物理：1.4《电势能和电势》基础知识讲解课件（新人教版选修3-1）
文档属性
| 名称 | 物理：1.4《电势能和电势》基础知识讲解课件（新人教版选修3-1） |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 120.3KB | ||
| 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 | 2011-09-21 07:58:24 | ||
图片预览
文档简介
(共23张PPT)
第四节 电势能和电势
学习目标：1.知道电场力做功的特点，理解电场力做功与电势能变化的关系.
2．理解电势能、电势的概念及相互关系.
3．理解等势面的概念及等势面和电场线的关系.
重点难点：电场力做功的特点及电场力做功与电势能变化的关系，电场线与等势面的关系及应用.
易错问题：用公式EpA＝qφA来判断电势能随电势变化情况时，要区分正、负电荷.
一、静电力做功的特点
1．在电场中移动电荷时，静电力做的功与 无关，只与 有关，可见静电力做功与 做功相似.
路径
实际
起始位置和终止位置
重力
2．在匀强电场中，电场力做的功为W＝qEd，其中d为沿 方向的位移.如教材P16图1.4－1所示，q沿直线从A移往B，沿折线ANB，沿曲线AB移往B，静电力做的功都是一样的.
电场
二、电势能
1．定义：电荷在电场中具有的势能，叫做电势能，静电力做的功等于电势能的 ，用公式表示 .
2．电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到 位置时所做的功.通常把电荷离场源电荷 的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零，可见电势能是相对的.
减少量
WAB＝EpA－EpB
零势能
无限远处
三、电势
1．电荷在电场中某点的电势能与它的电荷量的比值叫做这一点的电势.
2．电势的定义公式φ＝ ，单位是 ，符号是V.
3．电场线指向电势 的方向，电势也是相对的，常取离场源电荷无限远处电势为零，或大地的电势为零.电势可以是正值，也可以是负值，只有大小，没有方向，因此是 .
伏特
降低
标量
四、等势面
1．电场中 的各点构成的面叫做等势面.
2．等势面的特点
(1)在同一等势面上移动电荷时静电力 .
(2)电场线跟等势面 ，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面.
电势相同
不做功
垂直
一、电势能和重力势能的对比理解
两种势能
比较内容 电势能 重力势能
系统性 电荷和电场 物体和地球
大小的相对性 电荷在某点的电势能等于把电荷从该点移到零势能位置时静电力做的功 物体在某点的重力势能等于把物体从该点移到零势能位置时重力做的功
两种势能
比较内容 电势能 重力势能
变化大小的量度 电场力的功是电势能变化大小的量度，静电力做的功等于电势能的减少量 重力的功是重力势能变化大小的量度，重力做的功等于重力势能的减少量
对应力做功特点 做功多少只与始末位置有关，与经过的路径无关，且功等于势能的减少量
静电力做功和重力做功尽管有很多相似特点，但因地球产生的重力场只会对物体产生引力，但电场对电场中的电荷既可产生引力，也可产生斥力，所以计算电场力的功时要注意电荷的电性、移动的方向、场强的方向等，以便确定功的正负和电势能的变化情况.
二、对电势的理解和电势高低的判断
1．对电势概念的理解
(1)电势的相对性
①电势是相对的，只有先确定了零电势的位置，才能确定其他点的电势.
②电场中某点的电势跟零电势位置的选择有关.
③实际问题中，常选取无限远处电势为零，还常取大地电势为零.
(2)电势的固有性
电势φ是表示电场能量属性的一个物理量，电场中某点处φ的大小是由电场本身的条件决定的，与在该点处是否放着电荷、电荷的电性、电荷量均无关，这和许多用比值定义的物理量相同，如前面学过的电场强度E＝F/q.
(3)电势是标量
①电势是标量，只有大小，没有方向.
②电势有正、负，正值表示该点电势比零电势高，负值表示该点电势比零电势低.
③当规定了无限远处为零电势时，正电荷产生的电场中各点的电势均为正值，且越靠近正电荷的地方电势越高.负电荷形成的电场则相反.
2．电场中两点电势高低的判断方法
(1)根据电场力做功判断
①在两点间移动正电荷，如果电场力做正功，则电势降低；如果电场力做负功，则电势升高.
②在两点间移动负电荷，如果电场力做正功，则电势升高；如果电场力做负功，则电势降低.
(2)根据电场线方向判定
电场线的方向就是电势降低最快的方向.
(3)根据电荷电势能的变化判断
①在两点间移动正电荷时，电势能增加，则电势升高；电势能减小，则电势降低.
②在两点间移动负电荷时，电势能增加，则电势降低；电势能减小，则电势升高.
三、电势与电势能、电场强度的比较
1．电势与电势能的区别与联系
电势φ 电势能Ep
物理意义 反映电场的能的性质的物理量 电荷在电场中某点所具有的势能
相关因素 电场中某一点的电势的大小，只跟电场本身有关，跟点电荷q无关 电势能大小是由点电荷q和该点电势高低共同决定的
电势φ 电势能Ep
大小 电势沿电场线逐渐降落，选定零电势点后，某点的电势高于零者为正值；低于零者为负值 正点电荷(＋q)：电势能的正负跟电势的正负相同.负点电荷(－q)：电势能的正负跟电势的正负相反
单位 伏特(V) 焦耳(J)
2.电势和电场强度的关系
电势φ 电场强度E
物理意义 描述电场的能的性质 描述电场的力的性质
大小 (1)电场中某点的电势等于该点跟选定的标准位置(零电势点)间的电势差
(2)φ＝Ep/q，φ在数值上等于单位正电荷在电场中该点具有的电势能 (1)电场中某点的场强等于放在该点点电荷所受的电场力F跟点电荷电荷量q的比值
(2)E＝F/q，E在数值上等于单位正电荷在该点所受到的静电力
电势φ 电场强度E
矢标性 标量 矢量
单位 V V/m
联系 (1)电势沿着电场强度的方向降落
(2)它们大小之间不存在任何关系，电势为零的点，场强不一定为零；电势高的地方，场强不一定大；场强为零的地方，电势不一定为零；场强大的地方，电势不一定高
在应用公式φ＝ 计算时，应代入各量的正负号.
四、对等势面的认识
1．等势面的特点
(1)等势面一定与电场线垂直，即跟电场强度的方向垂直；
(2)在同一等势面上移动电荷时静电力不做功；
(3)电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面；
(4)任意两个等势面都不会相交，不相切.
2．几种典型电场的等势面
(1)点电荷电场中的等势面：是以点电荷为球心的一簇球面，如图1－4－1甲；
(2)等量异号点电荷电场中的等势面：是两簇对称的曲面，如图乙；
(3)等量同号点电荷电场中的等势面：是两簇对称的曲面，如图丙；
(4)匀强电场中的等势面：是垂直于电场线的一簇平面，如图丁；
(5)形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面，如图戊.
图1－4－1
第四节 电势能和电势
学习目标：1.知道电场力做功的特点，理解电场力做功与电势能变化的关系.
2．理解电势能、电势的概念及相互关系.
3．理解等势面的概念及等势面和电场线的关系.
重点难点：电场力做功的特点及电场力做功与电势能变化的关系，电场线与等势面的关系及应用.
易错问题：用公式EpA＝qφA来判断电势能随电势变化情况时，要区分正、负电荷.
一、静电力做功的特点
1．在电场中移动电荷时，静电力做的功与 无关，只与 有关，可见静电力做功与 做功相似.
路径
实际
起始位置和终止位置
重力
2．在匀强电场中，电场力做的功为W＝qEd，其中d为沿 方向的位移.如教材P16图1.4－1所示，q沿直线从A移往B，沿折线ANB，沿曲线AB移往B，静电力做的功都是一样的.
电场
二、电势能
1．定义：电荷在电场中具有的势能，叫做电势能，静电力做的功等于电势能的 ，用公式表示 .
2．电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到 位置时所做的功.通常把电荷离场源电荷 的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零，可见电势能是相对的.
减少量
WAB＝EpA－EpB
零势能
无限远处
三、电势
1．电荷在电场中某点的电势能与它的电荷量的比值叫做这一点的电势.
2．电势的定义公式φ＝ ，单位是 ，符号是V.
3．电场线指向电势 的方向，电势也是相对的，常取离场源电荷无限远处电势为零，或大地的电势为零.电势可以是正值，也可以是负值，只有大小，没有方向，因此是 .
伏特
降低
标量
四、等势面
1．电场中 的各点构成的面叫做等势面.
2．等势面的特点
(1)在同一等势面上移动电荷时静电力 .
(2)电场线跟等势面 ，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面.
电势相同
不做功
垂直
一、电势能和重力势能的对比理解
两种势能
比较内容 电势能 重力势能
系统性 电荷和电场 物体和地球
大小的相对性 电荷在某点的电势能等于把电荷从该点移到零势能位置时静电力做的功 物体在某点的重力势能等于把物体从该点移到零势能位置时重力做的功
两种势能
比较内容 电势能 重力势能
变化大小的量度 电场力的功是电势能变化大小的量度，静电力做的功等于电势能的减少量 重力的功是重力势能变化大小的量度，重力做的功等于重力势能的减少量
对应力做功特点 做功多少只与始末位置有关，与经过的路径无关，且功等于势能的减少量
静电力做功和重力做功尽管有很多相似特点，但因地球产生的重力场只会对物体产生引力，但电场对电场中的电荷既可产生引力，也可产生斥力，所以计算电场力的功时要注意电荷的电性、移动的方向、场强的方向等，以便确定功的正负和电势能的变化情况.
二、对电势的理解和电势高低的判断
1．对电势概念的理解
(1)电势的相对性
①电势是相对的，只有先确定了零电势的位置，才能确定其他点的电势.
②电场中某点的电势跟零电势位置的选择有关.
③实际问题中，常选取无限远处电势为零，还常取大地电势为零.
(2)电势的固有性
电势φ是表示电场能量属性的一个物理量，电场中某点处φ的大小是由电场本身的条件决定的，与在该点处是否放着电荷、电荷的电性、电荷量均无关，这和许多用比值定义的物理量相同，如前面学过的电场强度E＝F/q.
(3)电势是标量
①电势是标量，只有大小，没有方向.
②电势有正、负，正值表示该点电势比零电势高，负值表示该点电势比零电势低.
③当规定了无限远处为零电势时，正电荷产生的电场中各点的电势均为正值，且越靠近正电荷的地方电势越高.负电荷形成的电场则相反.
2．电场中两点电势高低的判断方法
(1)根据电场力做功判断
①在两点间移动正电荷，如果电场力做正功，则电势降低；如果电场力做负功，则电势升高.
②在两点间移动负电荷，如果电场力做正功，则电势升高；如果电场力做负功，则电势降低.
(2)根据电场线方向判定
电场线的方向就是电势降低最快的方向.
(3)根据电荷电势能的变化判断
①在两点间移动正电荷时，电势能增加，则电势升高；电势能减小，则电势降低.
②在两点间移动负电荷时，电势能增加，则电势降低；电势能减小，则电势升高.
三、电势与电势能、电场强度的比较
1．电势与电势能的区别与联系
电势φ 电势能Ep
物理意义 反映电场的能的性质的物理量 电荷在电场中某点所具有的势能
相关因素 电场中某一点的电势的大小，只跟电场本身有关，跟点电荷q无关 电势能大小是由点电荷q和该点电势高低共同决定的
电势φ 电势能Ep
大小 电势沿电场线逐渐降落，选定零电势点后，某点的电势高于零者为正值；低于零者为负值 正点电荷(＋q)：电势能的正负跟电势的正负相同.负点电荷(－q)：电势能的正负跟电势的正负相反
单位 伏特(V) 焦耳(J)
2.电势和电场强度的关系
电势φ 电场强度E
物理意义 描述电场的能的性质 描述电场的力的性质
大小 (1)电场中某点的电势等于该点跟选定的标准位置(零电势点)间的电势差
(2)φ＝Ep/q，φ在数值上等于单位正电荷在电场中该点具有的电势能 (1)电场中某点的场强等于放在该点点电荷所受的电场力F跟点电荷电荷量q的比值
(2)E＝F/q，E在数值上等于单位正电荷在该点所受到的静电力
电势φ 电场强度E
矢标性 标量 矢量
单位 V V/m
联系 (1)电势沿着电场强度的方向降落
(2)它们大小之间不存在任何关系，电势为零的点，场强不一定为零；电势高的地方，场强不一定大；场强为零的地方，电势不一定为零；场强大的地方，电势不一定高
在应用公式φ＝ 计算时，应代入各量的正负号.
四、对等势面的认识
1．等势面的特点
(1)等势面一定与电场线垂直，即跟电场强度的方向垂直；
(2)在同一等势面上移动电荷时静电力不做功；
(3)电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面；
(4)任意两个等势面都不会相交，不相切.
2．几种典型电场的等势面
(1)点电荷电场中的等势面：是以点电荷为球心的一簇球面，如图1－4－1甲；
(2)等量异号点电荷电场中的等势面：是两簇对称的曲面，如图乙；
(3)等量同号点电荷电场中的等势面：是两簇对称的曲面，如图丙；
(4)匀强电场中的等势面：是垂直于电场线的一簇平面，如图丁；
(5)形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面，如图戊.
图1－4－1