高二物理選修3電勢和電勢差ppt

1、復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧cosWF L 1 1、功的計算：、功的計算：2 2、重力做功、重力做功(1)(1)與路徑無關(guān)與路徑無關(guān), ,由初末位置的高度差來決定由初末位置的高度差來決定. .(2)(2)重力做功重力做功WG與重力勢能變化的關(guān)系與重力勢能變化的關(guān)系12GPPPWEEE 重力做重力做正功正功，重力勢能，重力勢能減少減少重力做重力做負功負功，重力勢能，重力勢能增加增加 一個試探電荷在電場中某點由靜止釋一個試探電荷在電場中某點由靜止釋放放, ,將如何運動將如何運動? ? 在電場力作用下電荷做加速運動在電場力作用下電荷做加速運動, ,一一段時間后段時間后, ,試探電荷的試探電荷的動能動能增加增加.

2、 .是什么能是什么能轉(zhuǎn)化為電荷的動能呢轉(zhuǎn)化為電荷的動能呢? ?E+F地球地球mmg場方向場方向2.電場力做功的特點電場力做功的特點 在在勻強電場中移動電荷時，靜電力做的功勻強電場中移動電荷時，靜電力做的功與與電荷經(jīng)過的電荷經(jīng)過的路徑路徑無關(guān)無關(guān),只只與電荷的與電荷的起始起始位置和位置和終終止止位置位置有有關(guān)。關(guān)。對于非勻強電場也適用對于非勻強電場也適用B+q qMAF+ WAB = F|AB|cos=qE|AM| 把正電荷沿不同把正電荷沿不同路徑從路徑從A A點移到點移到B B電場力做功？電場力做功？ 電場力做的功等于電勢能的電場力做的功等于電勢能的減少量減少量PBPAABEEWWAB= A-

3、 B 正電荷從正電荷從A A點移到點移到B B點時點時, ,電電場力做場力做正功正功, ,電荷電荷的電勢能怎么變的電勢能怎么變化化? ?ABE+vABE一v 負負電荷從電荷從A A點移到點移到B B點時點時, ,靜電力做靜電力做 功功, , 該該電荷在電荷在 點的點的電勢能較大電勢能較大. .負負B思考思考減小減小 電勢能為電勢能為負負表示電荷在該處的電勢能表示電荷在該處的電勢能比零還要小比零還要小. .5 5、電勢能是電荷和電場所共有的，具、電勢能是電荷和電場所共有的，具 有有系統(tǒng)性系統(tǒng)性4 4、電勢能是、電勢能是相對相對的，與零電勢能面有關(guān)的，與零電勢能面有關(guān)6 6、電勢能是、電勢能是標量

4、標量 通常把電荷在離場源電荷通常把電荷在離場源電荷無限遠處無限遠處的的電勢能規(guī)定為電勢能規(guī)定為零零，或把電荷在，或把電荷在大地表面大地表面上上電勢能規(guī)定為電勢能規(guī)定為零零。例例1.1.將帶電量為將帶電量為6 61010-6-6C C的負電荷從電場中的的負電荷從電場中的A A點移到點移到B B點，克服電場力做了點，克服電場力做了3 31010-5-5J J的功，的功，再從再從B B移到移到C C，電場力做了，電場力做了1.21.21010-5-5J J的功，的功，則（則（1 1）電荷從）電荷從A A移到移到B B，再從，再從B B移到移到C C的過程的過程中電勢能共改變了多少？中電勢能共改變了多

5、少？（2 2）如果規(guī)定）如果規(guī)定A A點的電勢能為零，則該電荷點的電勢能為零，則該電荷在在B B點和點和C C點的電勢能分別為多少？點的電勢能分別為多少？（3 3）如果規(guī)定）如果規(guī)定B B點的電勢能為零，則該電荷點的電勢能為零，則該電荷在在A A點和點和C C點的電勢能分別為多少？點的電勢能分別為多少？增加了增加了1.81.81010-5-5J J. E EPCPC=1.8=1.81010-5-5 J J E EPCPC=-1.2=-1.21010-5-5 J JE EPBPB=3=31010-5-5 J J E EPAPA= -3= -31010-5-5 J J 用類比法研究電場能的性質(zhì)用類

6、比法研究電場能的性質(zhì)重力場重力場電場電場勢勢 差差1、WABG， WAB/G 恒量恒量hAB1、WABq， WAB/q恒量恒量UAB2、比值定義法：、比值定義法： 高度差高度差hAB=WG/G2、比值定義法：、比值定義法： 電勢差電勢差UAB=WAB/q hAB與與G無關(guān)，無關(guān)，只取決于始、末只取決于始、末的位置。的位置。UAB與與q（包括大小、包括大小、正負）無關(guān)，只取正負）無關(guān)，只取決于始、末的位置。決于始、末的位置。1v=1J/c2.2.定義式定義式:q qW WU UA AB BA AB B正負代表一點比另一點電勢高或低正負代表一點比另一點電勢高或低電場中電場中A A、B B兩點間的電

7、勢差兩點間的電勢差U UABAB, ,在數(shù)值上等在數(shù)值上等于單位正電荷由于單位正電荷由A A點移動到點移動到B B點時點時, ,電場力所做電場力所做的功的功WWAB.AB.2 例例2.2.如圖所示的電場中，如圖所示的電場中，A A、B B兩點間的電勢兩點間的電勢差差U UABAB=20 V=20 V，將點電荷，將點電荷q q= -2= -21010-9-9C C，由，由A A點移到點移到B B點，靜電力所做的功是多少點，靜電力所做的功是多少 ？WWAB AB = -4.0= -4.01010-8-8J J 將將UAB和和q的正的正負號代入計算負號代入計算例例3 3、在如圖所示的電場中，把點電荷

8、在如圖所示的電場中，把點電荷q=+2q=+21010-11-11C C，由，由A A點移到點移到B B點，電場力點，電場力做功做功WWABAB=4=41010-11-11J J。A A、B B兩點間的電兩點間的電勢差勢差U UABAB等于多少？等于多少？B B、A A兩點間的電勢兩點間的電勢差差U UBABA等于多少？等于多少？ U UABAB=2V =2V U UBABA=-2V=-2V用類比法研究電場能的性質(zhì)用類比法研究電場能的性質(zhì)重力場重力場電場電場勢勢高度是特殊的高度差高度是特殊的高度差電勢是特殊的電勢差電勢是特殊的電勢差高度差高度差hAB =hA - hBhA = hAO = hA

9、- hOhA=hAO =WAO/GUAB =A-BA =UAO= A - OA=UAO = WAO/q一般取地面或最低點為一般取地面或最低點為參考點參考點一般取無窮遠處或電場一般取無窮遠處或電場中的接地點為參考點中的接地點為參考點 qWAA0:.2公式 ( (計算時要計算時要代入正負號代入正負號) )想一想想一想1、高度差、高度與零高、高度差、高度與零高度點的選擇有關(guān)嗎？度點的選擇有關(guān)嗎？2、電勢差、電勢與零電、電勢差、電勢與零電勢點的選擇有關(guān)嗎？勢點的選擇有關(guān)嗎？A BCD0V1V2V3V結(jié)論：電勢和高度都具有相對性，與參結(jié)論：電勢和高度都具有相對性，與參考點的選擇有關(guān)，而電勢差和高度差與考

10、點的選擇有關(guān)，而電勢差和高度差與參考點的選擇無關(guān)。參考點的選擇無關(guān)。E0V1V2V-1V6. 6. 電勢具有電勢具有相對性相對性：確定電勢確定電勢, ,應(yīng)先規(guī)應(yīng)先規(guī)定電場中某處的電勢為零定電場中某處的電勢為零.( .(通常規(guī)定離通常規(guī)定離場源電荷場源電荷無限遠處無限遠處或或大地大地的電勢為零的電勢為零.) .)7.7.電勢的決定因素：電場中某點的電勢電勢的決定因素：電場中某點的電勢的大小是由電場本身的性質(zhì)決定的，的大小是由電場本身的性質(zhì)決定的，與放不放電荷及放什么電荷無關(guān)。即與放不放電荷及放什么電荷無關(guān)。即 與與EpEp、q q無關(guān)無關(guān)8.8.沿電場線方向電勢降低沿電場線方向電勢降低思考思考:

11、怎么比較電場中兩點電勢高低呢怎么比較電場中兩點電勢高低呢?ABEq qW WU UABABABAB方法二方法二: :根據(jù)電勢差定義式來判斷根據(jù)電勢差定義式來判斷. . 例例4.4. 將一電量為將一電量為 的點電荷從的點電荷從電場外一點電場外一點P P移至電場中某點移至電場中某點A, A, 電場力做電場力做 功功 , ,以以P P點為零勢點。求點為零勢點。求A A點的電點的電勢勢. .cq6102J5104 注意注意: :計算電勢首先要規(guī)定計算電勢首先要規(guī)定零電勢處零電勢處, ,且且電勢可以為電勢可以為負負. .四、等勢面四、等勢面1、等勢面：、等勢面：電勢相等的點所構(gòu)成的面。電勢相等的點所構(gòu)成

12、的面。通常相鄰等勢面之間的電勢差相等。通常相鄰等勢面之間的電勢差相等。( (稱為等差等勢面）稱為等差等勢面）2、典型電場的等勢面、典型電場的等勢面點電荷的電場的等勢線點電荷的電場的等勢線等量異種電荷電場的等勢面等量異種電荷電場的等勢面等量同種電荷電場的等勢等量同種電荷電場的等勢面面勻強電場的等勢面帶電導(dǎo)體周圍電場的等勢面3、等勢面的特點、等勢面的特點（1 1）在同一等勢面上的任意兩點間移動電荷，）在同一等勢面上的任意兩點間移動電荷，電場力不做功電場力不做功（2 2）電場線跟等勢面垂直，且由電勢較高的）電場線跟等勢面垂直，且由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面等勢面指向電勢較低的等勢面 （3

13、3）等勢面密處場強大、電場線密，等勢面疏）等勢面密處場強大、電場線密，等勢面疏處場強小、電場線疏處場強小、電場線疏 （4 4）不同等勢面在空間不相交、不相切）不同等勢面在空間不相交、不相切（5 5）處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體是一個等勢體，）處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體是一個等勢體，其表面為一個等勢面，其表面為一個等勢面，勻強電場的等勢面是一勻強電場的等勢面是一組相互平行的疏密均勻的平面。組相互平行的疏密均勻的平面。例例6 6、關(guān)于等勢面正確的說法是（關(guān)于等勢面正確的說法是（ ） A A電荷在等勢面上移動時不受電場電荷在等勢面上移動時不受電場力作用，所以不做功力作用，所以不做功 B B等勢面上各點的場強大

14、小相等等勢面上各點的場強大小相等 C C等勢面一定跟電場線垂直等勢面一定跟電場線垂直 D D兩等勢面不能相交兩等勢面不能相交CDCD小結(jié)小結(jié)一、電勢能一、電勢能： 二、電勢差：二、電勢差：q qW WU UA AB BA AB B三、電勢：三、電勢：A=UAO = WAO/qqAA四、等勢面四、等勢面五、電場力的功、電勢能、電勢、電勢差、五、電場力的功、電勢能、電勢、電勢差、等勢面、電場線的關(guān)系等勢面、電場線的關(guān)系項目項目重重 力力 場場電電 場場定義定義 場強場強（矢量）（矢量）場力場力場力做場力做功特點功特點勢差勢差（標量）（標量）地球附近的引力場地球附近的引力場存在于電荷周圍的場存在于電

15、荷周圍的場重力場強度重力場強度g=G/mg=G/m， 方向：垂直于該點的切方向：垂直于該點的切面向下面向下電場強度電場強度E=F/q E=F/q ， 方向：正電荷在該點方向：正電荷在該點所受電場力方向所受電場力方向重力重力G=mgG=mg電場力電場力F=qEF=qEWWABAB=mgh=mghABAB只與始、末位置有只與始、末位置有關(guān)，與路徑無關(guān)關(guān)，與路徑無關(guān)WWABAB=qU=qUAB AB 只與始、末位置有只與始、末位置有關(guān)，與路徑無關(guān)關(guān)，與路徑無關(guān)高度差高度差h hABAB= h= hA A h hB B，與參考點選取無關(guān)與參考點選取無關(guān)電勢差電勢差U UABAB= =A A- - B

16、B，與與參考點選擇無關(guān)參考點選擇無關(guān)構(gòu)建知識結(jié)構(gòu)構(gòu)建知識結(jié)構(gòu)項目項目重重 力力 場場電電 場場 勢勢（標量）（標量）勢能勢能（標量）（標量）場力做場力做功與勢功與勢能變化能變化的關(guān)系的關(guān)系 重力勢能重力勢能E EP P=mgh=mgh，與參考平面選取有關(guān)與參考平面選取有關(guān)電勢能電勢能= =q q（選學(xué)）選學(xué)），與參考平面選取有關(guān)與參考平面選取有關(guān)重力做正功，重力勢重力做正功，重力勢能減少（轉(zhuǎn)化為其他能減少（轉(zhuǎn)化為其他形式的能）；重力做形式的能）；重力做負功，重力勢能增加負功，重力勢能增加WAB=EPA-EPB 電場力做正功，電勢電場力做正功，電勢能減少（轉(zhuǎn)化為其他能減少（轉(zhuǎn)化為其他形式的能）；

17、電場力形式的能）；電場力做負功，電勢能增加。做負功，電勢能增加。WAB= A- B高度高度h h與參考點的選取與參考點的選取有關(guān)，具有相對性有關(guān)，具有相對性電勢電勢與參考點的選與參考點的選取有關(guān)，具有相對性取有關(guān)，具有相對性課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練1 1如圖如圖1 1所示，所示，a a、b b為某電場線上的兩為某電場線上的兩點，那么以下的結(jié)論正確的是點，那么以下的結(jié)論正確的是 （ ） A A把正電荷從把正電荷從a a移到移到b b，電場力做正功，電場力做正功，電荷的電勢能減少電荷的電勢能減少B B把正電荷從把正電荷從a a移到移到b b，電場力做負功，電場力做負功，電荷的電勢能增加電荷的電勢能增加 C

18、 C把負電荷從把負電荷從a a移到移到b b，電場力做正功，電場力做正功，電荷的電勢能增加電荷的電勢能增加D D 從從a a到到b b電勢逐漸降低電勢逐漸降低ADAD課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練2 2、有關(guān)電場中某點的電勢，下列說法中、有關(guān)電場中某點的電勢，下列說法中正確的是（正確的是（ ）A A、由放在該點的電荷所具有的電勢能的、由放在該點的電荷所具有的電勢能的多少決定多少決定B B、由放在該點的電荷的電量多少來決定、由放在該點的電荷的電量多少來決定C C、與放在該點的電荷的正負有關(guān)、與放在該點的電荷的正負有關(guān)D D、是電場本身的屬性，與放入該點的電、是電場本身的屬性，與放入該點的電荷情況無關(guān)荷情況無關(guān)

19、D D練習(xí)：一負電荷僅受電場力的作用，從電場練習(xí)：一負電荷僅受電場力的作用，從電場A點運動到點運動到B點，在此過程中，該電荷做初速度為零的勻加速直線點，在此過程中，該電荷做初速度為零的勻加速直線運動，則運動，則A、B兩點電場強度兩點電場強度EA、EB及該電荷在及該電荷在A、B兩點的電勢能兩點的電勢能EpEpA A、EpEpB B之間的關(guān)系（之間的關(guān)系（ ）EA=EBEAEpEpA A解析：負電荷在電場中只受電場解析：負電荷在電場中只受電場力作用而做勻加速直線運動，可力作用而做勻加速直線運動，可知電場是勻強電場，所以知電場是勻強電場，所以A對，對，所以所以D對。對。AD練習(xí)：下列關(guān)于電勢高低的判

20、斷正確的是（練習(xí)：下列關(guān)于電勢高低的判斷正確的是（ ）負電荷從負電荷從A移動到移動到B時，外力做正功，時，外力做正功，A點點的電勢一定較高。的電勢一定較高。負電荷從負電荷從A移動到移動到B時，電勢能增加，時，電勢能增加，A點點的電勢一定較低。的電勢一定較低。負電荷從負電荷從A移動到移動到B時，電勢能增加，時，電勢能增加，A點點的電勢一定較高。的電勢一定較高。初速度為零的正電荷只在電場力的左右下初速度為零的正電荷只在電場力的左右下從從A移動到移動到B，A點的電勢一定較高。點的電勢一定較高。CDab練習(xí)：如圖，某電場中的一條直線，一電子在練習(xí)：如圖，某電場中的一條直線，一電子在a點由點由靜止釋放，它將沿直線