【人教版】選修(3-1)1.4《電勢能和電勢》課件-

第四節(jié)電勢能和電勢第一章靜電場第一頁，編輯于星期六：八點十四分。試探電荷靜止的放入電場中,將如何運動?E電荷做加速運動,一段時間后獲得一定的速度,試探電荷的動能增加.+F討論：什么能轉(zhuǎn)換為動能的呢?第二頁，編輯于星期六：八點十四分。

將試探正電荷q在電場強度為E的勻強電場中沿幾條不同路徑從A點移動到B點,靜電力對電荷做功分別為多少?討論第三頁，編輯于星期六：八點十四分。甲EM?W=Fcosθ·|AB|=qE·|AM|AB沿直線ABqF第四頁，編輯于星期六：八點十四分。甲EAB沿折線AMBM?ABAMW1=qE·|AM|W2=0MB所以：全過程做功W=W1+W2=qE·|AM|qFqF第五頁，編輯于星期六：八點十四分。ENAB乙沿曲線ANB呢?F第六頁，編輯于星期六：八點十四分。用無數(shù)組跟靜電力垂直和平行的折線來逼近ANBMW=qE·|AM|由以上的推導(dǎo)我們發(fā)現(xiàn)了什么?E乙第七頁，編輯于星期六：八點十四分。

在勻強電場中移動電荷時,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).推廣:非勻強電場也適用.一.靜電力做功的特點第八頁，編輯于星期六：八點十四分。

我們學(xué)過了什么物理量做功與路徑無關(guān),只與初末位置有關(guān)?思考與討論第九頁，編輯于星期六：八點十四分。地球負(fù)電荷m+q重力場與電場的類比重力場電場mgqE場方向場方向地球附近的重力場跟電荷的電場相似正電荷-qqE場方向第十頁，編輯于星期六：八點十四分。重力做功與重力勢能的關(guān)系WG=EP1-EP2=-ΔEP1.重力做正功,重力勢能減少.重力做負(fù)功,即物體克服重力做功,重力勢能增加.重力做的功等于重力勢能的減少量.第十一頁，編輯于星期六：八點十四分。正電荷從A點移到B點時,靜電力做正功,電荷的電勢能減少.正電荷從B點移到A點時,靜電力做負(fù)功,即電荷克服靜電力做功,電荷的電勢能增加.ABE+vABE+v電場力做功與電勢能的關(guān)系第十二頁，編輯于星期六：八點十四分。二.電勢能電場中的電荷由于受到電場力作用而具有的勢能。1.定義:2.靜電力做的功等于電勢能的減少量WAB=EPA–EPB=－ΔEP第十三頁，編輯于星期六：八點十四分。例1.如圖,在場強的勻強電場中,點電荷q=+1C從A移動到B,AB相距L=1m,電場力做功為多少?電勢能如何變化?EW=EqL=即電勢能減少qqFAB第十四頁，編輯于星期六：八點十四分。思考要想確定電荷q在B點的電勢能,該怎么辦?(提示:類似于重力勢能的確定)第十五頁，編輯于星期六：八點十四分。類似重力勢能,首先要確定零電勢能處.設(shè)A點的電勢能點評:1.確定電勢能,首先要確定零電勢能處.2.電勢能為負(fù)表示電荷在該處的電勢能小于零電勢能處.第十六頁，編輯于星期六：八點十四分。二.電勢能電場中的電荷由于受到電場力作用而具有的勢能。1.定義:2.靜電力做的功等于電勢能的減少量WAB=EPA-EPB電荷在某點的電勢能,等于靜電力把它從該點移動到零勢能位置時電場力所做的功.(通常把離場源無限遠(yuǎn)處或大地表面的電勢能規(guī)定為零)第十七頁，編輯于星期六：八點十四分。思考討論什么是比值定義法?之前學(xué)過的什么物理量是通過它定義的?第十八頁，編輯于星期六：八點十四分。取O點的電勢能為零,則:EPA=qELCOSθ討論電勢能與電荷的比值?思考與討論ALOθE+第十九頁，編輯于星期六：八點十四分。電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量的比值2.公式:3.單位:伏特符號為V1V=1J/C三.電勢1.定義:第二十頁，編輯于星期六：八點十四分。1.沿著電場線方向,電勢將怎樣變化?

思考與討論2.如何確定電場中某點的電勢?(提示:類比于電勢能的確定.)3.電勢為負(fù)數(shù)時,負(fù)號表示方向嗎?第二十一頁，編輯于星期六：八點十四分。1.

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

3.電勢是標(biāo)量,只有大小,沒有方向.(負(fù)電勢表示該處的電勢比零電勢處電勢低.)思考與討論第二十二頁，編輯于星期六：八點十四分。例2.將一電量為的點電荷從電場外一點P移至電場中某點A,電場力做功,求A點的電勢.解:設(shè)場外一點P的電勢為從PA,電場力做的功PAEW-=點評:電勢的確定首先要確定零電勢處,且電勢可以為負(fù).第二十三頁，編輯于星期六：八點十四分。思考在上面關(guān)于電勢能和電勢的討論及插圖中,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?第二十四頁，編輯于星期六：八點十四分。

前面我們曾經(jīng)用電場線描繪了電場的力的性質(zhì)的分布圖，那么從能量的角度描繪出來的電場分布圖又是怎樣的呢？（正像地理上描繪的地形圖與礦產(chǎn)資源分布圖不一樣，電場的力的分布圖與能的分布圖肯定也是不一樣的。）用什么辦法可以描繪出電場的能的分布圖呢？

我們知道，電場中每個點的電勢一般是不相同的，但仍然有許多點的電勢是相同的。例如點電荷形成的電場中，離場源距離相等的各點電勢都是相同的（φA=φB

），若把這些點連起來，則構(gòu)成一個曲面，我們把這個面叫做“等勢面”?！·C·B·A

在地圖上我們常用等高線來表示地形的高低，與此相似，電場中常用“等勢面”來表示電勢的高低。第二十五頁，編輯于星期六：八點十四分。四、等勢面：電場中電勢相同的各點構(gòu)成的面。（1）在同一等勢面上移動電荷，電場力不做功；（2）等勢面與電場線處處垂直；（3）等勢面間的疏密程度表示了場強的大?。坏葎菝娴姆ň€表示了電場的方向，電場線的方向是由高等勢面指向低等勢面。（4）勻強電場的等勢面是一組相互平行的疏密均勻的平面；第二十六頁，編輯于星期六：八點十四分。幾種常見電場的等勢面分布圖譜：第二十七頁，編輯于星期六：八點十四分。離導(dǎo)體表面越近，等勢面的形狀與導(dǎo)體表面越相似。第二十八頁，編輯于星期六：八點十四分。1.處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體上各點的電勢處處相等，整個導(dǎo)體是一個等勢體。A·B·若φA≠φB，則EPA≠EPB，WAB≠0,電荷受力不平衡。2、等勢面與電場線一樣是人們?yōu)榱诵蜗竺枥L電場而引入的假想曲線；他們從兩個不同的角度描述了電場的分布情況，兩者互相垂直。因為處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部場強處處為零，在導(dǎo)體的任意兩點間移動電荷電場力都不做功，表明導(dǎo)體內(nèi)各點（包括表面）的電勢都相等，所以整個導(dǎo)體是等勢體，導(dǎo)體表面是等勢面．第二十九頁，編輯于星期六：八點十四分。推論：地球是處于靜電平衡狀態(tài)的大導(dǎo)體．（1）跟地球相連的導(dǎo)體是等勢體（2）實際中常取地球