物理選修3-1電勢能和電勢完整版

1、 思考：試探電荷靜止的放入電場中思考：試探電荷靜止的放入電場中,將如何運動將如何運動? E 電荷做加速運動電荷做加速運動,一段時間后獲一段時間后獲 得一定的速度得一定的速度,試探電荷的動能增加試探電荷的動能增加. +F 試探正電荷試探正電荷q在電場強度在電場強度 為為E的勻強電場中沿幾條不同的勻強電場中沿幾條不同 路徑從路徑從A點移動到點移動到B點點,靜電力靜電力 對電荷做功分別為多少對電荷做功分別為多少? 甲甲 E M W=F cos|AB|=q E |AM|AB|=q E |AM| A AB B 沿沿 直直 線線 A B q F 甲甲 E A AB B 沿沿 折折 線線AMB M A B

2、A MW1=qE |AM| W2=0 M B 所以：全過程做功所以：全過程做功 W=W1+W2=q E|AM| q F q F E N A B 乙乙 沿曲線沿曲線ANB呢呢? F 用無數(shù)組跟靜電力垂直和平行的折線來逼近用無數(shù)組跟靜電力垂直和平行的折線來逼近ANBANB M W = q E|AM| 由以上的推導(dǎo)我們發(fā)現(xiàn)了什么由以上的推導(dǎo)我們發(fā)現(xiàn)了什么? E 乙乙 在勻強電場中移動電荷時在勻強電場中移動電荷時,靜電力做靜電力做 的功與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)的功與電荷的起始位置和終止位置有關(guān), 但與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān)但與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān). 推廣推廣:非勻強電場也適用非勻強電場也適用. 一一.

3、 .靜電力做功的特點靜電力做功的特點 W=Eqd (適合勻強電場，適合勻強電場，d為沿電為沿電 場線方向距離場線方向距離) 二二.電勢能電勢能 電場中的電荷由于受到電場力電場中的電荷由于受到電場力 作用而具有的勢能。作用而具有的勢能。 重力做功與重力勢能的關(guān)系重力做功與重力勢能的關(guān)系? 1. 定義定義: 思考思考 重力做功與重力勢能的關(guān)系重力做功與重力勢能的關(guān)系 WG = EP1 - EP2 = -EP 1. 重力做正功重力做正功,重力勢能減少重力勢能減少. 重力做負功重力做負功,即物體克服重力做功即物體克服重力做功, 重力勢能增加重力勢能增加. 重力做的功等于重力勢能的減少量重力做的功等于重

4、力勢能的減少量. 正電荷從正電荷從A點移到點移到B 點時點時,靜電力做正功靜電力做正功,電荷電荷 的電勢能減少的電勢能減少. 正電荷從正電荷從B點移到點移到A 點時點時,靜電力做負功靜電力做負功,即電即電 荷克服靜電力做功荷克服靜電力做功,電荷電荷 的電勢能增加的電勢能增加. AB E + v A B E + v 電場力做功與電勢能的關(guān)系電場力做功與電勢能的關(guān)系 如果放在電場中的不是正如果放在電場中的不是正 電荷而是負電荷電荷而是負電荷,情況又是怎么情況又是怎么 樣樣? 二二.電勢能電勢能 電荷在電場中由相對位置決定的電荷在電場中由相對位置決定的 能量叫電勢能。能量叫電勢能。 1. 定義定義:

5、 2. 靜電力做的功等于電勢能的減少量靜電力做的功等于電勢能的減少量 WAB = EPA - EPB 電荷在某點的電勢能電荷在某點的電勢能,在數(shù)值上等于把它在數(shù)值上等于把它 從該點移動到零勢能位置時電場力所做的功從該點移動到零勢能位置時電場力所做的功. (通常把離場源通常把離場源無限遠處無限遠處或或大地表面大地表面的的 電勢能規(guī)定為零電勢能規(guī)定為零) 4.理解：理解： （1）電荷在電場中每一個位置都有一定的電勢能）電荷在電場中每一個位置都有一定的電勢能 （2）電勢能大小具有相對性，與參考平面有關(guān)；電）電勢能大小具有相對性，與參考平面有關(guān)；電 勢能的變化是絕對的與零電勢能位置的選擇無關(guān)。勢能的變

6、化是絕對的與零電勢能位置的選擇無關(guān)。 （3）電勢能是標量，但有正負。）電勢能是標量，但有正負。 （4）電勢能是屬于電荷和電場所共有。）電勢能是屬于電荷和電場所共有。 （5）電勢能的變化僅由電場力做功引起，與其他力）電勢能的變化僅由電場力做功引起，與其他力 做功無關(guān)。做功無關(guān)。 例例1. 如圖如圖,在場強在場強 的勻強電場的勻強電場 中中,點電荷點電荷q=+1c從從A移動到移動到B,AB相距相距L=1m, 電場力做功為多少電場力做功為多少?電勢能如何變化電勢能如何變化? C N E 3 10 E 即電勢能減少即電勢能減少 J 3 10 q q F AB 沿電場線方向電勢逐點降低。沿電場線方向電勢

7、逐點降低。 取取O點的電勢能為零點的電勢能為零, 則則: EPA = q E L COSELCOS q EPA 討論電勢能與電荷的比值討論電勢能與電荷的比值? A L O E + 比值與試探電荷無關(guān)，反應(yīng)電場本身的性質(zhì)。比值與試探電荷無關(guān)，反應(yīng)電場本身的性質(zhì)。 電荷在電場中某一點的電勢能與電荷在電場中某一點的電勢能與 它的電荷量的比值（它的電荷量的比值（標量標量） 2. 公式公式: q EP 3. 單位單位: 伏特伏特 符號為符號為V 1 V = 1 J/C 三三. 電勢電勢 1. 定義定義: 帶符號運算帶符號運算 不能說不能說與與q q成反比，與成反比，與E EP P成正比成正比 4、理解：

8、、理解： （1）電勢是標量，但有正負。）電勢是標量，但有正負。 （2）電勢具有相對性，電勢的值與零電勢的選?。╇妱菥哂邢鄬π?，電勢的值與零電勢的選取 有關(guān)。有關(guān)。 （3）沿著電場線的方向，電勢越來越低。）沿著電場線的方向，電勢越來越低。 （4）電勢由電場本身決定，與試探電荷無關(guān)。）電勢由電場本身決定，與試探電荷無關(guān)。 2、關(guān)于公式、關(guān)于公式 可知：（可知：（ ） A、電場中某點的電勢，與放在該點電荷具、電場中某點的電勢，與放在該點電荷具 有的電勢能成正比有的電勢能成正比 B、電場中某點的電勢，與放在該點電荷的、電場中某點的電勢，與放在該點電荷的 電荷量成反比電荷量成反比 C、電場中某點的電勢，

9、與該點是否有電荷、電場中某點的電勢，與該點是否有電荷 ，電荷的正負及電荷量的大小無關(guān)，電荷的正負及電荷量的大小無關(guān) D、放入電場中某點的點電荷不同，電勢能、放入電場中某點的點電荷不同，電勢能 也不同，但電勢能與電荷量的比值保持不也不同，但電勢能與電荷量的比值保持不 變變 q EP CD 1.沿著電場線方向沿著電場線方向,電勢將怎樣變化電勢將怎樣變化? 2.如何確定電場中某點的電勢如何確定電場中某點的電勢? 3.電勢為負數(shù)時電勢為負數(shù)時,負號表示方向嗎負號表示方向嗎? cq 6 102 例例3. 將一電量為將一電量為 的點電的點電 荷從電場外一點荷從電場外一點P移至電場中某點移至電場中某點A,

10、電電 場力做場力做 功功 ,求求A點的電勢點的電勢.J 5 104 解解:設(shè)場外一點設(shè)場外一點P的電勢為的電勢為0 p JWEPA 5 104 VV q EPA A 20 102 104 6 5 從從P A,電場力做的功電場力做的功 PA EW 點評點評: :電勢的確定首先要確定零電勢處電勢的確定首先要確定零電勢處, 且電勢可以為負且電勢可以為負. 思考電勢高低判斷方法？思考電勢高低判斷方法？ 1.電場線法電場線法 2.計算法計算法 練習(xí)練習(xí). 如圖所示如圖所示,在同一條電場線上有在同一條電場線上有A . B .C 三點三點,將將 的點電荷由的點電荷由A點移點移 動到動到B點點,電場力做什么功

11、電場力做什么功?做多少功做多少功?電勢能電勢能 變化了多少變化了多少?在將該電荷由在將該電荷由B點移到點移到C點點,電場電場 力做什么功力做什么功?做多少功做多少功?電勢能變化了多少電勢能變化了多少? cq 6 106 V A 5V C 2 0 B A B C 四四.等勢面等勢面 1.定義：電場中電勢相同的個點構(gòu)成的面定義：電場中電勢相同的個點構(gòu)成的面 認識幾種等勢面認識幾種等勢面 2.特點特點 （1）等勢面與電場線處處垂直）等勢面與電場線處處垂直 （2）電場線由電勢高的等勢面指向電勢）電場線由電勢高的等勢面指向電勢 低的等勢面低的等勢面 （3）勻強電場中等差等勢面間距相等）勻強電場中等差等勢

12、面間距相等 小結(jié)小結(jié) 1.電場力做功特點，勻強電場電場力做功計算電場力做功特點，勻強電場電場力做功計算 3.電勢的計算（電勢的計算（相對性相對性） 2.電勢能和電場力做功與電勢能變化關(guān)系。電勢能和電場力做功與電勢能變化關(guān)系。 達標訓(xùn)練達標訓(xùn)練 1.一個點電荷，從靜電場的一個點電荷，從靜電場的a點移到點移到b點，其電點，其電 勢變化為零，則（勢變化為零，則（ ） A.a、b兩點場強一定相等兩點場強一定相等 B. 該點電荷一定沿等勢面移動該點電荷一定沿等勢面移動 C.作用于該點電荷的電場力與其移動方向總是作用于該點電荷的電場力與其移動方向總是 垂直的垂直的 D.a、b兩點的電勢一定相等兩點的電勢一

13、定相等 D 2.如圖四所示，為電場中心一條電場線，一個如圖四所示，為電場中心一條電場線，一個 點電荷由靜止開始，只在電場力作用下，從點電荷由靜止開始，只在電場力作用下，從A 點移到點移到B點，下面論述正確的是（點，下面論述正確的是（ ） A.A處場強大于處場強大于B處場強；處場強； B. 點電荷在點電荷在A處電勢能大于在處電勢能大于在B處電勢能；處電勢能； C.點電荷帶負電；點電荷帶負電； D.由由A到到B點電荷受到電場力越來越小。點電荷受到電場力越來越小。 B 3、下列說法中正確的是：（、下列說法中正確的是：（ ） A、沿著電場線的方向場強一定越來越弱、沿著電場線的方向場強一定越來越弱 B、沿著電場線的方向電勢一定越來越低、沿著電場線的方向電勢一定越來越低 C、勻強電場中，各點的場強一定大小相等、勻強電場中，各點的場強一定大小相等 ，方向相同，方向相同 D、勻強電場中，各點的電勢一定相等、勻強電場中