高二物理《電勢能和電勢》知識點(diǎn)講解

1、.1高二物理高二物理 電勢能和電勢電勢能和電勢.2cosWFL 1 1、功的計(jì)算：、功的計(jì)算：2 2、重力做功的特點(diǎn)：、重力做功的特點(diǎn)：(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W WG G與重力勢能變化的關(guān)系與重力勢能變化的關(guān)系12GPPPWEEE (3)(3)重力勢能是相對的重力勢能是相對的, ,須選定零勢能參考面須選定零勢能參考面功是能量轉(zhuǎn)化的量度！功是能量轉(zhuǎn)化的量度！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(fù)功負(fù)功，重力勢能，重力勢能增加增加復(fù)習(xí)：復(fù)習(xí)：.3 一個(gè)試探電荷在電場中某點(diǎn)由靜止

2、一個(gè)試探電荷在電場中某點(diǎn)由靜止釋放釋放, ,將如何運(yùn)動(dòng)將如何運(yùn)動(dòng)? ?E 在電場力作用下電荷做加速運(yùn)動(dòng)在電場力作用下電荷做加速運(yùn)動(dòng), ,一段時(shí)間后獲得一定的一段時(shí)間后獲得一定的速度速度, ,試探電試探電荷的荷的動(dòng)能動(dòng)能增加增加. .+F什么能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能的呢什么能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能的呢? ?.4一、電場力做功的特點(diǎn)一、電場力做功的特點(diǎn) 在勻強(qiáng)電場中移動(dòng)電荷時(shí)，電場力做的功在勻強(qiáng)電場中移動(dòng)電荷時(shí)，電場力做的功與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān)與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān), ,只與電荷的起始位置只與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)。和終止位置有關(guān)。對于非勻強(qiáng)電場也適用對于非勻強(qiáng)電場也適用B+MAFq q+ WAB = F|AB|co

3、s=qE|AM| 把正電荷沿不把正電荷沿不同路徑從同路徑從A A點(diǎn)移點(diǎn)移到到B B電場力做功？電場力做功？.5 將將+q由由A移移到到B的過程電的過程電場力對電荷做場力對電荷做功為：功為：將將-q由由A移到移到B的過程，電場的過程，電場力對電荷做功為：力對電荷做功為：dAB+qELcosWqEdqEl電cosWqEdqEl電做功的過程是一個(gè)做功的過程是一個(gè)能量轉(zhuǎn)化的過程，能量轉(zhuǎn)化的過程，那么電場力做功的那么電場力做功的過程是什么能轉(zhuǎn)化過程是什么能轉(zhuǎn)化為什么能呢？為什么能呢？.6二、電勢能二、電勢能 電場中的電荷由于受電場中的電荷由于受到電場力作用而具有的到電場力作用而具有的勢能。勢能。.7 正

4、電荷從正電荷從A A點(diǎn)移到點(diǎn)移到B B點(diǎn)點(diǎn)時(shí)時(shí), ,電場力做正功電場力做正功, ,電荷的電荷的電勢能減少電勢能減少. . 正電荷從正電荷從B B點(diǎn)移到點(diǎn)移到A A點(diǎn)點(diǎn)時(shí)時(shí), , 電場力做負(fù)功電場力做負(fù)功, ,即電荷即電荷克服靜電力做功克服靜電力做功, ,電荷的電荷的電勢能增加電勢能增加. .ABE+vABE+v如果是負(fù)電荷情況相同如果是負(fù)電荷情況相同.8二、電勢能二、電勢能PBPAABEEW1 1、電荷在電場中具有與其位置有關(guān)的能量、電荷在電場中具有與其位置有關(guān)的能量叫電勢能。叫電勢能。2 2、電場力對電荷做正功，電荷的電勢能減、電場力對電荷做正功，電荷的電勢能減小小3、電場力對電荷做負(fù)功，電

5、荷的電勢能、電場力對電荷做負(fù)功，電荷的電勢能增加增加電場力做的功等于電勢能變化量的負(fù)值電場力做的功等于電勢能變化量的負(fù)值.9 例例1. 1. 如圖如圖, ,在場強(qiáng)在場強(qiáng) 的勻強(qiáng)電場中的勻強(qiáng)電場中, ,點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷q=+1cq=+1c從從A A移動(dòng)到移動(dòng)到B,ABB,AB相距相距L=1m,L=1m,電場電場力做功為多少力做功為多少? ?電勢能如何變化電勢能如何變化? ?CNE310電荷在電荷在B B點(diǎn)具有的電勢能多大？點(diǎn)具有的電勢能多大？電勢能減少電勢能減少JWAB310EqFAB設(shè)設(shè)A A點(diǎn)的電勢能點(diǎn)的電勢能0PAEWAB = EPAEPB =103JJJWEEABPAPB3310100電勢能

6、為負(fù)表示電勢能為負(fù)表示的物理意義是什的物理意義是什么？么？+.10 通常把電荷在離場源電荷無限遠(yuǎn)處通常把電荷在離場源電荷無限遠(yuǎn)處的電勢能規(guī)定為零，或把電荷在大地的電勢能規(guī)定為零，或把電荷在大地表面上電勢能規(guī)定為零。表面上電勢能規(guī)定為零。 電荷在某點(diǎn)的電勢能，等于電電荷在某點(diǎn)的電勢能，等于電場力把它從該處移動(dòng)到零勢能位場力把它從該處移動(dòng)到零勢能位置所做的功置所做的功.11電勢能為負(fù)表示電荷在該處的電勢能比電勢能為負(fù)表示電荷在該處的電勢能比 零零還要小還要小. .電勢能是標(biāo)量電勢能是標(biāo)量電勢能是相對的，與零勢能面的選擇有關(guān)。電勢能是相對的，與零勢能面的選擇有關(guān)。電勢能是電荷和電場所共有的，具有系統(tǒng)

7、電勢能是電荷和電場所共有的，具有系統(tǒng) 性性.12重力勢能和電勢能類比重力勢能和電勢能類比 重力場中，重力：地球和重力場中，重力：地球和物體之間存在的吸引力物體之間存在的吸引力電場中，電場力：電荷之電場中，電場力：電荷之間的作用力間的作用力有重力就有重力勢能有重力就有重力勢能Ep= mgh有電場力就有相應(yīng)的能，有電場力就有相應(yīng)的能，叫電勢能叫電勢能EPEp由物體和地面間的相對由物體和地面間的相對位置決定位置決定EP由電荷間的相對位置決定由電荷間的相對位置決定電場力做正功，電勢能就減少電場力做正功，電勢能就減少電場力做負(fù)功，電勢能就增加電場力做負(fù)功，電勢能就增加電場力作功，電勢能改變電場力作功，電

8、勢能改變重力做功，重力勢能改變重力做功，重力勢能改變重力做正功，重力勢能就減少重力做正功，重力勢能就減少重力做負(fù)功，重力勢能就增加重力做負(fù)功，重力勢能就增加WW重重 = E= EP1P1-E-EP2P2WW電電 = E= EPAPA-E-EPBPB.131、下列說法中，正確的是：、下列說法中，正確的是：A、把兩個(gè)同種點(diǎn)電荷間的距離增大一些，電荷的電勢、把兩個(gè)同種點(diǎn)電荷間的距離增大一些，電荷的電勢能一定增加能一定增加B、把兩個(gè)同種點(diǎn)電荷間的距離減小一些，電荷的電勢、把兩個(gè)同種點(diǎn)電荷間的距離減小一些，電荷的電勢能一定增加能一定增加C、把兩個(gè)異種點(diǎn)電荷間的距離增大一些，電荷的電勢、把兩個(gè)異種點(diǎn)電荷間

9、的距離增大一些，電荷的電勢能一定增加能一定增加D、把兩個(gè)異種點(diǎn)電荷間的距離減小一些，電荷的電勢、把兩個(gè)異種點(diǎn)電荷間的距離減小一些，電荷的電勢能一定增加能一定增加BC課堂訓(xùn)練：課堂訓(xùn)練：.142、把電量、把電量q1=510-5C的電荷從電場中的的電荷從電場中的A點(diǎn)移到點(diǎn)移到B點(diǎn)，點(diǎn)，電場力做功電場力做功W1=10-3J，則電荷，則電荷q1在在A、B兩點(diǎn)的電勢能兩點(diǎn)的電勢能EA1與與EB1之差之差EA1-EB1=_J；若把若把q2=-110-4C的電荷從的電荷從A點(diǎn)移到點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場力做功點(diǎn)，電場力做功W2=_J，電荷，電荷q2從從A到到B電勢能的變化量為多少？電勢能的變化量為多少？.153 3

10、、將帶電量為、將帶電量為6 61010-6-6C C的負(fù)電荷從電場中的的負(fù)電荷從電場中的A A點(diǎn)移點(diǎn)移到到B B點(diǎn)，克服電場力做了點(diǎn)，克服電場力做了3 31010-5-5J J的功，再從的功，再從B B移移到到C C，電場力做了，電場力做了1.21.21010-5-5J J的功，則的功，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的過程中電勢能的過程中電勢能共改變了多少？共改變了多少？（2 2）如果規(guī)定）如果規(guī)定A A點(diǎn)的電勢能為零，則該電荷在點(diǎn)的電勢能為零，則該電荷在B B點(diǎn)點(diǎn)和和C C點(diǎn)的電勢能分別為多少？點(diǎn)的電勢能分別為多少？（3 3）如果規(guī)定）如果規(guī)定

11、B B點(diǎn)的電勢能為零，則該電荷在點(diǎn)的電勢能為零，則該電荷在A A點(diǎn)點(diǎn)和和C C點(diǎn)的電勢能分別為多少？點(diǎn)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 .16A0lE+ +cos0qElWAcosqElEPAcosElqEPA 該比值是一個(gè)與該比值是一個(gè)與q q無關(guān)，僅與電場無關(guān)，僅與電場及及A A點(diǎn)的位置有關(guān)的量。點(diǎn)的位置有關(guān)的量。三、電勢三、電勢設(shè)EP0

12、=0該比值稱為該比值稱為A A點(diǎn)的點(diǎn)的電勢電勢零勢能零勢能參考點(diǎn)參考點(diǎn).17電荷電場中在某一點(diǎn)的電勢能與電荷電場中在某一點(diǎn)的電勢能與它的電荷量的比值它的電荷量的比值qEP1 V = 1 J/C1. 1. 定義定義: :2. 2. 公式公式: :3. 3. 單位單位: : 伏特伏特(V)(V) ( (計(jì)算時(shí)要計(jì)算時(shí)要代入正負(fù)號代入正負(fù)號) )4. 標(biāo)量標(biāo)量 ( (有正負(fù)有正負(fù)) )5. 5. 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)定電應(yīng)先規(guī)定電場中某處的電勢為零場中某處的電勢為零.( .(通常規(guī)定離場源電荷通常規(guī)定離場源電荷無限遠(yuǎn)處無限遠(yuǎn)處或或大地大地的電勢為零的電勢為零.)

13、 .).18 例例1. 1. 試探電荷試探電荷q q1 1放在電場中的放在電場中的A A點(diǎn)點(diǎn), ,電電勢能為勢能為E(E(規(guī)定無限遠(yuǎn)處電勢能為零規(guī)定無限遠(yuǎn)處電勢能為零),A),A點(diǎn)的電勢為點(diǎn)的電勢為_,_,若把試探電荷若把試探電荷q q1 1換成試探電荷換成試探電荷q q2 2放在電場中的放在電場中的A A點(diǎn)點(diǎn),A,A點(diǎn)的電勢為點(diǎn)的電勢為_ (_ (仍規(guī)定無限仍規(guī)定無限遠(yuǎn)處電勢能為零遠(yuǎn)處電勢能為零). ).1qE1qE.19 例例2. 2. 將一電量為將一電量為 的點(diǎn)電荷從的點(diǎn)電荷從電場外一點(diǎn)電場外一點(diǎn)P P移至電場中某點(diǎn)移至電場中某點(diǎn)A, A, 電場力做電場力做 功功 , ,求求A A點(diǎn)的電

14、勢點(diǎn)的電勢. .cq6102解解: : 場外一點(diǎn)場外一點(diǎn)P P的電勢為的電勢為0pJWEPA5104VVqEPAA2010210465從從P A,P A,電場力做的功電場力做的功 PAEW 注意注意: :計(jì)算電勢首先要規(guī)定計(jì)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(fù)負(fù). .20沿著電場線方向，電勢如何變化呢？沿著電場線方向，電勢如何變化呢？4、沿著電場線的方向，電勢越來越低、沿著電場線的方向，電勢越來越低如何確定電場中某點(diǎn)的電勢呢？如何確定電場中某點(diǎn)的電勢呢？5、電勢具有相對性，先規(guī)定電場中某處的電勢、電勢具有相對性，先規(guī)定電場中某處的電勢為零，然后才能確定電場中其他各點(diǎn)

15、的電勢。為零，然后才能確定電場中其他各點(diǎn)的電勢。（通常取離場源電荷無限遠(yuǎn)處或大地的電勢為（通常取離場源電荷無限遠(yuǎn)處或大地的電勢為零）零）.21四、等勢面四、等勢面電場中電勢相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面電場中電勢相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面等勢面與電場線的關(guān)系：等勢面與電場線的關(guān)系：（1）電場線與等勢面垂直，并且由電勢高）電場線與等勢面垂直，并且由電勢高 的等勢面指向電勢低的等勢面的等勢面指向電勢低的等勢面問題：等勢面能相交、相切嗎？問題：等勢面能相交、相切嗎？（2）等差等勢面越密的地方，電場強(qiáng)度）等差等勢面越密的地方，電場強(qiáng)度 E越大越大.22.23.24.25如圖所示，虛線如圖所示，虛線a、b和和c是某靜電場中

16、的三個(gè)等勢面，它們的電是某靜電場中的三個(gè)等勢面，它們的電勢分別為勢分別為 、 和和 ，一帶正電粒子射入電場中，其運(yùn)動(dòng)軌跡，一帶正電粒子射入電場中，其運(yùn)動(dòng)軌跡如實(shí)線如實(shí)線KLMN所示。由圖可知：所示。由圖可知：A、粒子從、粒子從K到到L的過程中，電場力做負(fù)功的過程中，電場力做負(fù)功B、粒子從、粒子從L到到M的過程中，電場力做負(fù)功的過程中，電場力做負(fù)功C、粒子從、粒子從K到到L的過程中，電勢能增加的過程中，電勢能增加D、粒子從、粒子從L到到M的過程中，動(dòng)能減少的過程中，動(dòng)能減少abcACabcKLMN.26如圖所示，三個(gè)等差等勢面上有如圖所示，三個(gè)等差等勢面上有a、b、c、d四點(diǎn)，若四點(diǎn)，若將一個(gè)正電荷由將一個(gè)正電荷由c經(jīng)經(jīng)a移動(dòng)到移動(dòng)到d電場力做正功電場力做正功W1，若由，若由c經(jīng)經(jīng)b移動(dòng)到移動(dòng)到d電場力做正功電場力做正功W2，則：，則：2121212121212121.，WWDWWCWWBWWA123cabdD.27隨堂訓(xùn)練隨堂訓(xùn)練兩塊帶電的平行金屬板相距兩塊帶電的平行金屬板相距2cm，板間有一與板面垂直，板間有一與板面垂直的勻強(qiáng)電場，一電子從負(fù)極板自由釋放，經(jīng)的勻強(qiáng)電場，一電子從負(fù)極板自由釋放，經(jīng)1.510-8s打打到對面極板上，求該電場的電場強(qiáng)度。（電子質(zhì)量