人教版高二物理选修3-1 1.4电势和电势能 课件(共38张PPT)

(共38张PPT)
做一做
：
一个试探电荷质量m=1x10-4kg、电荷量q=+4x10-9C，在场强E=5.0x106N/C的匀强电场中某点由静止释放,它将如何运动?
5s后它的速度是多少？动能是多少？（重力忽略不计）
沿电场方向做初速度为0的匀加速直线运动
a=200m/s2
v5=1000m/s
Ek=50J
力和运动的角度：
静电力产生加速度，电荷的速度增加。
功和能的角度：
静电力对电荷做功，电荷的动能增加。
什么能转化为动能呢?
1.4
.1
电势能
从能量的角度认识电场
类比学习法
类比法是根据两个（两类）对象之间在某方面的相同或相似，而推出它们在其他方面也可能相同或相似的逻辑推理方法。具体来说，A事物具有属性a、b、c，又具有属性d。如果B事物具有属性a、b、c，那么，B事物也可能具有属性d。是否真是这样，需要得到实验或实践的验证。
属性
静电场
重力场（引力场）
a
电荷周围的一种物质
地球周围的一种物质
b
对场中电荷有力的作用
对场中物体有力的作用
c
静电力：F=qE
重力：G=mg
性质d：
在重力场中，重力做功与路径无关。
在电场中，静电力做功也与路径无关吗？你将创设怎样的情境来论证这一问题呢？
如图，在匀强电场中把正电荷q沿三种不同的路径从A点移到B点，求静电力做的功分别是多少？
探究一、静电力做功的特点
B
M
A
F
?
q
+
甲
乙
丙
E
先独立思考，根据功的公式写出三种情况下的结果表达式，然后阅读课本相关内容，并做好自由发言准备。
探究一、静电力做功的特点
W
=
F·|AB|
cosθ
=
q
E·|AM|
1.将电荷q从A沿直线移至B:
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|
探究一、静电力做功的特点
3.将电荷q从A沿曲线移至B:
W
=
W1
+
W2
+
W3
+…
=
q
E·|AM|
W1
=
q
E
·x1
W2
=
q
E
·x2
W3
=
q
E
·x3
…
…
…
…
x1
+
x2
+
x3
+…=?
X1
x2
探究一、静电力做功的特点
微元法
4.将电荷q从A沿其它曲线移至B，静电力做功？
5.
如果移动负电荷，1—4结论又如何？
说一说：
静电力做功有什么特点？
在电场中移动电荷时,静电力做的功
与电荷经过的路径无关,与电荷的起始位置和
终点位置有关。
此特点对匀强电场和非匀强电场都适用。
电势能：由于移动电荷时静电力做功与路径无关,电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做电势能。用Ep表示。
性质e：
在重力场中，由于移动物体时重力做功与路径无关，同一物体在地面附近的同一位置才具有确定的重力势能。在静电场中，移动电荷时静电力做功也与路径无关，是否也存在与位置有关的势能呢？这种势能叫什么呢？
性质f：
在重力场中，重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加。
用公式表示：WAB=EPA-EPB=ΔEP减
在静电场中，是否也有“静电力做正功，电势能减少；静电力做负功，电势能增加。”的规律呢？
探究二:静电力做功与电势能变化的关系
下列电荷在电场中移动时,静电力做什么功?电荷的电势能如何变化?
若在电场中移动的是负电荷呢?
静电力对电荷做正功,电荷的电势能减少
静电力对电荷做负功,电荷的电势能增加
如图1所示，a、b为某电场线上的两点，试比较电荷+q在A、B两点具有的电势能的多少。
练一练
电势能具有相对性。
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。即
EPA=WAB
性质g：
重力势能具有相对性。只有选取了零势能参考平面才能确定物体在某一位置具有的重力势能。选取的参考平面不同，物体在某一位置的重力势能数值也不同。
(通常把离场源无限远处或大地表面的电势能规定为零)
电势能也具有相对性吗？怎样确定电荷在电场中某一位置具有的电势能数值呢？
WAB
=
EPA
-
EPB
整体感知:
这节课我们学习了哪些内容？
3.静电力做功与电势能变化的关系：
3.静电力对电荷做正功
,电荷的电势能减少
WAB
=
EPA
-
EPB
静电力做的功等于电势能的减少量.
总结
提高：
4.
电荷在某点的电势能,等于把它从该点移动到零势能位置时静电力所做的功。即
EP=W
(通常把离场源无限远处或大地表面的电势能规定为零)
2.
电势能：由于移动电荷时静电力做功与路径无关,电荷在电场中也具有势能，这种势能叫电势能。用Ep表示。
5.电势能具有相对性、系统性。
1.
静电力做功的特点：在电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，与路径无关。
(负功)
(增加)
有一电荷q=
-3
X
10-6
C的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服静电力做功6X10-4J。求：
1、电荷的电势能怎样变化?变化了多少？
2、若以B为零势能点，电荷在A点时的电势能EPA为多少？
3、如果把该电荷从B点移到C点时静电力做功9X10-4J，电荷的电势能怎样变化？变化多少？
4、若选C点的电势能为零，则电荷在A点时的电势能EPA’为多少？
5、通过这一例题，你有什么收获？
案例探究:
增加了6x10-4J。
=-6x10-4J。
减少了9x10-4J。
=3x10-4J。
取不同的零势能点，电荷的电势能是不同的。
课堂练习
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？
总结·提高
1.静电力做功与电势能变化的关系：
WAB
=
EPA
-
EPB
静电力做正功，电势能减少；静电力做负功，电势能增加。
2.
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。即
EP=W。
3.选取不同的零势能参考点，同一电荷在电场中同一位置具有的电势能数值不同。即电势能具有相对性。
课堂练习
2、一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场力做了5×10－6J的功，那么
(
)
A．电荷在B处时将具有5×10－6J
的电势能
B．电荷在B处将具有5×10-6J
的动能
C．电荷的电势能减少了5×10-6J
D．电荷的动能增加了5×10-6J
3、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，电荷的电势能减少
D．把负电荷从a移到b，电场力做负功，电荷的电势能增加
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总结·升华
1、静电力做功与电势能变化的关系：
WAB
=
EPA
-
EPB
静电力做正功，电势能减少；静电力做负功，电势能增加。
2、在电场中相同的两点间移动正、负时，静电力做功的正负和电势能的增减是相反的。
3、沿着电场线方向移动正（负）电荷时，静电力做正（负）功，电势能减少（增加）。。