无初速释放负电荷，
电荷向A运动，电势能减小 例1：有一电量为q=-3×10-6C的点电荷，从电场中的A点移到B点，克服静电力做功6×10-4J，从B点移到C点过程中静电力做功WBC=9×10-4J。求： (1)以B为零势能点，电荷在A点时的电势能EpA1为多大？ (2)如选取C点的电势能为零，则电荷在A点时的电势能EpA2又是多大？例2：一个带电量为q=-3×10-6C的点电荷，在电场中的A点处时所具有的电势能为6×10-4J，则将其从无穷远处移到电场中的A点过程中，静电力做功为多少？求电势能的方法小结：思考：下图分别为等量异种电荷、等量同种电荷的电场，AOB都是两场源电荷连线的中垂线，把正试探电荷从O沿OA移至无穷远处，电场力做功如何？电荷的电势能如何变化？若试探电荷带负电呢？四.几种典型电场中各点的电势取无穷远处的电势为零正点电荷电场中各点的电势大于零负点电荷电场中各点的电势小于零各点的电势大于零左侧小于零；右侧大于零五.等势面1.定义：电场中电势相同的各点构成的面正点电荷电场的等势面是以场源电荷为球心的一族球面在同一等势面上任意两点间移动电荷，电场力不做功电场线与等势面互相垂直(1)点电荷的电场通常画等势面时，相邻两等势面的电势之差值相等ABC比较A、B、C三点的电势高低等势面与等高线相类比！！！若场源电荷为负呢？(2)等量异种电荷的电场1o中垂面上各点电势为零2o正电荷一侧的电势为正3o负电荷一侧的电势为负对应的等高线(3)等量同种电荷的电场各点电势都大于零若是等量的负电荷呢？对应的等高线(4)匀强电场EABCDE哪个等势面的电势最高？(5)枕形带电体周围的电场其表面是一等势面离其无穷远处的等势面接近一球面五.等势面1.定义：电场中电势相同的各点构成的面2.作用：形象地描述电场能的性质3.在同一等势面上任意间移动电荷，电场力不做功4.电场线一定与等势面垂直5.等差等势面密集处，电场线也密集，场强越大6.等势面可以是闭合的，也可能是不闭合的3．如图，在点电荷＋Q电场中，以＋Q为球心的同一球面上有A、B、C三点，把正检验电荷从球内P点移到A、B、C各点时电场力作功WPA、WPB、WPC的大小关系为________．4．如图所示，绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为E．在与环心等高处放有一质量为m、带电＋q的小球，由静止开始沿轨道运动，下述说法正确的是 （ ）
A．小球在运动过程中机械能守恒
B．小球经过环的最低点时速度最大
C．小球经过环的最低点时对轨道压力为（mg＋Eq）
D．小球经过环的最低点时对轨道压力为3（mg－qE）5．如图所示，在水平方向的匀强电场中，一个质量为m的带正电的小球，从O点出发，初速度的大小为v0，在电场力与重力的作用下，恰能沿与场强的反方向成θ角的直线运动。求小球运动到最高点时其电势能与在O点的电势能之差。 教学后记：
2. 理解静电力做功与电势能变化的关系，认识电势能的相对性；
3. 知道电势的定义方法及其定义式、单位。第一章 静电场第4节 电势能和电势 人教版选修3-1类比：思考：将一试探电荷电场中无初速释放，它将在电场力作用下加速运动，其动能将会增大。是什么力对其做功，从而使其动能增大？是什么能转化为试探电荷的动能？电场对试探电荷的电场力!研究电场力做功有什么特点!探究1：将试探电荷+q从场强为E的匀强电场中，求下面各种情形时电场力所做的功。E1)沿直线AMAB2)沿直线ABMθ探究2：将试探电荷+q从场强为E的匀强电场中的A点沿不同路径移到B点，求下面各种情形时电场力所做的功。E1)沿直线ABAB2)沿折线AMBM3)沿曲线ANBNθ一.电场力做功的特点1.匀强电场中，电场力做功与路径无关，l为电荷沿电场方向上通过的位移功的正负需根据具体情形判断讨论：在任何静电场中，电场力做功都与路径无关吗？结论：在任何静电场中，电场力做功都与路径无关重力做功与路径无关电场力做功与路径无关位于各种电场中的电荷具有电势能处于地球重力场中的物体具有重力势能类比：二.电势能1.定义：电荷在电场中具有的、与电荷和电场的相对位置有关的势能称为电势能2.在某过程中，电场力所做的功等于电势能的减小量电场力做正功，电势能减小电场力做负功，电势能增大二.电势能重力势能是相对的电势能也是相对的3.电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功(与重力势能相类比)通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零。二.电势能4.等量异种电荷在电场中同一点所具有的电势能相反沿电场线方向移动正电荷，其电势能减小与引力场的性质不同沿电场线方向移动负电荷，其电势能增大场源电荷试探电荷Qqq在电场中不同位置所具有的电势能一般不同设q在该位置所具有的电势能为Ep，则电荷量为2q的点电荷在该位置所具有的电势能为？……3q……电势能不仅与电场性质有关，还与试探电荷有关，故不能反应电场本身的性质。应找一与试探电荷无关的物理量，这个物理量是？探究3：EAθOl令电荷在O点的电势能为零，电荷q在A点的电势能为多少？可见电势能与试探电荷的电量成正比，在同一点，其比值(Elcosθ)一定，且与试探电荷无关该比值(Elcosθ)反映了电场本身的性质三.电势1.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。2.定义式：(运算时代入电荷的正负号)3.单位：伏特简称：“伏”符号：V4.是标量，无方向5.相对性：电势是相对的(类似于高度是相对的)实际应用中常取大地为电势零点理论研究中常选取无限远处为电势零点电势有正、负之分电势的正负表示电势的高低数值上等于将单位正电荷由某点移至参考点时电场力所做的功EAθOl1如图所示，已知E、 l1、l2、θ，求A、B两点的电势各为多大？思考：电势与试探电荷的正、负；带电的多少有关吗？l2B必须先规定零电势点!(取O点的电势为零)E沿电场线方向移动正电荷电场力做正功电势能减小电势降低沿电场线方向移动负电荷电场力做负功电势能增大电势降低推广：不论电场线是否是直线，都有此结论三.电势1.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。2.定义式：(运算时代入电荷的正负号)3.单位：伏特简称：“伏”符号：V4.是标量，无方向5.相对性：电势是相对的(类似于高度是相对的)6.高低判断：沿电场线方向电势逐渐降低7.电势与电势能正电荷在电势越高处电势能越大负电荷在电势越高处电势能越小思考与讨论各种势能都是空间点的函数，即一个点对应一个确定的值，如果做不到，就不可能定义某种势能。分析某种力做功的特点，就能知道是否“一个点对应一个确定的值”。我们不妨假设电荷从电势能为零处沿不同路径移动到电场中另一点P，如果移动电荷时静电力的功不同，那么，同一电荷在同一点P的“势能”就不同，这样，P点“势能”就没有了确定的意义，所以，也就不能建立电势的概念了。如果电场力做功与路径有关,还能建立电势能的概念吗?如果某种性质的力做功与路径无关,则可建立某种势能课后作业：思考与讨论：如果电场力做功与路径有关,还能建立电势能的概念吗?1．下列说法正确的是 （ ）
A．在电场中顺着电场线方向移动电荷，电场力做功，电荷电势能减少
B．在电场中逆着电场线方向移动电荷，电场力做功，电荷电势能减少
C．在电场中顺着电场线方向移动正电荷，电场力做正功，电荷电势能减少
D．在电场中逆着电场线方向移动负电荷，电场力做负功，电荷电势能增加2．如图所示，A、B、C为电场中同一电场线上的三点，设电荷在电场中只受电场力作用，则下列说法正确的是 （ ）
A．若在C点无初速释放正电荷， 电荷向B运动，电势能减小
B．若在C点无初速释放正电荷，
电荷向B运动，电势能增大
C．若在C点无初速释放负电荷，
电荷向A运动，电势能增大
D．若在C点无初速释放负电荷，
电荷向A运动，电势能减小 例1：有一电量为q=-3×10-6C的点电荷，从电场中的A点移到B点，克服静电力做功6×10-4J，从B点移到C点过程中静电力做功WBC=9×10-4J。求： (1)以B为零势能点，电荷在A点时的电势能EpA1为多大？ (2)如选取C点的电势能为零，则电荷在A点时的电势能EpA2又是多大？例2：一个带电量为q=-3×10-6C的点电荷，在电场中的A点处时所具有的电势能为6×10-4J，则将其从无穷远处移到电场中的A点过程中，静电力做功为多少？求电势能的方法小结：思考：下图分别为等量异种电荷、等量同种电荷的电场，AOB都是两场源电荷连线的中垂线，把正试探电荷从O沿OA移至无穷远处，电场力做功如何？电荷的电势能如何变化？若试探电荷带负电呢？四.几种典型电场中各点的电势取无穷远处的电势为零正点电荷电场中各点的电势大于零负点电荷电场中各点的电势小于零各点的电势大于零左侧小于零；右侧大于零五.等势面1.定义：电场中电势相同的各点构成的面正点电荷电场的等势面是以场源电荷为球心的一族球面在同一等势面上任意两点间移动电荷，电场力不做功电场线与等势面互相垂直(1)点电荷的电场通常画等势面时，相邻两等势面的电势之差值相等ABC比较A、B、C三点的电势高低等势面与等高线相类比！！！若场源电荷为负呢？(2)等量异种电荷的电场1o中垂面上各点电势为零2o正电荷一侧的电势为正3o负电荷一侧的电势为负对应的等高线(3)等量同种电荷的电场各点电势都大于零若是等量的负电荷呢？对应的等高线(4)匀强电场EABCDE哪个等势面的电势最高？(5)枕形带电体周围的电场其表面是一等势面离其无穷远处的等势面接近一球面五.等势面1.定义：电场中电势相同的各点构成的面2.作用：形象地描述电场能的性质3.在同一等势面上任意间移动电荷，电场力不做功4.电场线一定与等势面垂直5.等差等势面密集处，电场线也密集，场强越大6.等势面可以是闭合的，也可能是不闭合的3．如图，在点电荷＋Q电场中，以＋Q为球心的同一球面上有A、B、C三点，把正检验电荷从球内P点移到A、B、C各点时电场力作功WPA、WPB、WPC的大小关系为________．4．如图所示，绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为E．在与环心等高处放有一质量为m、带电＋q的小球，由静止开始沿轨道运动，下述说法正确的是 （ ）
A．小球在运动过程中机械能守恒
B．小球经过环的最低点时速度最大
C．小球经过环的最低点时对轨道压力为（mg＋Eq）
D．小球经过环的最低点时对轨道压力为3（mg－qE）5．如图所示，在水平方向的匀强电场中，一个质量为m的带正电的小球，从O点出发，初速度的大小为v0，在电场力与重力的作用下，恰能沿与场强的反方向成θ角的直线运动。求小球运动到最高点时其电势能与在O点的电势能之差。 教学后记：