電勢能和電勢高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修三

教學(xué)課件10.1電勢能和電勢復(fù)習(xí)回顧：1、什么是靜電感應(yīng)?2、什么是靜電平衡？3、靜電平衡的特點(diǎn)？4、什么是空氣的電離？5、什么是尖端放電？6、尖端放電的應(yīng)用和防止？7、什么靜電屏蔽？靜電屏蔽的兩種情況？靜電力做功的特點(diǎn)這里輸入標(biāo)題這里輸入標(biāo)題這里輸入標(biāo)題01020304目錄CONTENTS靜電力做功的特點(diǎn)PART11．做功的兩個(gè)必要因素：①物體受力的作用

②在力的方向上發(fā)生的位移2．公式和單位：W=Flcosθ(θ為恒力F與位移l的夾角)3．標(biāo)量：

單位：焦耳(J)知識(shí)回顧：功正負(fù)只表示力做功的效果注意：力F對(duì)物體做負(fù)功，也可以表述為物體克服力F做功。能量：1.動(dòng)能：物體由于物體運(yùn)動(dòng)而具有的能量。2.重力勢能：物體由于被舉高而具有的能量。3.機(jī)械能：動(dòng)能和勢能(重力勢能和彈性勢能）之和Ep=mgh功能關(guān)系：做功能量相互轉(zhuǎn)化1.做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程,做了多少功,就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化。(動(dòng)能定理）(能量守恒）知識(shí)回顧重力勢能的研究

動(dòng)能的研究

彈性勢能的研究

功是能量轉(zhuǎn)化的量度，因此從做功的角度來研究能量是一種常用的研究方式。如圖甲所示，在電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場中，將帶電量為+q

的試探電荷沿兩條不同的路徑從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，請計(jì)算這兩種情況下靜電力對(duì)試探電荷做的功，看看你能得到什么結(jié)論。

路徑一：從A點(diǎn)沿直線移動(dòng)到B點(diǎn)。MEABθ+qFW=F·|AB|cosθ如圖甲所示，在電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場中，將帶電量為+q

的試探電荷沿兩條不同的路徑從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，請計(jì)算這兩種情況下靜電力對(duì)試探電荷做的功，看看你能得到什么結(jié)論。路徑二:

從A點(diǎn)沿AMB移動(dòng)到B點(diǎn)。對(duì)AM:W1=qE·|AM|對(duì)MB:W2=0對(duì)全程:W=W1+W2=qE·|AM|MABθ+qF路徑三:

將正的檢驗(yàn)電荷q從A沿曲線移至B，求電場力的功W=W1+W2+W3+…

=qE·|AM|W1=q

E

·x1W2=qE·x2W3=qE·x3…………x1+x2+x3+…=?M?EAB+qFEAB+qF+qF+qF+qFMx1x2x3QPFΔd路徑四：將+q沿藍(lán)色曲線由A移到B,求電場力的功將-q由A移到B的過程，電場力對(duì)電荷做功為：dAB+qELθ一、靜電力做功的特點(diǎn)1、特點(diǎn)：靜電力所做的功只與電荷的初、末位置有關(guān)，與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān)。2、這個(gè)結(jié)論雖然是從勻強(qiáng)電場中推導(dǎo)出來的，但是對(duì)非勻強(qiáng)電場也是適用的。4.正負(fù)功的判斷3.關(guān)系式：W=qEdq：試探電荷電荷量E：勻強(qiáng)電場場強(qiáng)

d：q沿著電場線方向上的位移電場力：F=qE（1）靜電力和位移的夾角：0≤θ＜90°θ＝90°90＜θ≤180°（2）粒子僅受靜電力，根據(jù)動(dòng)能的變化可判斷電場力的做功情況：Ek增加，靜電力做正功（正負(fù)表示靜電力動(dòng)力還是阻力）W=qElcosθl：位移θ：力和位移的夾角Ek減小，靜電力做負(fù)功例1.(2024江蘇響水期中)如圖所示,在電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場中,帶電荷量為+q的電荷沿直線AB、折線ACB、曲線ANB運(yùn)動(dòng),已知AB長為d。關(guān)于靜電力做的功和其大小關(guān)系,下列說法正確的是(

)A.沿折線ACB運(yùn)動(dòng)時(shí),靜電力做功最多B.沿直線AB運(yùn)動(dòng)時(shí),靜電力做功最少C.沿直線AB運(yùn)動(dòng)時(shí),靜電力做功為qEdD.沿折線ACB運(yùn)動(dòng)時(shí),靜電力做功大于qEdC例2、如圖所示,勻強(qiáng)電場中有A、B、C三點(diǎn),AB=5cm,BC=12cm,其中AB沿電場方向,BC與電場方向的夾角為60°。一個(gè)電荷量為q=2×10-8C的正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn),靜電力做功為W1=1.2×10-7J。(1)求勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小E;(2)將該正電荷從B點(diǎn)移到c點(diǎn),求靜電力做的功W2;(3)將該正電荷從A點(diǎn)移到c點(diǎn),求靜電力做的功W3。解析(1)正電荷在勻強(qiáng)電場中所受的靜電力是恒力,正電荷從A到B,靜電力做功為W1=qE|AB|解得E=120N/C(2)將該正電荷從B點(diǎn)移到C點(diǎn),靜電力做的功W2=qE|BC|cos60°=1.44×10-7J(3)將該正電荷從a點(diǎn)移到c點(diǎn),靜電力做的功W3=W1+W2=2.64×10-7J那么電場力做功的過程是什么能轉(zhuǎn)化為什么能呢？WG＝mgh1－mgh2定義:重力勢能Ep＝mgh重力做的功等于重力勢能的減少量我們發(fā)現(xiàn)電場力做功和重力做功的特點(diǎn)非常非常相似（A→B）功和能量的變化密切相關(guān)。重力做功對(duì)應(yīng)著重力勢能的變化，靜電力做功又對(duì)應(yīng)著哪種形式的能量變化呢？電勢能PART2二、電勢能（類比重力勢能）1、定義：電荷在電場中具有的勢能叫電勢能，用符號(hào)EP表示。qQ2、單位：J(焦耳）3、特點(diǎn)：a.零勢能點(diǎn)可以任意選，通常選地表面或無窮遠(yuǎn)地方做為零勢能點(diǎn)b.零勢能位置發(fā)生變化，電荷的EP也發(fā)生變化。（1）相對(duì)性：要先確定零電勢能處.（2）標(biāo)量：有正負(fù)，EP＜0表示電荷在該處的電勢能小于零電勢能處電勢能.（3）系統(tǒng)性：電勢能是電荷和電場所共有的電場力做功和電勢能之間到底存在什么樣的關(guān)系呢？例如：EpA=3J比0勢能點(diǎn)多3J；EpB=-3J比0勢能點(diǎn)低3JEpA＞EpB電場力做功和電勢能之間的關(guān)系PART3三、電場力做功和電勢能之間的關(guān)系（功能關(guān)系之一）EAB+qFO

2.電場力做功和電勢能的關(guān)系（1）當(dāng)WAB>0，則EpA>EpB,表明電場力做

正功，電勢能減??；（2）當(dāng)WAB<0，則EpA<EpB,表明電場力做

負(fù)功，電勢能增加。這樣我們就可以求得某一點(diǎn)的電勢能：EpA=WA→03、定義式：電荷在某點(diǎn)的電勢能，等于把它從該點(diǎn)移動(dòng)到零勢能位置時(shí)靜電力做的功。根據(jù)電勢能的相對(duì)性，WAB=EPA-EPB，若以B點(diǎn)電勢能EPB=0J則WAB=EPA-EPB=EPA-0=EPA

例3、下列說法中正確的是（

）A.當(dāng)兩正點(diǎn)電荷相互靠近時(shí)，它們的電勢能增大B.當(dāng)兩負(fù)點(diǎn)電荷相互靠近時(shí)，它們的電勢能增大C.一個(gè)正電荷與另一個(gè)負(fù)電荷相互靠近時(shí)，它們的電勢能減小D.一個(gè)正電荷與另一個(gè)負(fù)電荷相互靠近時(shí)，它們的電勢能增大。ABC電場力做正功，電勢能減少；電場力做負(fù)功，電勢能增加知識(shí)鏈接

例4、將帶電荷量為6×10－6C的負(fù)電荷從電場中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)，克服靜電力做了3×10－5J的功，再從B移到C，靜電力做了1.2×10－5J的功，則：(1)電荷從A移到B，再從B移到C的過程中電勢能改變了多少？(2)如果規(guī)定A點(diǎn)的電勢能為零，則該電荷在B點(diǎn)和C點(diǎn)的電勢能分別為多少？(3)如果規(guī)定B點(diǎn)的電勢能為零，則該電荷在A點(diǎn)和C點(diǎn)的電勢能分別為多少？解析(1)靜電力先做負(fù)功后做正功，則電荷從A經(jīng)B到C的過程中，靜電力做功WAC＝WAB＋WBC＝(－3×10－5＋1.2×10－5)J＝－1.8×10－5J，則知電勢能增加了1.8×10－5J。(2)若A點(diǎn)的電勢能為零，則B點(diǎn)的電勢能為EpB＝EpA－WAB＝0－WAB＝3×10－5J，同理，C點(diǎn)的電勢能為EpC＝EpA－WAC＝0－WAC＝1.8×10－5J。(3)若B點(diǎn)的電勢能為零，則該電荷在A點(diǎn)的電勢能為EpA′＝EpB′＋WAB＝0＋WAB＝－3×10－5JC點(diǎn)的電勢能為EpC′＝EpB′－WBC＝0－WBC＝－1.2×10－5J。例5、一帶電油滴在勻強(qiáng)電場E中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖虛線所示,電場方向豎直向下.若不計(jì)空氣阻力,則此帶電油滴從a運(yùn)動(dòng)到b的過程中,能量變化情況為()A.動(dòng)能減小B.電勢能增加C.動(dòng)能和電勢能之和減少D.重力勢能和電勢能之和增加EabCmgF電受力分析合力向上，合力做正功，油滴動(dòng)能增加，A錯(cuò)電場力做正功，電勢能減少，B錯(cuò)根據(jù)能量守恒可知，C對(duì)、D錯(cuò)重力勢能和電勢能的類比PART4

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能Ep=mgh有電場力就有相應(yīng)的能，叫電勢能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，電勢能就減少電場力做負(fù)功，電勢能就增加電場力作功，電勢能改變重力做功，重力勢能改變重力做正功，重力勢能就減少重力做負(fù)功，重力勢能就增加W重=EP初-EP末W電=EP初-EP末四、重力勢能和電勢能的類比）mm0EPE0=mgh2m03m04m05m0……2E03E04E05E0……

將不同質(zhì)量的物體從地面搬到樓頂，重力勢能的變化不同，但是樓頂?shù)摹案叨取笔且欢ǖ摹?/p>

將質(zhì)量m的物體提升h高度，重力勢能增加mgh；將質(zhì)量為2m的物體提升h高度，重力勢能增加2mgh；將質(zhì)量為3m的物體提升h高度，重力勢能增加3mgh。

勻強(qiáng)電場中任取一點(diǎn)A，取一點(diǎn)B，并規(guī)定電荷在B點(diǎn)的電勢能為0，引入檢驗(yàn)電荷置于A，其電勢能為EPA。則從A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí)電場力做功為WAB=EPA。q+1CEPAE0+2C……-1C-2C……2E0……-E0-2E0……EqFAB+該“常量”是否相當(dāng)于電場中的“高度”？A0lθE-該比值是一個(gè)與q無關(guān)，僅與電場及A點(diǎn)的位置有關(guān)的量。如圖，規(guī)定O點(diǎn)的電勢能為零，求：（1）電荷量為-q的點(diǎn)電荷在A點(diǎn)的電勢能。（2）電荷量為+2q的點(diǎn)電荷在A點(diǎn)的電勢能零勢能參考點(diǎn)電勢能的大小是與試探電荷的電性和電量q都有關(guān)，故不能用“電勢能”來描述電場的能的性質(zhì)。典例解析該比值稱為A點(diǎn)的電勢電勢PART51V=1J/C1.定義:電荷在電場中某一點(diǎn)的電勢能與它的電荷量之比。2.公式:3.單位:(計(jì)算時(shí)要代入正負(fù)號(hào))４.電勢具有相對(duì)性伏特(V)五、電勢確定某點(diǎn)的電勢，應(yīng)先規(guī)定電場中某處電勢為零，通常取大地或無窮遠(yuǎn)處的電勢為零。５.標(biāo)量(有正負(fù),負(fù)電勢表示該處的電勢比零電勢低)6.電勢的固有性：電場中某點(diǎn)的電勢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)。電勢

電場強(qiáng)度E物理意義決定因素矢/標(biāo)量反映電場能的性質(zhì)反映電場力的性質(zhì)由電場本身決定，與檢驗(yàn)電荷無關(guān)由電場本身決定，與檢驗(yàn)電荷無關(guān)標(biāo)量矢量7、電勢與電場強(qiáng)度如何比較電勢的高低？ABE電荷由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的B點(diǎn)正電荷負(fù)電荷電場力做功電勢能變化電勢變化降低降低正功負(fù)功減少增加說明：沿電場線方向電勢降低最快。水往低處流8、電勢高低的判斷（1）沿電場線的方向，電勢越來越低：φ

A

＞

φ

BABE判斷.①沿電場線方向，電勢逐漸降低（）②電勢降低的方向一定是電場線的方向（）③電勢降低最快的方向一定是電場線的方向（）E+q+qFa、電場中移動(dòng)正電荷電場力做正功電場力做負(fù)功φ↘

φ↗

b、電場中移動(dòng)負(fù)電荷電場力做正功電場力做負(fù)功φ↗

φ↘（2）做功判斷法（3）場源電荷判斷法當(dāng)規(guī)定無限遠(yuǎn)處φ=0，則：正點(diǎn)電荷電場中各點(diǎn)電勢均為正；

負(fù)點(diǎn)電荷電場中各點(diǎn)電勢均為負(fù)。在正電荷產(chǎn)生的電場中，離它越近電勢越高；在負(fù)電荷產(chǎn)生的電場中，離它越近電勢越低。(4)公式法由公式進(jìn)行計(jì)算，q、EP帶正負(fù)號(hào)計(jì)算正電荷在電勢能越大的地方電勢越高；負(fù)電荷在電勢能越小的地方電勢越高取無窮遠(yuǎn)處的電勢為零正點(diǎn)電荷電場中各點(diǎn)的電勢大于零負(fù)點(diǎn)電荷電場中各點(diǎn)的電勢小于零各點(diǎn)的電勢大于零左側(cè)電勢小于零；右側(cè)電勢大于零9、幾種典型電場中各點(diǎn)的電勢拓展1：等量異種點(diǎn)電荷1.沿點(diǎn)電荷的連線由正電荷到負(fù)電荷，電勢逐漸降低；O2.兩點(diǎn)電荷連線中垂線上，電勢均相等(若取無窮遠(yuǎn)處電勢為0，則中垂線上電勢處處為0)。++1.兩電荷連線上，由正電荷到連線中點(diǎn)O電勢逐漸降低，且關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱；O拓展2：等量同種正點(diǎn)電荷2.兩電荷連線中垂線上，由中點(diǎn)O向兩側(cè)電勢到無限遠(yuǎn)電勢逐漸降低，且關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱

。++--1.兩電荷連線上，由負(fù)電荷到連線中點(diǎn)O電勢逐漸升高，且關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱；O拓展3：等量同種負(fù)點(diǎn)電荷2.兩電荷連線中垂線上，由中點(diǎn)O向兩側(cè)電勢到無限遠(yuǎn)電勢逐漸升高，且關(guān)