靜電力做功的特點電勢能和電勢.ppt

第一章 靜電場,同步導(dǎo)學(xué)方案,課后強化演練,第4節(jié) 電勢能和電勢 第1課時 靜電力做功的特點 電勢能和電勢,1勻強電場中電場力做功的計算：如圖所示，在場強為E的勻強電場中，將正電荷q從A移到B，若ABL，并且AB與電場線的夾角為.則電場力對電荷所做的功為WFLcosqELcos.,2電場力做功的特點 靜電場中，電場力做功只與移動電荷的電荷量以及起點和終點的位置有關(guān)，而與路徑無關(guān),判斷電場力做正功還是做負功的方法 判斷電場力做功正負，一般有兩種方法： (1)根據(jù)電場力和位移方向的夾角判斷此方法常用于勻強電場中恒定電場力做功的判斷夾角為銳角做正功，夾角為鈍角做負功，夾角為直角不做功 (2)根據(jù)電場力和瞬時速度方向的夾角判斷此方法常用于判斷曲線運動中變化電場力的做功，夾角為銳角做正功，夾角為鈍角做負功，夾角為直角不做功,1定義：由于移動電荷時靜電力做功與移動的路徑無關(guān)，電荷在電場中也具有勢能，這種勢能叫做電勢能用Ep表示，單位是J.,2靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系 (1)電場力對電荷做正功時，電荷電勢能減少；電場力對電荷做負功時，電荷電勢能增加 (2)若用WAB表示電荷從A點移動到B點的過程中靜電力做的功，EpA和EpB表示電荷在A點和B點的電勢能，則有WABEpAEpB. 3電勢能的大小 若規(guī)定電荷在B點電勢能為0，則EpB0，EpAWAB.即電荷在電場中某點處電勢能的大小，等于把它從該點移動到零勢能位置時靜電力做的功,4對電勢能的理解 (1)系統(tǒng)性：電勢能由電場和電荷共同決定，屬于電場和電荷系統(tǒng)所共有的，我們習(xí)慣說成電場中的電荷所具有的 (2)相對性：電勢能是一個相對量，其數(shù)值與零勢能點的選取有關(guān)，因此確定電荷的電勢能首先應(yīng)確定參考點，也就是零勢能點的位置 (3)標量性：電勢能是標量，有正負、無方向電勢能為正值表示電勢能大于參考點的電勢能，電勢能為負值表示電勢能小于參考點的電勢能,5電勢能與重力勢能的比較,電勢能大小的判斷 (1)場源電荷判斷法：離正場源電荷越近，正試探電荷的電勢能越大，負試探電荷的電勢能越??；離負場源電荷越近，正試探電荷的電勢能越小，負試探電荷的電勢能越大 (2)電場線法：正電荷順著電場線的方向移動時電勢能逐漸減小，逆著電場線的方向移動時電勢能逐漸增大；負電荷順著電場線的方向移動時電勢能逐漸增大，逆著電場線的方向移動時電勢能逐漸減小 (3)做功判斷法：無論正、負電荷，電場力做正功，電荷的電勢能減??；電場力做負功，電荷的電勢能增大,有的同學(xué)誤認為根據(jù)電勢的定義式，與Ep成正比，與q成反比 辨析：與電場強度一樣，電場中某點處的大小是由電場本身的條件決定的，與在該點處是否放置電荷、電荷的電性、電荷量均無關(guān),(4)電勢的相對性 電勢是相對的，只有先確定了電勢零點以后，才能確定電場中其他位置的電勢電場中某點的電勢跟電勢零點的選擇有關(guān) 對不是無限大的帶電體產(chǎn)生的電場，通常取無限遠處的電勢為零；在實際處理問題中，又常取大地電勢為零 4電勢與電場線的關(guān)系：無論什么電場，沿電場線方向電勢是逐漸降低的，且是電勢降落最快的方向,5電勢能與電勢的區(qū)別與聯(lián)系,6電勢和電場強度的關(guān)系,如何比較電場中兩點電勢的高低 (1)根據(jù)電場力做功判斷： 在兩點間移動正電荷，如果電場力做正功，則電勢降低，如果電場力做負功，則電勢升高 在兩點間移動負電荷，如果電場力做正功，則電勢升高；如果電場力做負功，則電勢降低,(2)根據(jù)電場線確定： 電場線的方向就是電勢降低最快的方向 (3)根據(jù)電荷電勢能的變化： 如果在兩點間移動正電荷時，電勢能增加，則電勢升高；電勢能減少，則電勢降低 如果在兩點間移動負電荷時，電勢能增加，則電勢降低；電勢能減少，則電勢升高.,如果把q1.0108 C的點電荷Q從無窮遠處移到電場中的A點，需要克服電場力做功W1.2104 J，那么： (1)Q在A點的電勢能和A點的電勢各是多少？ (2)Q在未移入電場前A點的電勢是多少？ 【分析】 由WEpEpA，可計算出EpA，根據(jù)A點的電勢能可求出A點的電勢,【答案】 (1)1.2104 J 1.2104 V (2)1.2104 V,在靜電場中，把一個電荷量為q2.0105 C的負電荷由M點移到N點，電場力做正功6.0104 J，由N點移到P點，電場力做負功1.0103 J，則M、N、P三點電勢高低關(guān)系是_,解析：首先畫一條電場線，如圖所示 在中間位置附近畫一點作為M點因為由MN電場力做正功，而負電荷所受電場力與場強方向相反，則可確定N點在M點左側(cè)由NP電場力做負功，即沿著電場線移動，又因1.0103 J6.0104 J，所以肯定移過了M點，即P點位于M點右側(cè)這樣，M、N、P三點電勢的高低關(guān)系是NMP. 答案：NMP,某靜電場的電場線分布如圖所示，圖中P、Q兩點的電場強度的大小分別為EP和EQ，電勢分別為P和Q，則( ) AEPEQ，PQ BEPEQ，PQ DEPEQ，PQ,【解析】 從圖可以看出P點的電場線的密集程度大于Q點的密集程度，故P點的場強大于Q點的場強；因電場線的方向由P指向Q，而沿電場線的方向電勢逐漸降低，所以P點的電勢高于Q點的電勢，故A正確 【答案】 A,【方法總結(jié)】 電場強度與電勢的大小沒有直接的關(guān)系，它們是從兩個不同的角度描述電場性質(zhì)的物理量電荷在電場中某點受力大，該點場強大，電勢不一定高，所以電場強度大的地方電勢不一定高電場強度等于0的地方電勢不一定等于0.,如圖所示，P、Q是等量的正點電荷，O是它們連線的中點，A、B是中垂線上的兩點，OAOB，用EA、EB和A、B分別表示A、B兩點的電場強度和電勢，則( ) AEA一定大于EB，A一定大于B BEA不一定大于EB，A一定大于B CEA一定大于EB，A不一定大于B DEA不一定大于EB，A不一定大于B,解析：P、Q所在空間中各點的電場強度和電勢由這兩個點電荷共同決定，電場強度是矢量，P、Q兩點電荷在O點的合電場強度為零，在無限遠處的合電場強度也為零，從O點沿PQ垂直平分線向遠處移動，電場強度先增大，后減小，所以EA不一定大于EB.電勢是標量，由等量同號電荷的電場線分布圖可知，從O點向遠處，電勢是一直降低的，故A一定大于B，所以只有B對 答案：B,如圖所示，在靜電場中，一個負電荷q受到一個非靜電力作用，由A點移動到B點，則下列說法正確的是( ),A非靜電力和靜電力做功之和等于電荷電勢能增量和動能增量之和 B非靜電力做功等于電荷電勢能增量和動能增量之和 C電荷克服靜電力做功等于電荷電勢能的增量 D非靜電力和靜電力做功之和等于電荷動能的增量,【解析】 根據(jù)動能定理，合外力對電荷所做的功等于電荷動能的增量；對電荷和電場組成的系統(tǒng)而言，非靜電力是外力，非靜電力對電荷做了多少正功，系統(tǒng)能量(電勢能和電荷動能)就增加多少；根據(jù)靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系及靜電力對電荷做負功，得電荷克服靜電力做功等于電荷電勢能的增量，所以B、C、D對 【答案】 BCD,【方法總結(jié)】 (1)明確研究對象與研究過程 (2)對研究對象受力分析，明確物體受什么力作用，知道力做功所對應(yīng)的能量變化問題 (3)依據(jù)電場力做功，引起電勢能的變化；重力做功引起重力勢能的變化；而動能變化則取決于合外力做功，來判斷各種能量是如何變化的,(2013遵義高二檢測)如圖所示，平行線代表電場線，但未標明方向，一個帶正電、電量為106 C的微粒在電場中僅受電場力作用，當它從A點運動到B點時動能減少105 J，已知A點的電勢為10 V，則以下判斷正確的是( ) A微粒的運動軌跡如圖中的虛線1所示 B微粒的運動軌跡如圖中的虛線2所示 CB點電勢為零 DB點電勢為20 V,解析：微粒從A點運動到B點動能減少，表明電場力做負功，電場力水平向左，微粒運動軌跡應(yīng)向左偏轉(zhuǎn)，故微粒的運動軌跡如圖中的虛線1所示，A對，B錯；微粒動能減少105 J，則它的電勢能增加105 J，由于微粒在A點時的電勢能EpAqA106(10)J105 J，故B點的電勢為零，B點的電勢為零，C對，D錯 答案：AC,1.下列說法中正確的是( ) A無論是正電荷還是負電荷，從電場中某點移到無窮遠處時，電場力做的正功越多，電荷在該點的電勢能就越大 B無論是正電荷還是負電荷，從電場中某點移到無窮遠處時，電場力做的正功越少，電荷在該點的電勢能越大,C無論是正電荷還是負電荷，從無窮遠處移到電場中某點時，克服電場力做功越多，電荷在該點的電勢能越大 D無論是正電荷還是負電荷，從無窮遠處移到電場中某點時，克服電場力做功越少，電荷在該點的電勢能越大,解析：無窮遠處的電勢能為0，電荷從電場中某處移動到無窮遠處時，若電場力做正功，電勢能減少，到無窮遠處時電勢能減為0，電荷在該點的電勢能為正值，且等于移動過程中電荷電勢能的變化，也就等于電場力做的功，因此電場力做的正功越多，電荷在該點電勢能越大，A正確，B錯誤電荷從無窮遠處移到電場中某點時，若克服電場力做功，電勢能由零增大到某值，此值就是電荷在該點的電勢能值，因此，電荷在該點的電勢能等于電荷從無窮遠處移到該點時，克服電場力所做的功，故C正確，D錯誤 答案：AC,2如圖所示，電場中有A、B兩點，則下列說法中正確的是( ) A電勢AB，電場強度EAEB B電勢AB，電場強度EAEpB,解析：B處電場線較密，故電場強度EAB，A錯，B對；對正電荷，由于AB則EpAEpB，C對，D錯 答案：BC,3如圖所示，在勻強電場中有A、B兩點，將一電量為q的正電荷從A點移到B點，第一次沿直線AB移動該電荷，電場力做功為W1；第二次沿路徑ACB移動該電荷，電場力做功W2；第三次沿曲線AB移動該電荷，電場力做功為W3，則( ) AW1W2W3 BW1W3W2 CW1W2W3 DW1W2W3,解析：電荷在電場中運動時，電場力對電荷做的功只與運動過程的初末位置有關(guān)，故電荷沿三種路徑從A點移到B點時，電場力做相同的功，C