新教材物理必修第三册 10.1 电势能和电势 课件（30张ppt）

课件30张PPT。第1节 电势能和电势1. 通过讨论静电力对试探电荷做功，知道静电力做功与路径无关的特点。
2. 将静电力做功与重力做功进行类比，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公式、单位。
4. 知道等势面的定义，知道电场线一定垂直于等势面。学习目标复习回顾1、功的计算：2、重力做功有什么特点？(1)与路径无关,由初末位置的高度差来决定.(2)WG与重力势能的关系.(3)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功是能量转化的量度！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移动到B时电场力做的功：FM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。(对于非匀强电场也适用) 将+q由A移到B的过程电场力对电荷做功为：将-q由A移到B的过程，电场
力对电荷做功为：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
为什么能呢？
二、电势能电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能，叫电势能。物体被举高具有重力势能。1、电荷在电场中具有电势能。 重力对物体做正功，物体的重力势能减小 2、电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小 重力对物体做负功，物体的重力势能增大 3、电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大 重力做多少功，物体重力势能就变化多少。 4、电场力做多少功，电荷电势能就变化多少。重力势能是相对的，与零势能面有关5、电势能是相对的，与零电势能面有关,常把无限远或大地规定为零电势重力势能是物体和地球所共有的，6、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性7、电势能是标量由此可见，电场力做功与重力做功，电势能与重力势能都很相似，所以大家在学习电势能过程中应该多联系重力做功与重力势能的关系帮助理解电势能。 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？电势电势：描述电场的能的性质的物理量。如图所示，设想把一试探电荷+q 放在电场中某处A或B。它们在电场力F的作用下均移至无限远处。则有：WA>WB那么怎样去衡量电场的能的性质、怎样去定义“电势”呢？EpA-0>EpB-0同理可知：若试探电荷为-q，也有：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。三. 电势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/C1. 定义: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EP,q, 都带正负号。 1.沿着电场线方向,电势将怎样变化?电场线指向电势降低的方向2.如何确定电场中某点的电势?(提示:类比于电势能的确定.)与电势能的情况相似,应先确定电场中某点的电势为零.(通常取离场源电荷无限远处或大地的电势为零.)3.电势为负数时,负号表示方向吗?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.)思考 在上面关于电势能和电势的讨论及插图中,我们一直把试探电荷q当作正电荷处理.请把q当做负电荷,重复以上讨论.其结果与上面的结果是否一致?四 等势面地理上，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等势面的特点：
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几种典型电场的等势面：1、点电荷电场中的等势面：
以点电荷为球心的一簇球面2、等量异种点电荷电场中的等势面：
两簇对称曲面3、等量同种点电荷电场中的等势面：
两簇对称曲面5、匀强电场中的等势面：
垂直于电场线的一簇平面4、形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面题1［2019·河北行唐一中高二期中］有两个带电小球的电荷量分别为+q、-q，固定在一长度为L的绝缘细杆的两端，置于电场强度为E的匀强电场中，杆与电场强度方向平行，其位置如图所示，若此杆绕过O点且垂直于杆的轴转过180°，在此过程中静电力做功为（　　）
A.0　　　B.qEL　　　C.2qEL　　　D.πqEL常考题型题组一　静电力做功的特点C【解析】　细杆转动过程中，带正电荷的小球受力方向与运动方向的夹角为锐角，静电力做正功，W1>0，为qEL；同理可知，静电力对带负电荷的小球也做正功，W2>0，为qEL。静电力对两小球所做的功：W=W1+W2=2qEL。题2如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，ab=5 cm，bc=12 cm，其中ab沿电场方向，bc和电场方向成60°角，一个电荷量为q=4×10-8 C的正电荷从a移到b时静电力做的功为W1=1.2×10-7 J，求：
（1）匀强电场的电场强度E的大小；
（2）电荷从b移到c，静电力做的功W2。题组二　静电力做功与电势能变化的关系题3［多选］如图所示，在y轴上关于O点对称的A、B两点分别有等量同种点电荷+Q，在x轴上C点有点电图荷-Q，且CO=OD，∠ADO=60°。下列判断正确的是 （　　）
A. O点的电场强度为零
B. D点的电场强度为零
C.若将点电荷+q从O点移向C点，电势能增加
D.若将点电荷-q从O点移向C点，电势能增加【解析】　A错：A、B两点电荷在O点产生的合电场强度为0，而C点电荷在O点产生的电场强度方向向左，故O点的合电场强度方向向左。
B对：同理可知，D点的合电场强度为0。
C错，D对：OC间各点的合电场强度方向向左，若将点电荷+q从O点移向C点，静电力做正功，电势能减少；若将点电荷-q从O点移向C点，静电力做负功，电势能增加。B题4［2019·湖南长沙长郡中学高二模块检测］［多选］如图为一匀强电场，某带电粒子从A点运动到B点。在这一运动过程中克服重力做的功为2.0 J，静电力做的功为1.5 J。则下列说法正确的是 （　　）
A.粒子带负电
B.粒子在A点的电势能比在B点少1.5 J
C.粒子在A点的动能比在B点多0.5 J
D.粒子在A点的机械能比在B点少1.5 JCD题组三　电势能大小的判断题5［2019·河北武邑中学高二期末］［多选］以无穷远处电势为零，下列关于电势与电势能的说法正确的是（　　）
A.电荷在电场中电势高的地方电势能大
B.在电场中的某点，电荷量大的电荷具有的电势能比电荷量小的电荷具有的电势能大
C.在正点电荷形成的电场中的某点，正电荷具有的电势能比负电荷具有的电势能大
D.在负点电荷形成的电场中的某点，正电荷具有的电势能比负电荷具有的电势能小【解析】　A、B错：不管是正电荷还是负电荷，比较不同位置的电势能大小关系时，要看静电力的做功情况，电场力做正功，电势能减小。
C、D对：规定无穷远处的电势为零，正点电荷附近各点的电势都大于零，则某位置处正电荷的电势能比负电荷的电势能大；反之，负点电荷附近各点的电势都小于零，某位置处负电荷的电势能大于正电荷的电势能。CD?BC题7［2019·山东新泰二中高二期中］假设空间某一静电场的电势φ随x的变化情况如图所示，根据图中信息可以确定下列说法中正确的是（　　）
A.0～x1范围内各点电场强度的方向均与x轴平行
B.只在静电力作用下，正电荷沿x轴从0运动到x1，可做匀减速直线运动
C.负电荷沿x轴从x2移到x3的过程中，静电力做正功，电势能减小
D.负电荷在x3处电势能大于其在x5处的电势能解析：A错：0~x1范围内各点电势相等，是一个等势面，故电场强度的方向均与x轴垂直。
B错：只在静电力作用下，正电荷沿x轴从0运动到x1，静电力做功为0，故可做匀速直线运动。
C对：x2处的电势小于x3处的电势，故负电荷沿x轴从x2移到x3的过程中，静电力做正功，电势能减小。
D错：因为x3处电势大于x5处的电势，故负电荷在x3处电势能小于其在x5处的电势能。C谢谢！