電勢能和電勢【知識精講+拓展提升】 高二物理 備課精研課件 （人教版2019必修第三冊）

第1節(jié)電勢能和電勢第十章靜電場中的能量課標(biāo)定位1、理解電場力做功的特點(diǎn)；2、通過類比法建構(gòu)電勢能概念；3、通過比值定義法建構(gòu)電勢概念；4、電場力做功與電勢能變化的對應(yīng)關(guān)系。素養(yǎng)闡釋1、物理觀念：電勢能、電勢2、科學(xué)思維：體會類比法建構(gòu)電勢能，歸納法、比值定義法等思維方法建構(gòu)電勢概念的過程，提升科學(xué)探究的能力。引入問題：一個帶正電的試探電荷在勻強(qiáng)電場中某點(diǎn)由靜止釋放，若只受靜電力作用，將如何運(yùn)動?動能如何變化？E在電場力作用下電荷加速運(yùn)動，試探電荷的動能增加.+F思考：是什么能轉(zhuǎn)化為試探電荷的動能呢?地球負(fù)電荷m+q用類比法研究電場中的能量的性質(zhì)重力場電場mgqE場方向場方向地球附近的重力場跟負(fù)電荷的電場相似一、靜電力做功的特點(diǎn)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？類比：在重力場中，重力做功與路徑無關(guān)

如圖，在勻強(qiáng)電場中把正電荷q沿三種不同的路徑從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，求靜電力做的功分別是多少？BMAFq+甲乙丙E

先獨(dú)立思考，根據(jù)功的公式寫出三種情況下的結(jié)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。θMEW=F·|AB|cosθ=qE·|AM|1.將電荷q從A沿直線移至B:AB+qFθMEAB2.將電荷q從A沿折線移至B:對AM:W1=qE·|AM|對MB:W2=0對全程:W=W1+W2=qE·|AM|+qFθ3.將電荷q從A沿曲線移至B:M?EAB+qFEAB+qF+qF+qF+qFW=W1+W2+W3+…

=qE·|AM|W1=qE·x1W2=qE·x2W3=qE·x3…………Mx1+x2+x3+…=?x1x2微元法結(jié)論:靜電力做功的特點(diǎn)

在勻強(qiáng)電場中移動電荷時，靜電力做的功與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān),只與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)。此結(jié)論對于非勻強(qiáng)電場也適用思考：電場力做功的過程是什么能轉(zhuǎn)化為什么能呢？【課堂反饋1】(多選)下列說法正確的是(

)A．電荷從電場中的A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，每次經(jīng)過的路徑不同，電場力做的功可能不同B．電荷從電場中的某點(diǎn)開始出發(fā)，運(yùn)動一段路徑后，又回到了該點(diǎn)，則電場力做功為零C．正電荷沿著電場線運(yùn)動，電場力對正電荷做正功，負(fù)電荷逆著電場線運(yùn)動，電場力對負(fù)電荷做正功D．電荷在電場中運(yùn)動，因?yàn)橛须妶隽﹄姾勺龉?，所以能量守恒定律在電場中不成立BC二、電勢能h回顧重力做功的特點(diǎn)?ABCmg

mg

mg

1.重力場中，由于重力做功與路徑無關(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。2.重力勢能:3.在靜電場中，是否也存在與位置有關(guān)的勢能呢？類比可以給出電勢能的概念。用類比法研究電場能的性質(zhì)重力場電場類比1.靜電力做功與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān),只與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)。2.電荷在電場中也具有勢能，這種勢能叫做電勢能。W電與電勢能的關(guān)系?1.與路徑無關(guān),由初末位置的高度差來決定。2.重力做功WG與重力勢能的關(guān)系：3.重力勢能:等于將物體由該點(diǎn)移至零勢能點(diǎn)重力所做的功。AB++AB－－1、定義：電荷在電場中受到電場力而具有的與位置有關(guān)的勢能叫做電勢能，用Ep表示。2、電場力做的功等于電勢能的減少量靜電力對電荷做正功，電荷的電勢能減小靜電力對電荷做負(fù)功，電荷的電勢能增大

思考：怎樣求電荷在電場中某位置時具有的電勢能？②電荷在某點(diǎn)的電勢能，等于靜電力把它從該點(diǎn)移動到零勢能位置時所做的功。

①電勢能與重力勢能一樣，具有相對性。必須先規(guī)定零電勢能點(diǎn)。MEAB?+q+qF比如：規(guī)定電荷在B點(diǎn)的電勢能為零【課堂檢測2】（多選）一個電荷只在電場力作用下從電場中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)時，電場力做了5×10－6J的功，那么()A．電荷在B處時將具有5×10－6J的電勢能B．電荷在B處將具有5×10－6J的動能C．電荷的電勢能減少了5×10－6JD．電荷的動能增加了5×10－6JCD

思考：電場的力的性質(zhì)我們用場強(qiáng)E來描述，那么電場的能的性質(zhì)我們又應(yīng)該用什么物理量來描述呢？能否用“電勢能”呢？A0lθE-該比值與q無關(guān)，僅與電場及A點(diǎn)的位置有關(guān)，叫做電勢設(shè)Ep0=0，從A到O過程中零勢能參考點(diǎn)∴EpA

=qElcosθ

三、電勢(electricpotential)1、定義：

電荷在電場中某一點(diǎn)的電勢能與它的電荷量的比值，叫做這一點(diǎn)的電勢。3、定義式：(計算時要代入正負(fù)號)2、物理意義：反映電場能的性質(zhì)，由電場本身的性質(zhì)決定的，與是否引入電荷，以及引入電荷的電性和電量無關(guān)。4、單位：伏特，符號為V1V=1J/C5、電勢只有大小，沒有方向，是標(biāo)量(有正負(fù))，正值表示該點(diǎn)電勢比零高，負(fù)值表示該點(diǎn)電勢比零低。6、電勢具有相對性類比電勢高度電勢能重力勢能確定電勢，應(yīng)先規(guī)定電場中某處的電勢為零。(一般選取無窮遠(yuǎn)電勢為0，實(shí)際應(yīng)用中常取大地電勢為0)如何利用電場線比較電勢的高低？沿著電場線方向,電勢將怎樣變化?ABE7.沿電場線(場強(qiáng))方向電勢逐漸降低思考與討論電勢降低的方向就是電場線的方向嗎？不一定公式性質(zhì)意義圖解電場強(qiáng)度EE=F/q矢量描述電場的力的性質(zhì)電勢φφ=Ep/q標(biāo)量描述電場的能的性質(zhì)電場強(qiáng)度與電勢的比較

思考：場強(qiáng)度大的的地方電勢是否一定高？反之又如何？ABCD結(jié)論:E大處φ不一定高(低)；φ高處E不一定大(小)EA>EB,φA>φBEC>ED,φC<φD【課堂檢測3】如圖所示，a、b、c是某電場中的三條電場線，PQ為一帶正電粒子只在電場力作用下通過該區(qū)域時的運(yùn)動軌跡．由此可以知道（）A.Q點(diǎn)電勢比P點(diǎn)高B.帶電粒子通過P點(diǎn)時的電勢能較小C.帶電粒子通過P點(diǎn)時的動能較小D.帶電粒子通過P點(diǎn)時的加速度較小AB課堂小結(jié)1、靜電力做功的特點(diǎn)2、電勢能3、電勢在勻強(qiáng)電場中移動電荷時，靜電力做的功與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān),只與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)。沿著電場線的方向，電勢逐漸降低【課堂檢測1】如圖所示,在等量正點(diǎn)電荷形成的電場中,它們連線的中垂面ab上,有一電子,從靜止開始由a運(yùn)動到b的過程中(a、b相對O對稱),下列說法正確的是()A.電子的電勢能始終增多B.電子的電勢能始終減少C.電子的電勢能先減少后增加D.電子的電勢能先增加后減少COab++EEFF做正功做負(fù)功電勢能減少電勢能增加

【課堂檢測3】某靜電場的電場線分布如圖所示，圖中A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小分別為EA和EB，電勢分別為φA和φB，將帶電量為q的負(fù)電荷分別放在A、B兩點(diǎn)時具有的電勢能分別為EpA和EpB，則有