人教版高中物理 选修3-1 1.4 电势能和电势(35ppt)

课件35张PPT。电势能和电势——从能的角度描述电场复习回顾1、功的计算：2、重力做功有什么特点？●与路径无关,由初末位置的高度差来决定.●WG与重力势能的关系.●重力势能是相对的,有零势能面.(人为选定)
●重力势能具有系统性一、静电力做功的特点 正电荷q在电场强度为E的匀强电场中由A运动到M电场力做功吗？做了多少功？qAMW=qE·｜AM｜F求试探电荷＋q沿直线Ab和曲线AB移动到B时电场力做的功：结论：
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。二、电势能AB在电场中A位置将一个试探电荷+q静止释放，那么试探电荷将加速向B运动
由能量守恒定律得：变形得：由动能定理得：故：再次体现：功是能量转化的量度微元法是一种思维方法，是先分割逼近，找到规律，再累计求和，达到了解整体。先取出该事件的某一微小单元进行分析，通过对微元的细节的物理分析和描述，最终解决整体的方法。由于所取的“微元” 最终必须参加叠加演算，所以，对“微元” 及相应的量的最基本要求是：应该具备“可加性”；做到“不遗漏”、“不重复”的完整叠加，“微元法”通俗地说就是把研究对象分为无限多个无限小的部分，取出极小的一部分进行分析，从局部到全体综合起来加以考虑的科学思维方法，在这个方法里充分的体现了积分的思想。●微元法“微”的目的是为了“积”。微元法的实质是：去弯取直，以不变代变试探电荷+q所受的力为变力，从A到B过程中，电场力所做的功，在数学上是有办法求得的！此时，我们也仅仅是知道电场力所的功，即电势能的变化量，或者说 的值！！！现在的问题是：●零势能点为了确定电荷在某一点具有的电势能，必须选择零势能点通常选择无穷远处或大地为零势能点电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该处移动到零势能位置所做的功●关于电势能的理解概念：电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能，叫电势能。 1.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，电荷的电势能减小3.电势能是相对的，与零电势能点的选择有关4.电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性5.电势能是标量●重力势能和电势能比较重力场中，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由物体和参考平面间的相对位置决定EP由电荷与零势能点的相对
位置决定W重 = EP1-EP2W电 = EPA-EPB 电场的力的性质我们必须用场强E来描述，那么电场的能的性质我们又应该用什么物理量来描述呢？能否用“电势能”呢？ 电场的能的性质也是电场本身的一种属性，它只能由场源本身所决定，而与电场中有无放入试探电荷无关。而电势能的大小是与试探电荷的电量q有关的（因q越大，其所受电场力就越大，具有的做功本领大，电势能也就大），故不能用“电势能”来描述电场的能的性质，我们引入一个新的物理量——“电势”来表示它。●思考与讨论电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值2. 公式:3. 单位: 伏特 符号为V1 V = 1 J/C三. 电势——从能的角度描述电场1. 定义:4.大小：电场中某点的电势在数值上等于单位正电荷在那一点所具有的电势能●对电势的理解 1：电势的相对性：某点电势的大小是相对于零点电势而言的。零电势的选择是任意的，一般选地面和无穷远为零势能面。2：电势的固有性：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。3：电势是标量4：计算时都 带正负号。●重要结论1.沿着电场线，电势降低；（简单证明如下）2.电场中同一位置，+q和-q具有的电势能互为相反数3.零电势能点即为零电势点4.电势是标量,只有大小,没有方向.(负电势表示该处的电势比零电势处电势低.)●高度和电势的类比重力场中，同一物体在不同位置，Ep不同。电场中，同一电荷在电场中的不同位置,EP不同。不同物体在同一位置，
Ep正比于质量m不同电荷在同一位置，
EP正比于电量qEp/m = gh，h只与相对位置有关EP/q 叫做电势 ， 只与相对位置有关 ●比较相同相同等大
反向
四:关于公式 的理解回顾：讨论1：+q和-q分别从A移动到B，电场力做功情况讨论2：将+q分别从A移动到B和从B移动到A，
两过程中电场力做功情况使用公式 时，各个量必须带符号运算！地理上，等高线表示地势的高低。
在电场中常用等势面来表示电势的高低。
电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面五：等势面●等势面的特征1、等势面一定跟电场线垂直，在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功；2、电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面，任意两个等势面都不会相交；3、等差等势面越密的地方电场强度越大4.电场强度沿电势降低最快的方向A3●电场强度沿电势降低最快的方向OA1A2A4例1．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典型例题剖析
例2：A和B为电场中某条电场线上的点，如图：将q=4×10-9的正电荷从A点移到B点需克服电场力做功5 ×10-7J，
⑴电场方向由A→B还是B→A？
⑵电荷在哪点时电势能大？大多少？
AB 例3. 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.解:设场外一点P的电势为 点评:电势的确定首先要确定零电势处,且电势可以为负.例5：如图所示，虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为 、 和 ，一带正电粒子射入电场中，其运动轨迹如实线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M的过程中，动能减少例6：如图所示，三个等差等势面上有a、b、c、d四点，若将一个正电荷由c经a移动到d电场力做正功W1，若由c经b移动到d电场力做正功W2，则：例7.如图所示，a、b、c、d为某电场中的等势面，一带正电粒子飞入电场后只在电场力作用下沿M点到N点的虚线运动．由图可知，四个等势面电势Ua、Ub、Uc、Ud由高到低的排列顺序是_______，带电粒子在M、N两点中，电势能较大的是_________点．例8.图一表示等量异种电荷P和Q形成的电场内的一簇等势面，求
（1）P、Q各带何种电荷
（2）把q=10－7C的正点电荷从A移到B，电场力做多少功？
（3）把q从B移到C电场力做多少功？
（4）把q从C移到A电场力做多少功？
（5）q从A出发经过B和C回到A的过程中电场力对电荷做的总功为多少？
例9.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最小，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