魯科版選修31 2.2電勢(shì)與等勢(shì)面 課件（30張）.pptx

第2節(jié)電勢(shì)與等勢(shì)面 讀一讀 思一思 辨一辨 議一議 一 電勢(shì)閱讀教材第31 32頁(yè) 電勢(shì) 部分 知道電勢(shì)的概念 計(jì)算公式 了解電勢(shì)的相對(duì)性 1 什么是電勢(shì) 電勢(shì)是矢量還是標(biāo)量 答案 電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能跟電荷量的比值 叫做該點(diǎn)的電勢(shì) 電勢(shì)是標(biāo)量 2 電勢(shì)的計(jì)算公式和單位是什么 答案 即電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)在數(shù)值上等于單位正電荷在該點(diǎn)所具有的電勢(shì)能 單位 伏特 符號(hào)是v 1v 1j c 3 某處的電勢(shì)是一個(gè)確定的值嗎 為什么 答案 不是 電勢(shì)具有相對(duì)性 只有規(guī)定了電場(chǎng)中某處的電勢(shì)為零 才能確定電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)值 通常選距離電荷無(wú)窮遠(yuǎn)處或地球?yàn)榱汶妱?shì)位置 讀一讀 思一思 辨一辨 議一議 二 等勢(shì)面閱讀教材第32 33頁(yè) 等勢(shì)面 部分 知道等勢(shì)面的概念 了解常見(jiàn)電場(chǎng)等勢(shì)面的分布情況 1 什么是等勢(shì)面 答案 電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢(shì)面 讀一讀 思一思 辨一辨 議一議 答案 球面中垂面均勻 讀一讀 思一思 辨一辨 議一議 3 同一電場(chǎng)中的兩個(gè)等勢(shì)面會(huì)相交嗎 為什么 答案 不相交 兩個(gè)不同等勢(shì)面上點(diǎn)的電勢(shì)是不同的 不能相交 如果相交的話 交點(diǎn)這個(gè)位置的電勢(shì)就有兩個(gè)值 這是不可能的 讀一讀 思一思 辨一辨 議一議 三 尖端放電閱讀教材第33頁(yè) 尖端放電 部分 了解尖端放電現(xiàn)象 知道避雷針的原理 1 什么是尖端放電現(xiàn)象 答案 帶電較多的導(dǎo)體 在尖端部位 電場(chǎng)強(qiáng)度可以大到使周圍的空氣發(fā)生電離而引起放電的程度 這就是尖端放電 2 避雷針是根據(jù)什么原理防止雷擊造成危害的 答案 尖端放電原理 讀一讀 思一思 辨一辨 議一議 1 思考辨析 1 電勢(shì)降低的方向就是電場(chǎng)線的方向 解析 沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低 電勢(shì)降低的方向不一定是電場(chǎng)線的方向 答案 2 等勢(shì)面上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度是相同的 解析 同一等勢(shì)面上電場(chǎng)線疏密及方向可以不同 電場(chǎng)強(qiáng)度不一定相同 答案 3 等勢(shì)面越密的地方 電場(chǎng)強(qiáng)度越大 解析 等勢(shì)面的疏密表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱 等差等勢(shì)面越密表示電場(chǎng)強(qiáng)度越強(qiáng) 答案 讀一讀 思一思 辨一辨 議一議 4 電荷在電場(chǎng)中電勢(shì)越高的地方電勢(shì)能不一定大 解析 電勢(shì)能的高低與電荷量的多少 電荷的正負(fù)和電勢(shì)的高低有關(guān) 答案 5 負(fù)電荷只在電場(chǎng)力作用下從a移到b a點(diǎn)電勢(shì)一定較高 解析 不知電場(chǎng)力的做功情況以及電勢(shì)能的變化情況無(wú)法比較電勢(shì)高低 答案 讀一讀 思一思 辨一辨 議一議 2 探究討論 1 電勢(shì)可正可負(fù) 那么 1v與 2v哪個(gè)大呢 答案 電勢(shì)是標(biāo)量 正負(fù)表示大小 所以 1v 2v 2 電荷在等勢(shì)面上移動(dòng)時(shí) 電場(chǎng)力做功嗎 為什么 答案 等勢(shì)面與電場(chǎng)線垂直 在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷 電場(chǎng)力與速度垂直 所以電場(chǎng)力做功為零 3 在高大的建筑物上常常有一根根豎直的鋼筋 是建筑工人完工后忘記去掉了還是有其他作用 答案 它是一根避雷針 起到尖端放電防止建筑物被雷擊的作用 探究一 探究二 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 對(duì)電勢(shì)的理解如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度為e 取o點(diǎn)為零勢(shì)能點(diǎn) a點(diǎn)距o點(diǎn)為l ao連線與電場(chǎng)強(qiáng)度反方向的夾角為 電荷量分別為q和2q的試探電荷在a點(diǎn)的電勢(shì)能為多少 電勢(shì)能與電荷量的比值是否相同 比值與試探電荷的電荷量是否有關(guān)系 要點(diǎn)提示 由epa epo wao eqlcos 知電荷量為q和2q的試探電荷在a點(diǎn)的電勢(shì)能分別為eqlcos 2eqlcos 雖然電勢(shì)能不同 但電勢(shì)能與電荷量的比值相同 都為elcos 比值與試探電荷的電荷量沒(méi)有關(guān)系 當(dāng)堂檢測(cè) 探究一 探究二 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 1 電勢(shì)的特點(diǎn) 1 電勢(shì)的相對(duì)性 電勢(shì)是相對(duì)的 只有先確定了零電勢(shì)點(diǎn)的位置 才能確定其他點(diǎn)的電勢(shì) 電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)跟零電勢(shì)位置的選取有關(guān) 在理論研究中 對(duì)不是無(wú)限大的帶電體產(chǎn)生的電場(chǎng) 選擇無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零 實(shí)際問(wèn)題中 常選取無(wú)限遠(yuǎn)處或大地的電勢(shì)為零 2 電勢(shì)的固有性 電勢(shì) 是表示電場(chǎng)能的性質(zhì)的一個(gè)物理量 電場(chǎng)中某點(diǎn)處 的大小是由電場(chǎng)本身決定的 與在該點(diǎn)處是否放入試探電荷及電荷的電性和電荷量均無(wú)關(guān) 這和許多用比值定義的物理量相同 如前面學(xué)過(guò)的電場(chǎng)強(qiáng)度 當(dāng)堂檢測(cè) 探究一 探究二 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 3 電勢(shì)是標(biāo)量 在規(guī)定了零電勢(shì)點(diǎn)后 電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)可以是正值 也可以是負(fù)值 正值表示該點(diǎn)電勢(shì)高于零電勢(shì) 負(fù)值表示該點(diǎn)電勢(shì)低于零電勢(shì) 顯然 電勢(shì)的正 負(fù)只表示大小 不表示方向 當(dāng)規(guī)定無(wú)限遠(yuǎn)處為零電勢(shì)后 正電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)為正值 負(fù)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)為負(fù)值 且越靠近正電荷的地方電勢(shì)越高 越靠近負(fù)電荷的地方電勢(shì)越低 當(dāng)堂檢測(cè) 探究一 探究二 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 探究一 探究二 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 3 電勢(shì)高低的判斷方法 1 電場(chǎng)線法 沿電場(chǎng)線方向 電勢(shì)越來(lái)越低 2 場(chǎng)源電荷判斷法 離場(chǎng)源正電荷越近的點(diǎn) 電勢(shì)越高 離場(chǎng)源負(fù)電荷越近的點(diǎn) 電勢(shì)越低 3 電勢(shì)能判斷法 對(duì)于正電荷 電勢(shì)能越大 所在位置的電勢(shì)越高 對(duì)于負(fù)電荷 電勢(shì)能越小 所在位置的電勢(shì)越高 4 電場(chǎng)力做功判斷法 在兩點(diǎn)間移動(dòng)正電荷 如果電場(chǎng)力做正功 則電勢(shì)能減少 電勢(shì)降低 如果電場(chǎng)力做負(fù)功 則電勢(shì)能增加 電勢(shì)升高 在兩點(diǎn)間移動(dòng)負(fù)電荷 如果電場(chǎng)力做正功 則電勢(shì)能減少 電勢(shì)升高 如果電場(chǎng)力做負(fù)功 則電勢(shì)能增加 電勢(shì)降低 1 電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)高低與該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小無(wú)關(guān) 2 電場(chǎng)中沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低得最快 當(dāng)堂檢測(cè) 探究一 探究二 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 例題1 如果把q 1 0 10 8c的電荷從無(wú)窮遠(yuǎn)處移到電場(chǎng)中的a點(diǎn) 需要克服電場(chǎng)力做功w 1 2 10 4j 那么 1 q在a點(diǎn)的電勢(shì)能和a點(diǎn)的電勢(shì)各是多少 2 q在未移入電場(chǎng)前a點(diǎn)的電勢(shì)是多少 思考問(wèn)題 1 電場(chǎng)力做的功與電勢(shì)能的變化量有何關(guān)系 答案 電場(chǎng)力做的功等于電勢(shì)能的變化量 2 a點(diǎn)電勢(shì)的大小是否有電荷存在有關(guān) 答案 無(wú)關(guān) 當(dāng)堂檢測(cè) 探究一 探究二 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 解析 1 電場(chǎng)力做負(fù)功 電勢(shì)能增加 無(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零 電荷在無(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)能也為零 電勢(shì)能的變化量等于電場(chǎng)力做的功 即w a ep epa 0 epa 2 a點(diǎn)的電勢(shì)是由電場(chǎng)本身決定的 跟a點(diǎn)是否有電荷存在無(wú)關(guān) 所以q在移入電場(chǎng)前 a點(diǎn)的電勢(shì)仍為1 2 104v 答案 1 1 2 10 4j1 2 104v 2 1 2 104v歸納總結(jié) 1 電勢(shì)和電勢(shì)能都具有相對(duì)性 與零勢(shì)面的選擇有關(guān) 2 利用公式求電勢(shì)時(shí) 要注意各物理量的正 負(fù) 當(dāng)堂檢測(cè) 探究一 探究二 當(dāng)堂檢測(cè) 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 對(duì)等勢(shì)面的理解在地理學(xué)中 為了形象地表示地勢(shì)的高低 常采用在地圖上畫等高線的方法 在電場(chǎng)中 我們也可以采用類似的方法表示電勢(shì)的高低分布 采用畫等勢(shì)線 面 的方法 試問(wèn)在同一等勢(shì)線 面 上移動(dòng)電荷時(shí) 電場(chǎng)力是否做功 為什么 等量同種點(diǎn)電荷等勢(shì)面與等高線對(duì)比示意圖要點(diǎn)提示 不做功 因?yàn)橥坏葎?shì)線 面 上任意兩點(diǎn)電勢(shì)相等 探究一 探究二 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 1 等勢(shì)面的特點(diǎn) 1 在等勢(shì)面內(nèi)的任意兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷 電場(chǎng)力不做功 2 在空間中兩等勢(shì)面不相交 3 電場(chǎng)線總是和等勢(shì)面垂直 且從電勢(shì)較高的等勢(shì)面指向電勢(shì)較低的等勢(shì)面 4 在電場(chǎng)線密集的地方 等差等勢(shì)面密集 在電場(chǎng)線稀疏的地方 等差等勢(shì)面稀疏 5 等勢(shì)面是為描述電場(chǎng)的性質(zhì)而假想的面 6 等勢(shì)面的分布與零電勢(shì)點(diǎn)的選取無(wú)關(guān) 當(dāng)堂檢測(cè) 探究一 探究二 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 探究一 探究二 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 探究一 探究二 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 3 等勢(shì)面的應(yīng)用 1 由等勢(shì)面可以判斷電場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)的高低及差別 2 由等勢(shì)面可以判斷電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)靜電力做功的情況 3 由于等勢(shì)面和電場(chǎng)線垂直 已知等勢(shì)面的形狀分布 可以繪制電場(chǎng)線 從而確定電場(chǎng)的大體分布 4 由等差等勢(shì)面的疏密 可以定性地確定某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小 探究一 探究二 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 例題2 多選 如圖所示 虛線同心圓是一簇某靜電場(chǎng)中的等勢(shì)面 其電勢(shì)分別是 a b和 c 一帶正電粒子射入電場(chǎng)中 運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線klmn所示 由圖可知 a 粒子從k到l的過(guò)程中 靜電力做負(fù)功 電勢(shì)能增加b 粒子從l到m的過(guò)程中 靜電力做負(fù)功 電勢(shì)能增加c a b cd a b c 探究一 探究二 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 思考問(wèn)題 1 場(chǎng)源電荷帶什么電 答案 正電 2 如何確定帶電粒子動(dòng)能 電勢(shì)能的變化 答案 由帶電粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡判斷電荷的受力方向 即可判斷出各個(gè)過(guò)程中電場(chǎng)力做功的正 負(fù) 進(jìn)而確定動(dòng)能 電勢(shì)能的變化 探究一 探究二 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 解析 由等勢(shì)面的分布規(guī)律可知 該電場(chǎng)為點(diǎn)電荷的電場(chǎng) 由運(yùn)動(dòng)軌跡可知 運(yùn)動(dòng)的正電荷跟場(chǎng)源電荷的相互作用規(guī)律是排斥 所以場(chǎng)源電荷是正電荷 根據(jù)電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直 得電場(chǎng)的分布是發(fā)散狀輻射向外的 正電荷從k到l受靜電力的方向背離圓心 與移動(dòng)方向相反 做負(fù)功 電荷的電勢(shì)能增加 選項(xiàng)a正確 從l到m 可看作從跟軌跡有交點(diǎn)的同一等勢(shì)面的點(diǎn)到m 受到的靜電力與移動(dòng)方向相同 靜電力做正功 電荷的電勢(shì)能減少 選項(xiàng)b錯(cuò)誤 根據(jù)電場(chǎng)線的方向就是電勢(shì)降低的方向可知選項(xiàng)d正確 答案 ad歸納總結(jié) 1 利用等勢(shì)面和電場(chǎng)線垂直以及沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低的特點(diǎn)可判斷電場(chǎng)線的方向 2 利用等勢(shì)面的密集程度也可以比較電場(chǎng)強(qiáng)度大小 密大疏小 3 在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí) 或者帶電粒子從一個(gè)等勢(shì)面運(yùn)動(dòng)又返回到這個(gè)等勢(shì)面上時(shí) 電場(chǎng)力均不做功 探究一 探究二 1 2 3 4 5 當(dāng)堂檢測(cè) 1 等勢(shì)面的理解 2016 全國(guó)丙 關(guān)于靜電場(chǎng)的等勢(shì)面 下列說(shuō)法正確的是 a 兩個(gè)電勢(shì)不同的等勢(shì)面可能相交b 電場(chǎng)線與等勢(shì)面處處相互垂直c 同一等勢(shì)面上各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度一定相等d 將一負(fù)的試探電荷從電勢(shì)較高的等勢(shì)面移至電勢(shì)較低的等勢(shì)面 電場(chǎng)力做正功解析 電場(chǎng)中電勢(shì)相同的點(diǎn)組成的面叫等勢(shì)面 電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直 且電勢(shì)相同的點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度不一定相同 電場(chǎng)強(qiáng)度相同的點(diǎn)電勢(shì)也不一定相同 電場(chǎng)中某處電勢(shì)只能是一個(gè)值 如果兩等勢(shì)面相交 就有兩個(gè)值 故選項(xiàng)a c錯(cuò)誤 b正確 負(fù)電荷從電勢(shì)高處移向電勢(shì)低處電場(chǎng)力做負(fù)功 所以選項(xiàng)d錯(cuò)誤 答案 b 探究一 探究二 1 2 3 4 5 當(dāng)堂檢測(cè) 2 電勢(shì)高低的判斷 若帶正電荷的小球只受到電場(chǎng)力作用 重力不計(jì) 則它在任意一段時(shí)間內(nèi) a 一定沿電場(chǎng)線由高電勢(shì)處向低電勢(shì)處運(yùn)動(dòng)b 一定沿電場(chǎng)線由低電勢(shì)處向高電勢(shì)處運(yùn)動(dòng)c 不一定沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng) 但一定由高電勢(shì)處向低電勢(shì)處運(yùn)動(dòng)d 不一定沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng) 也不一定由高電勢(shì)處向低電勢(shì)處運(yùn)動(dòng)解析 帶正電荷的小球只受電場(chǎng)力的作用而運(yùn)動(dòng) 不一定沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng) 若由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng) 它一定由高電勢(shì)處向低電勢(shì)處運(yùn)動(dòng) 若初速度不為零 運(yùn)動(dòng)情況由初速度方向和電場(chǎng)力方向共同決定 可能由高電勢(shì)處向低電勢(shì)處運(yùn)動(dòng) 也可能由低電勢(shì)處向高電勢(shì)處運(yùn)動(dòng) 因此只有選項(xiàng)d正確 答案 d 探究一 探究二 1 2 3 4 5 當(dāng)堂檢測(cè) 3 電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì) 英國(guó)科學(xué)家法拉第最先嘗試用 線 描述磁場(chǎng)和電場(chǎng) 有利于形象理解不可直接觀察的電場(chǎng)和磁場(chǎng)的強(qiáng)弱分布 下圖所示為一對(duì)等量異種點(diǎn)電荷 電荷量分別為 q q 實(shí)線為電場(chǎng)線 虛線圓的圓心o在兩電荷連線的中點(diǎn) a b c d為圓上的點(diǎn) 下列說(shuō)法正確的是 a a b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同b b c兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同c c點(diǎn)的電勢(shì)高于d點(diǎn)的電勢(shì)d d點(diǎn)的電勢(shì)等于a點(diǎn)的電勢(shì)解析 a b c d在同一個(gè)圓上 電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度的強(qiáng)弱 故四點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等 但是方向不同 a b錯(cuò)誤 沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低 故c點(diǎn)電勢(shì)低于d點(diǎn)電勢(shì) c錯(cuò)誤 a d兩點(diǎn)關(guān)于兩電荷連線對(duì)稱 故電勢(shì)相等 d正確 答案 d 探究一 探究二 1 2 3 4 5 當(dāng)堂檢測(cè) 4 電勢(shì)高低的判斷 多選 如圖所示 實(shí)線是一個(gè)電場(chǎng)中的電場(chǎng)線 虛線是一個(gè)負(fù)試探電荷在這個(gè)電場(chǎng)中的軌跡 若電荷是從a處運(yùn)動(dòng)到b處 以下判斷正確的是 a 電荷從a到b加速度減小b b處電勢(shì)能大c b處電勢(shì)高d 電荷在b處速度小解析 b處電場(chǎng)線比a處密 說(shuō)明b處電場(chǎng)強(qiáng)度