人教版高二物理選修：電勢(shì)能和電勢(shì)課件

1.4電勢(shì)能和電勢(shì)復(fù)習(xí)回顧1、功的計(jì)算：2、重力做功有什么特點(diǎn)？(1)與路徑無關(guān),由初末位置的高度差來決定.(2)WG與重力勢(shì)能的關(guān)系.(3)重力勢(shì)能是相對(duì)的,有零勢(shì)能面.(人為選定)

重力勢(shì)能具有系統(tǒng)性功是能量轉(zhuǎn)化的量度！一、靜電力做功的特點(diǎn)

正電荷q在電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場中由A運(yùn)動(dòng)到M電場力做功嗎？做了多少功？Eqq受力嗎？多大？AMW=qE·｜AM｜F求試探電荷＋q沿直線AB移動(dòng)到B時(shí)電場力做的功：E+qABMFE+qABM結(jié)論：在勻強(qiáng)電場中移動(dòng)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)，但與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān)。(對(duì)于非勻強(qiáng)電場也適用)這與什么力做功像似呢？

將+q由A移到B的過程電場力對(duì)電荷做功為：將-q由A移到B的過程，電場力對(duì)電荷做功為：dAB+qEL做功的過程是一個(gè)能量轉(zhuǎn)化的過程，那么電場力做功的過程是什么能轉(zhuǎn)化為什么能呢？二、電勢(shì)能電場力做功與電勢(shì)能有什么關(guān)系？（聯(lián)系重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系）電荷在電場中具有的與電荷位置有關(guān)的能，叫電勢(shì)能。物體被舉高具有重力勢(shì)能。1、電荷在電場中具有電勢(shì)能。

重力對(duì)物體做正功，物體的重力勢(shì)能減小2、電場力對(duì)電荷做正功，電荷的電勢(shì)能減小

重力對(duì)物體做負(fù)功，物體的重力勢(shì)能增大3、電場力對(duì)電荷做負(fù)功，電荷的電勢(shì)能增大

重力做多少功，物體重力勢(shì)能就變化多少。

4、電場力做多少功，電荷電勢(shì)能就變化多少。重力勢(shì)能是相對(duì)的，與零勢(shì)能面有關(guān)5、電勢(shì)能是相對(duì)的，與零電勢(shì)能面有關(guān)通常把電荷在離場源電荷無限遠(yuǎn)處的電勢(shì)能規(guī)定為零，或把電荷在大地表面上電勢(shì)能規(guī)定為零。電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能，等于靜電力把它從該處移動(dòng)到零勢(shì)能位置所做的功重力勢(shì)能和電勢(shì)能類比

重力場中，重力：地球和物體之間存在的吸引力電場中，電場力：電荷之間的作用力有重力就有重力勢(shì)能Ep=mgh有電場力就有相應(yīng)的能，叫電勢(shì)能EPEp由物體和地面間的相對(duì)位置決定EP由電荷間的相對(duì)位置決定電場力做正功，電勢(shì)能就減少電場力做負(fù)功，電勢(shì)能就增加電場力作功，電勢(shì)能改變重力做功，重力勢(shì)能改變重力做正功，重力勢(shì)能就減少重力做負(fù)功，重力勢(shì)能就增加W重=EP1-EP2W電=EPA-EPB盡管重力做功與電場力做功很相似，但還是存在很大差異正電荷順電場線移動(dòng)，電場力做正功，電勢(shì)能減少負(fù)電荷順電場線移動(dòng)，電場力做負(fù)功，電勢(shì)能增加正電荷逆電場線移動(dòng)，電場力做負(fù)功，電勢(shì)能增加負(fù)電荷逆電場線移動(dòng)，電場力做正功，電勢(shì)能減少—存在兩種電荷例1．右圖中MN為電場中某一條電場線方向向右，在線取兩點(diǎn)a、b今將一電荷＋q從a移到b則（）

A.電場力做正功，＋q的電勢(shì)能增加；

B.電場力做負(fù)功，＋q的電勢(shì)能增加；

C.電場力做正功，＋q的電勢(shì)能減少；

D.電場力做負(fù)功，＋q的電勢(shì)能減少。

C

例2：A和B為電場中某條電場線上的點(diǎn)，如圖：將q=4×10-9的正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)需克服電場力做功5×10-7J，則⑴電場方向由A→B還是B→A？⑵電荷在哪點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能大？大多少？AB

電場的力的性質(zhì)我們必須用場強(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(shì)能”呢？

電場的能的性質(zhì)也是電場本身的一種屬性，它只能由場源本身所決定，而與電場中有無放入試探電荷無關(guān)。而電勢(shì)能的大小是與試探電荷的電量q有關(guān)的（因q越大，其所受電場力就越大，具有的做功本領(lǐng)大，電勢(shì)能也就大），故不能用“電勢(shì)能”來描述電場的能的性質(zhì)，我們引入一個(gè)新的物理量——“電勢(shì)”來表示它。電勢(shì)：描述電場的能的性質(zhì)的物理量。如圖所示，設(shè)想把一試探電荷+q放在電場中某處A或B。它們?cè)陔妶隽的作用下均移至無限遠(yuǎn)處。則有：WA>WB那么怎樣去衡量電場的能的性質(zhì)、怎樣去定義“電勢(shì)”呢？+·A·BEpA-0>EpB-0同理可知：若試探電荷為-q，也有：

也就是說，比值EpA/q的大小與試探電荷的正負(fù)及電量q均無關(guān)，只與電場中該點(diǎn)在電場中的位置有關(guān)，故其可衡量電場的性質(zhì)。三.電勢(shì)取O點(diǎn)的電勢(shì)能為零,則:EPA=qELCOSθ討論電勢(shì)能與電荷的比值?思考與討論思考與討論思考與討論思考與討論ALOθE+電荷在電場中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量的比值2.公式:3.單位:伏特符號(hào)為V1V=1J/C三.電勢(shì)1.定義:對(duì)電勢(shì)的理解1：電勢(shì)的相對(duì)性：某點(diǎn)電勢(shì)的大小是相對(duì)于零點(diǎn)電勢(shì)而言的。零電勢(shì)的選擇是任意的，一般選地面和無窮遠(yuǎn)為零勢(shì)能面。2：電勢(shì)的固有性：電場中某點(diǎn)的電勢(shì)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)。3：電勢(shì)是標(biāo)量4：計(jì)算時(shí)EP,q,都帶正負(fù)號(hào)。1.沿著電場線方向,電勢(shì)將怎樣變化?

思考與討論思考與討論思考與討論思考與討論1.

電場線指向電勢(shì)降低的方向

思考與討論思考與討論思考與討論思考與討論2.如何確定電場中某點(diǎn)的電勢(shì)?

思考與討論思考與討論思考與討論思考與討論(提示:類比于電勢(shì)能的確定.)1.

電場線指向電勢(shì)降低的方向2.與電勢(shì)能的情況相似,應(yīng)先確定電場中某點(diǎn)的電勢(shì)為零.(通常取離場源電荷無限遠(yuǎn)處或大地的電勢(shì)為零.)

思考與討論思考與討論思考與討論思考與討論

例3.將一電量為的點(diǎn)電荷從電場外一點(diǎn)P移至電場中某點(diǎn)A,電場力做功,求A點(diǎn)的電勢(shì).解:設(shè)場外一點(diǎn)P的電勢(shì)為從PA,電場力做的功PAEW-=

點(diǎn)評(píng):電勢(shì)的確定首先要確定零電勢(shì)處,且電勢(shì)可以為負(fù).3.電勢(shì)為負(fù)數(shù)時(shí),負(fù)號(hào)表示方向嗎?思考與討論思考與討論思考與討論思考與討論人教版高二物理選修：電勢(shì)能和電勢(shì)課件人教版高二物理選修：電勢(shì)能和電勢(shì)課件1.

電場線指向電勢(shì)降低的方向2.與電勢(shì)能的情況相似,應(yīng)先確定電場中某點(diǎn)的電勢(shì)為零.(通常取離場源電荷無限遠(yuǎn)處或大地的電勢(shì)為零.)

3.電勢(shì)是標(biāo)量,只有大小,沒有方向.(負(fù)電勢(shì)表示該處的電勢(shì)比零電勢(shì)處電勢(shì)低.)思考與討論思考與討論思考與討論思考與討論人教版高二物理選修：電勢(shì)能和電勢(shì)課件人教版高二物理選修：電勢(shì)能和電勢(shì)課件思考

在上面關(guān)于電勢(shì)能和電勢(shì)的討論及插圖中,我們一直把試探電荷q當(dāng)作正電荷處理.請(qǐng)把q當(dāng)做負(fù)電荷,重復(fù)以上討論.其結(jié)果與上面的結(jié)果是否一致?人教版高二物理選修：電勢(shì)能和電勢(shì)課件人教版高二物理選修：電勢(shì)能和電勢(shì)課件高度和電勢(shì)

重力場中，同一物體在不同位置，Ep不同。電場中，同一電荷在電場中的不同位置,EP不同。不同物體在同一位置，Ep正比于質(zhì)量m不同電荷在同一位置，EP正比于電量qEp/m=gh，h只與相對(duì)位置有關(guān)EP/q叫做電勢(shì)，只與相對(duì)位置有關(guān)

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練習(xí).如圖所示,在同一條電場線上有A.B.C三點(diǎn),將的點(diǎn)電荷由A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn),電場力做什么功?做多少功?電勢(shì)能變化了多少?在將該電荷由B點(diǎn)移到C點(diǎn),電場力做什么功?做多少功?電勢(shì)能變化了多少?ABC人教版高二物理選修：電勢(shì)能和電勢(shì)課件人教版高二物理選修：電勢(shì)能和電勢(shì)課件等勢(shì)面地理上，等高線表示地勢(shì)的高低。在電場中常用等勢(shì)面來表示電勢(shì)的高低。電場中電勢(shì)相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢(shì)面人教版高二物理選修：電勢(shì)能和電勢(shì)課件人教版高二物理選修：電勢(shì)能和電勢(shì)課件等勢(shì)面等勢(shì)面的特點(diǎn)：1、等勢(shì)面一定跟電場線垂直，在同一等勢(shì)面上的任意兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷，電場力不做功；2、電場線總是從電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面，任意兩個(gè)等勢(shì)面都不會(huì)相交；3、等差等勢(shì)面越密的地方電場強(qiáng)度越大人教版高二物理選修：電勢(shì)能和電勢(shì)課件人教版高二物理選修：電勢(shì)能和電勢(shì)課件等勢(shì)面幾種典型電場的等勢(shì)面：1、點(diǎn)電荷電場中的等勢(shì)面：以點(diǎn)電荷為球心的一簇球面人教版高二物理選修：電勢(shì)能和電勢(shì)課件人教版高二物理選修：電勢(shì)能和電勢(shì)課件等勢(shì)面2、等量異種點(diǎn)電荷電場中的等勢(shì)面：兩簇對(duì)稱曲面人教版高二物理選修：電勢(shì)能和電勢(shì)課件人教版高二物理選修：電勢(shì)能和電勢(shì)課件等勢(shì)面3、等量同種點(diǎn)電荷電場中的等勢(shì)面：兩簇對(duì)稱曲面人教版高二物理選修：電勢(shì)能和電勢(shì)課件人教版高二物理選修：電勢(shì)能和電勢(shì)課件等勢(shì)面5、勻強(qiáng)電場中的等勢(shì)面：垂直于電場線的一簇平面4、形狀不規(guī)則的帶電導(dǎo)體附近的電場線及等勢(shì)面人教版高二物理選修：電勢(shì)能和電勢(shì)課件人教版高二物理選修：電勢(shì)能和電勢(shì)課件等勢(shì)面1.如圖所示，虛線a、b和c是某靜電場中的三個(gè)等勢(shì)面，它們的電勢(shì)分別為、和，一帶正電粒子射入電場中，其運(yùn)動(dòng)軌跡如實(shí)線KLMN所示。由圖可知：A、粒子從K到L的過程中，電場力做負(fù)功B、粒子從L到M的過程中，電場力做負(fù)功C、粒子從K到L的過程中，電勢(shì)能增加D、粒子從L到M的過程中，動(dòng)能減少人教版高二物理選修：電勢(shì)能和電勢(shì)課件人教版高二物理選修：電勢(shì)能和電勢(shì)課件等勢(shì)面2.如圖所示，三個(gè)等差等勢(shì)面上有a、b、c、d四點(diǎn)，若將一個(gè)正電荷由c經(jīng)a移動(dòng)到d電場力做正功W1，若由c經(jīng)b移動(dòng)到d電場力做正功W2，則：人教版高二物理選修：電勢(shì)能和電勢(shì)課件人教版高二物理選修：電勢(shì)能和電勢(shì)課件1.如圖所示，a、b、c、d為某電場中的等勢(shì)面，一帶正電粒子飛入電場后只在電場力作用下沿M點(diǎn)到N點(diǎn)的虛線運(yùn)動(dòng)．由圖可知，四個(gè)等勢(shì)面電勢(shì)Ua、Ub、Uc、Ud由高到低的排列順序是__