1.4.1電勢能精品課件

1、 做一做做一做 ： 一個(gè)一個(gè)試探電荷質(zhì)量試探電荷質(zhì)量m=1x10m=1x10-4-4kgkg、電荷量、電荷量q=+4x10q=+4x10-9-9C C，在場強(qiáng)在場強(qiáng)E=5.0 x10E=5.0 x106 6N/CN/C的的勻強(qiáng)勻強(qiáng)電場中電場中某點(diǎn)由靜止釋放某點(diǎn)由靜止釋放, ,它將如何運(yùn)動它將如何運(yùn)動? ? 5s5s后它的速度是多少？動能是多少？（重力后它的速度是多少？動能是多少？（重力忽略不計(jì)）忽略不計(jì)）EFAB+沿電場方向做初速度為沿電場方向做初速度為0 0的勻加速直線運(yùn)動的勻加速直線運(yùn)動 a=200m/s=200m/s2 2 v5 5=1000m/s E=1000m/s Ek=50=50J

2、E力和運(yùn)動的角度：力和運(yùn)動的角度： 靜電力靜電力產(chǎn)生加速度，電荷的速度增加。產(chǎn)生加速度，電荷的速度增加。功和能的角度：功和能的角度： 靜電力對電荷做功，電荷的動能增加。靜電力對電荷做功，電荷的動能增加。F什么能轉(zhuǎn)化為動能呢什么能轉(zhuǎn)化為動能呢? ?AB+ +從能量的角度認(rèn)識電場從能量的角度認(rèn)識電場類比學(xué)習(xí)法 類比法是根據(jù)兩個(gè)（兩類）對象之間在某方面類比法是根據(jù)兩個(gè)（兩類）對象之間在某方面的相同或相似，而推出它們在其他方面也可能相同的相同或相似，而推出它們在其他方面也可能相同或相似的邏輯推理方法。具體來說，或相似的邏輯推理方法。具體來說，A A事物具有屬事物具有屬性性a a、b b、c c，又具有

3、屬性，又具有屬性d d。如果。如果B B事物具有屬性事物具有屬性a a、b b、c c，那么，那么，B B事物也可能具有屬性事物也可能具有屬性d d。是否真是這。是否真是這樣，需要得到實(shí)驗(yàn)或?qū)嵺`的驗(yàn)證。樣，需要得到實(shí)驗(yàn)或?qū)嵺`的驗(yàn)證。屬性屬性靜電場靜電場重力場（引力場）重力場（引力場）a a電荷周圍的一種物質(zhì)電荷周圍的一種物質(zhì)地球周圍的一種物質(zhì)地球周圍的一種物質(zhì)b b對場中電荷有力的作用對場中電荷有力的作用對場中物體有力的作用對場中物體有力的作用c c靜電力：靜電力：F=qEF=qE重力：重力：G=mgG=mg性質(zhì)性質(zhì)d d： 在重力場中，重力做功與路徑無關(guān)。在重力場中，重力做功與路徑無關(guān)。 在

4、電場中，靜電力做功也與路徑無關(guān)嗎？在電場中，靜電力做功也與路徑無關(guān)嗎？你將創(chuàng)設(shè)怎樣的情境來論證這一問題呢？你將創(chuàng)設(shè)怎樣的情境來論證這一問題呢？ 如圖，在勻強(qiáng)電場中把正電荷如圖，在勻強(qiáng)電場中把正電荷q q沿三種不沿三種不同的路徑從同的路徑從A A點(diǎn)移到點(diǎn)移到B B點(diǎn)，求靜電力做的功分別點(diǎn)，求靜電力做的功分別是多少？是多少？探究一、靜電力做功的特點(diǎn)探究一、靜電力做功的特點(diǎn)BMAFq q+甲甲乙乙丙丙E 先獨(dú)立思考，根據(jù)功的公式寫出三種情況下的結(jié)先獨(dú)立思考，根據(jù)功的公式寫出三種情況下的結(jié)果表達(dá)式，然后閱讀課本相關(guān)內(nèi)容，并做好自由發(fā)言果表達(dá)式，然后閱讀課本相關(guān)內(nèi)容，并做好自由發(fā)言準(zhǔn)備。準(zhǔn)備。M探究一、

5、靜電力做功的特點(diǎn)探究一、靜電力做功的特點(diǎn)EW = F|AB| cos= q Eq E|AM|AM|1.1.將電荷將電荷q q從從A A沿直線移至沿直線移至B B: :AB+q q+q qFMEAB2.2.將電荷將電荷q q從從A A沿折線移至沿折線移至B:B:對對AM:W1 = q E |AM|對對MB:W2 = 0對全程對全程: :W = W1 + W2= q E|AM|+q qF+q qF探究一、靜電力做功的特點(diǎn)探究一、靜電力做功的特點(diǎn)3.3.將電荷將電荷q q從從A A沿曲線移至沿曲線移至B:B:MEAB+q qFEAB+q qF+q qF+q qF+q qFW = W1 + W2 +

6、W3 + = q E|AM|W1 = q E x1W2 = q E x2W3 = q E x3 Mx1 + x2 + x3 +=?X1x2探究一、靜電力做功的特點(diǎn)探究一、靜電力做功的特點(diǎn)微元法微元法4.4.將電荷將電荷q q從從A A沿其它曲線移至沿其它曲線移至B B，靜電力做功？，靜電力做功？5. 5. 如果移動負(fù)電荷，如果移動負(fù)電荷，1 14 4結(jié)論又如何？結(jié)論又如何？MEABq qFB+MAFq q+說一說：說一說： 靜電力做功有什么特點(diǎn)？靜電力做功有什么特點(diǎn)？ 在在電場電場中移動電荷時(shí)中移動電荷時(shí), ,靜電力做的功靜電力做的功與電荷經(jīng)過的與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān)路徑無關(guān), ,與電荷的與電荷

7、的起始起始位置和位置和終點(diǎn)終點(diǎn)位置有關(guān)位置有關(guān)。此特點(diǎn)對勻強(qiáng)電場和非勻強(qiáng)電場都適此特點(diǎn)對勻強(qiáng)電場和非勻強(qiáng)電場都適用。用。l電勢能電勢能：由于移動電荷時(shí)靜電力做功由于移動電荷時(shí)靜電力做功與路徑無關(guān)與路徑無關(guān), ,電荷在電場中也具有勢能，電荷在電場中也具有勢能，這種勢能叫做電勢能。用這種勢能叫做電勢能。用EpEp表示。表示。 性質(zhì)性質(zhì)e e： 在重力場中，由于移動物體時(shí)重力做在重力場中，由于移動物體時(shí)重力做功與路徑無關(guān)，同一物體在地面附近的同功與路徑無關(guān)，同一物體在地面附近的同一位置才具有確定的重力勢能。在靜電場一位置才具有確定的重力勢能。在靜電場中，移動電荷時(shí)靜電力做功也與路徑無關(guān)，中，移動電荷

8、時(shí)靜電力做功也與路徑無關(guān)，是否也存在與位置有關(guān)的勢能呢？這種勢是否也存在與位置有關(guān)的勢能呢？這種勢能叫什么呢？能叫什么呢？性質(zhì)性質(zhì)f f： 在重力場中，在重力場中，重力做正功，重力勢能減少；重力做正功，重力勢能減少；重力做負(fù)功，重力勢能增加重力做負(fù)功，重力勢能增加。 用公式表示：用公式表示：WWABAB=E=EPAPA-E-EPBPB=E=EP P減減 在靜電場中，是否也有在靜電場中，是否也有“靜電力做正功，靜電力做正功，電勢能減少；靜電力做負(fù)功，電勢能增加。電勢能減少；靜電力做負(fù)功，電勢能增加。”的規(guī)律呢？的規(guī)律呢？探究二探究二: :靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系

9、下列電荷在電場中移動時(shí)下列電荷在電場中移動時(shí), ,靜電力做什么功靜電力做什么功? ?電電荷的電勢能如何變化荷的電勢能如何變化? ?EAB+若在電場中移動的是負(fù)電荷呢若在電場中移動的是負(fù)電荷呢? ?F -FEAB+F -F靜電力對電荷做正功靜電力對電荷做正功, ,電荷的電勢能減少電荷的電勢能減少靜電力對電荷做負(fù)功靜電力對電荷做負(fù)功, ,電荷的電勢能增加電荷的電勢能增加 W WABAB = E = EPAPA - E - EPBPB 靜電力做的功等于電勢能的減少量。 如圖如圖1 1所示，所示，a a、b b為某電為某電場線上的兩點(diǎn)，試比較電荷場線上的兩點(diǎn)，試比較電荷+q+q在在A A、B B兩點(diǎn)具

10、有的電勢能的多兩點(diǎn)具有的電勢能的多少少。練一練練一練電勢能具有相對性。電勢能具有相對性。 電荷在某點(diǎn)的電勢能電荷在某點(diǎn)的電勢能, ,等于靜電等于靜電力把它從該點(diǎn)移動力把它從該點(diǎn)移動到到零勢能位置零勢能位置時(shí)所做的功。即時(shí)所做的功。即 E EPAPA= =W WABAB性質(zhì)性質(zhì)g g： 重力勢能具有相對性。只有選取了零勢能參考平重力勢能具有相對性。只有選取了零勢能參考平面才能確定物體在某一位置具有的重力勢能。選取的參面才能確定物體在某一位置具有的重力勢能。選取的參考平面不同，物體在某一位置的重力勢能數(shù)值也不同?？计矫娌煌?，物體在某一位置的重力勢能數(shù)值也不同。 ( (通常把離場源通常把離場源無限遠(yuǎn)

11、處無限遠(yuǎn)處或或大地表面大地表面的電勢能規(guī)定為零的電勢能規(guī)定為零) ) 電勢能也具有相對性嗎？怎樣確定電荷在電場中電勢能也具有相對性嗎？怎樣確定電荷在電場中某一位置具有的電勢能數(shù)值呢？某一位置具有的電勢能數(shù)值呢？WWABAB = E = EPAPA - E - EPBPB 整體感知整體感知:這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了哪些內(nèi)容？這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了哪些內(nèi)容？3.3.靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系：靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系：3.3.靜電力對電荷做正功靜電力對電荷做正功 , ,電荷的電勢能減少電荷的電勢能減少WWABAB = E = EPAPA - E - EPBPB 靜電力做的功等于電勢能的靜電力做的功等于電勢

12、能的減少量減少量. .l總結(jié)總結(jié) 提高：提高：4. 4. 電荷在某點(diǎn)的電勢能電荷在某點(diǎn)的電勢能, ,等于等于把它從該點(diǎn)移動把它從該點(diǎn)移動到到零勢零勢能位置能位置時(shí)靜電時(shí)靜電力力所做的功。即所做的功。即 E EP P= =W W ( (通常把離場源通常把離場源無限遠(yuǎn)處無限遠(yuǎn)處或或大地表面大地表面的電勢能規(guī)定為零的電勢能規(guī)定為零) )2. 2. 電勢能：由于移動電荷時(shí)靜電力做功與路徑無關(guān)電勢能：由于移動電荷時(shí)靜電力做功與路徑無關(guān), ,電電荷在電場中也具有勢能，這種勢能叫電勢能。用荷在電場中也具有勢能，這種勢能叫電勢能。用EpEp表示。表示。5.5.電勢能具有相對性、系統(tǒng)性。電勢能具有相對性、系統(tǒng)性

13、。1. 1. 靜電力做功的特點(diǎn)：在電場中移動電荷時(shí)，靜電力做靜電力做功的特點(diǎn)：在電場中移動電荷時(shí)，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)，與路徑無關(guān)與路徑無關(guān)。( (負(fù)功負(fù)功) )( (增加增加) ) 有一電荷有一電荷q= -3 X 10q= -3 X 10-6-6 C C的點(diǎn)電荷，從電的點(diǎn)電荷，從電場中的場中的A A點(diǎn)移到點(diǎn)移到B B點(diǎn)時(shí)，克服靜電力做功點(diǎn)時(shí)，克服靜電力做功6X106X10-4-4J J。求：求： 1 1、電荷的電勢能怎樣變化、電荷的電勢能怎樣變化? ?變化了多少？變化了多少？ 2 2、若以、若以B B為零勢能點(diǎn)，電荷在為零勢能點(diǎn)，電荷

14、在A A點(diǎn)時(shí)的電勢能點(diǎn)時(shí)的電勢能E EPAPA為多少？為多少？ 3 3、如果把該電荷從、如果把該電荷從B B點(diǎn)移到點(diǎn)移到C C點(diǎn)時(shí)靜電力做功點(diǎn)時(shí)靜電力做功9X109X10-4-4J J，電荷的電勢能怎樣變化？變化多少？，電荷的電勢能怎樣變化？變化多少？ 4 4、若選、若選C C點(diǎn)的電勢能為零，則電荷在點(diǎn)的電勢能為零，則電荷在A A點(diǎn)時(shí)的點(diǎn)時(shí)的電勢能電勢能E EPAPA為多少？為多少？ 5 5、通過這一例題，你有什么收獲？、通過這一例題，你有什么收獲？案例探究案例探究: :增加了增加了6x106x10-4-4J J。=-6x10=-6x10-4-4J J。減少了減少了9x109x10-4-4J

15、J。=3x10=3x10-4-4J J。取不同的零勢能點(diǎn)，電荷的電勢能是不同的。取不同的零勢能點(diǎn)，電荷的電勢能是不同的。 1 1、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)點(diǎn)移到移到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移到移到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 的過程中電的過程中電勢能共改變了多少？勢能共改變了多少？ （2 2）如果規(guī)定）如果規(guī)定A A點(diǎn)的電

16、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？課堂練習(xí)課堂練習(xí)總結(jié)總結(jié)提高提高l1.1.靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系：靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系： WWABAB = E = EPAPA - E - EPBPB 靜電力做正功，電勢能減少；靜電力做負(fù)功，電勢能增加。靜電力做正功，電勢能減少；靜電力做負(fù)功，電勢能增加。l2. 2. 電荷在某點(diǎn)的電勢能電荷在某點(diǎn)的電勢能, ,等于靜電力把

17、它從該點(diǎn)移動到零勢等于靜電力把它從該點(diǎn)移動到零勢能位置時(shí)所做的功。即能位置時(shí)所做的功。即 EP=WEP=W。l3.3.選取不同的零勢能參考點(diǎn)，同一電荷在電場中同一位置具選取不同的零勢能參考點(diǎn)，同一電荷在電場中同一位置具有的電勢能數(shù)值不同。即電勢能具有相對性。有的電勢能數(shù)值不同。即電勢能具有相對性。課堂練習(xí)課堂練習(xí) 2 2、一個(gè)電荷只在電場力作用下從電場中的、一個(gè)電荷只在電場力作用下從電場中的A A點(diǎn)移到點(diǎn)移到B B點(diǎn)時(shí)，電場力做了點(diǎn)時(shí)，電場力做了5 510106 6J J的功，的功，那么那么 ( )( ) A A電荷在電荷在B B處時(shí)將具有處時(shí)將具有5 510106 6J J 的電勢能的電勢能

18、 B B電荷在電荷在B B處將具有處將具有5 51010-6-6J J 的動能的動能 C C電荷的電勢能減少了電荷的電勢能減少了5 51010-6-6J J D D電荷的動能增加了電荷的動能增加了5 51010-6-6J J 3 3、如圖、如圖1 1所示，所示，a a、b b為某電場線上的兩點(diǎn)，為某電場線上的兩點(diǎn)，那么以下的結(jié)論正確的是那么以下的結(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，電場力做正功，電荷的電勢能減少荷的電勢能減少 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(fù)功，電，電場力做負(fù)功，電荷的電勢能增加荷的電勢能增加 C C把負(fù)電荷從把負(fù)電荷從a a移到移到b b，電場力做正功，電，電場力做正功，電荷的電勢能減少荷的電勢能減少 D D把負(fù)電荷從把負(fù)電荷從a a移到移到b b，電場力做負(fù)功，電，電場力做負(fù)功，電荷的電勢能增加荷的電勢