高中物理新课标版人教版选修3-1课件：1.4 电势能和电势

电势能和电势从能量的角度认识电场\n复习回顾1、功的计算：2、重力做功的特点：(1)与路径无关,由初末位置的高度差来决定.(2)重力做功WG与重力势能变化的关系(3)重力势能是相对的,须选定零势能参考面功是能量转化的量度！重力做正功，重力势能减少重力做负功，重力势能增加\n一个试探电荷在电场中某点由静止释放,将如何运动?E在电场力作用下电荷做加速运动,一段时间后获得一定的速度,试探电荷的动能增加.+F什么能转换为动能的呢?\n一、静电力做功的特点※在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷经过的路径无关,只与电荷的起始位置和终止位置有关。对于非匀强电场也适用B+MAFөq+WAB=F·|AB|cosθ=qE·|AM|把正电荷沿不同路径从A点移到B电场力做功？\n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？\n二、电势能电场中的电荷由于受到电场力作用而具有的势能。\n正电荷从A点移到B点时,静电力做正功,电荷的电势能减少.正电荷从B点移到A点时,静电力做负功,即电荷克服静电力做功,电荷的电势能增加.ABE+vABE+v如果是负电荷情况相反\n二、电势能1、电荷在电场中具有与其位置有关的能量叫电势能。2、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，电荷的电势能增大电场力做的功等于电势能的减少量\n例1.如图,在场强的匀强电场中,点电荷q=+1c从A移动到B,AB相距L=1m,电场力做功为多少?电势能如何变化?电荷在B点具有的电势能多大？电势能减少EqFAB设A点的电势能WAB=EPA－EPB=103J电势能为负表示的物理意义是什么？+\n通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上电势能规定为零。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\n电势能为负表示电荷在该处的电势能比零还要小.4、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性3、电势能是相对的，与零电势能面有关5、电势能是标量\n重力势能和电势能类比重力场中，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由物体和地面间的相对位置决定EP由电荷间的相对位置决定电场力做正功，电势能就减少电场力做负功，电势能就增加电场力作功，电势能改变重力做功，重力势能改变重力做正功，重力势能就减少重力做负功，重力势能就增加W重=EP1-EP2W电=EPA-EPB\n\n三、电势定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值公式:(计算时要代入正负号)单位:伏特(V)1V=1J/C标量(有正负)电势具有相对性：确定电势,应先规定电场中某处的电势为零.(通常规定离场源电荷无限远处或大地的电势为零.)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。即与Ep、q无关\n例1.试探电荷q1放在电场中的A点,电势能为E(规定无限远处电势能为零),A点的电势为________,若把试探电荷q1换成试探电荷q2放在电场中的A点,A点的电势为___________(仍规定无限远处电势能为零).\n比较电荷在电场中某两点电势能大小的方法1.做功判断方法2.电场线法3.由公式EP=qφ判断4.场源电荷判断法\n电势高低的判断方法1.电场线法2.场源电荷判断法3.做功判断法\n沿着电场线方向,电势将怎样变化?沿电场线方向电势降低如图所示，负电荷Q的电场中有a、b两点.(1)比较a、b两点电势高低.(2)在a点分别放入负电荷q1和q2，且q1的电量大于q2的电量，则两个电荷的电势能哪一个较大?(3)比较同一正电荷在a、b两点电势能的大小.\n课堂训练1、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5×10－6JD．电荷的动能增加了5×10－6JCD\n课堂训练2．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，电荷的电势能增加D．从a到b电势逐渐降低AD\n课堂训练3、有关电场中某点的电势，下列说法中正确的是（）A、由放在该点的电荷所具有的电势能的多少决定B、由放在该点的电荷的电量多少来决定C、与放在该点的电荷的正负有关D、是电场本身的属性，与放入该点的电荷情况无关D\n4.如图所示，实线为某电场中的电场线，虚线为一带电粒子运动的轨迹，则下列说法正确的是()A.粒子带负电B.粒子在A点具有的电势能εA小于粒子在B点具有的电势能εBC.粒子在A点具有的动能EKA小于在B点具有的动能EKBD.粒子在A点的加速度小于在B点的加速度ABD\n5.如图所示，是某电场中的一条直电场线，一电子从a点由静止释放，它将沿直线向b点运动，下列有关该电场情况的判断正确的是()A.该电场一定是匀强电场B.场强Ea一定小于EbC.电子具有的电势能εa一定大于εbD.电势φa一定低于φbCD\n四.等势面电场中电势相同的各点构成的面叫等势面。同一等势面上移动电荷时电场力不做功。等势面处处和电场线垂直，电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面。处于静电平衡状态的导体是一个等势体，它的表面是一个等势面。\n等势面举例+匀强电场的等势面为一组平行平面。点电荷电场的等势面是以点电荷为球心的一簇球面。\n\n已知ΔABC处于匀强电场中。将一个带电量q=-2×10-6C的点电荷从A移到B的过程中，电场力做功W1=-1.2×10-5J；再将该点电荷从B移到C，电场力做功W2=6×10-6J。已知A点的电势φA=5V，则B、C两点的电势分别为____V和____V。试在右图中画出通过A点的电场线。ABCD\n电势差与电势的关系1、电势差：电场中两点间电势的差值，也叫电压则有或者表示成显然设电场中A点的电势为，B点的电势为\n思考题1、电势差可以是正值也可以是负值，电势差的正负表示什么意义？2、电势的数值与零电势点的选取有关，电势差的数值与零电势点的选取有关吗？这与力学中学过的哪个概念相似？表示两点电势高低无关与重力势能相似\n静电力做功与电势差的关系电荷q从电场中A点移到B点，；即或\n思考题1、UAB由什么决定？跟WAB、q有关吗？2、WAB跟q、UAB有关吗？由电场本身的因素决定与WAB、q无关跟q、UAB都有关\n\n答案B1.一个带正电的质点所带电量q＝2.0×10-9C，在静电场中由a点移到b点，在这一过程中，除电场力外，其他力做的功是6.0×10-5J，质点的动能增加了8.0×10-5J，则a、b两点间的电势差Uab为()A.3×104VB.1×104VC.4×104VD.7×104V\n2.两个电量分别为+q和-q的带电小球，固定在一条长为l的绝缘细杆的两端，置于电场强度为E的匀强电场中，杆与场强方向平行.其位置如图所示，若杆绕过O点且垂直于杆的轴线转过180°，则在此过程中电场力做的功为()A.0B.qElC.2qElD.πqEl\n3.如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，ab＝5cm,bc＝12cm，其中ab沿电场方向，bc和电场方向成60°角，一个电量为q＝4×10-8C的正电荷从a移到b电场力做功为W1＝1.2×10-7J.求：①匀强电场的场强E＝?②电荷从b移到c，电场力做功W2＝?③a、c两点的电势差Uac＝?\n电势差和电场强度的关系\n电势差和电场强度的区别电场强度电势差物理意义描述电场力的特征描述电场能的特征矢（标）量物理公式单位E=F/qU=W/q矢量标量V/mV\n\nU=Ed在匀强电场中，沿场强方向的两点间的电势差等于场强与这两点的距离的乘积。E=U/d在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势差\n如果A,B不在同一条直线呢?\n两块平行板相距0.05m，两板间的电势差为1000V,两板间匀强电场的场强为多少?两板间有一个电子，它所受的电场力为多少?\n（1）如图所示，两块带电平行板相距5cm,两板间的场强为1.2V/m,两板间的电势差为多少?(2)电场中的P点距A板为0.5cm，p点距B板也为0.5cm，则两点间的电势差为多少?pp\n下列关于匀强电场中的场强和电势差的关系说法正确的是：（）A任意两点的电势差等于场强和这两点间距离的乘积。B沿电场方向，经任何相同距离电势降落必相等。C电势降落的方向必是场强的方向。D在相同距离的两点上，电势差大的其场强也大。\n图中实线表示电场线，虚线表示等势面，过a.b两点的等势面的电势分别为40V、20V，那么ab连线的中点的电势值为：（）A等于30VB大于30VC小于30VD无法确定abc\n已知ΔABC处于匀强电场中。将一个带电量q=-2×10-6C的点电荷从A移到B的过程中，电场力做功W1=-1.2×10-5J；再将该点电荷从B移到C，电场力做功W2=6×10-6J。已知A点的电势φA=5V，则B、C两点的电势分别为____V和____V。试在右图中画出通过A点的电场线。ABCD\n课后思考题在匀强电场中，沿场强方向经过相等的距离电势降落是相等的。若在匀强电场中，沿其它方向经过相等的距离电势降落是否相等呢？