101電勢(shì)能和電勢(shì)課件高二上學(xué)期物理人教版2

第十章

靜電場(chǎng)中的能量第1節(jié)

電勢(shì)能和電勢(shì)

020301主題(二)電勢(shì)能主題(一)電場(chǎng)力做功第1節(jié)

電勢(shì)能和電勢(shì)目錄CONTENTS主題(三)電勢(shì)04主題(四)電場(chǎng)的基本性質(zhì)E

ABF僅在電場(chǎng)力作用下電荷做_______運(yùn)動(dòng)，試探電荷的_____能增加，什么_____能減?。縿?dòng)加速這種能肯定和電場(chǎng)力做功有關(guān)?新課引入:試分析電荷在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的能量變化？++第一部分電場(chǎng)力做功一、電場(chǎng)力做功F+W甲=沿甲路徑電場(chǎng)力做功:丙BA甲乙F·Lcosθ?LW乙=沿乙路徑電場(chǎng)力做功:F·Lcosθ沿丙路徑電場(chǎng)力做功:F·LcosθW丙=1.勻強(qiáng)電場(chǎng):F·LcosθW=2.特點(diǎn):與路徑無關(guān)，只與電荷的初、末位置有關(guān)。注意:對(duì)于非勻強(qiáng)電場(chǎng)也適用E

=qE·LcosθAB乙丙甲mghd=qE·dWG=mgh第二部分電勢(shì)能qE+重力做正功重力勢(shì)能減小動(dòng)能增加電場(chǎng)力做正功動(dòng)能增加勢(shì)能減小電二、電勢(shì)能EP重力場(chǎng)mg1.定義:電荷在電場(chǎng)中具有的勢(shì)能電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少；2.特點(diǎn):反之電勢(shì)能增加。AB電勢(shì)能減少量W電=EkB-EkAEPA-EPBWAB=EPA-EPB==-ΔEP【典例1】如圖所示為方向向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)．兩粒子M、N質(zhì)量相等，所帶電荷的絕對(duì)值也相等．現(xiàn)將M、N從O點(diǎn)以相同速度射出，兩粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡分別如圖中兩條曲線所示．a(chǎn)、b、c為曲線上的三個(gè)點(diǎn)，其中b點(diǎn)與O點(diǎn)連線與電場(chǎng)線垂直．若不計(jì)重力，則(

)A．M帶負(fù)電荷，N帶正電荷B．M帶正電荷，N帶負(fù)電荷C．N在從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至a點(diǎn)的過程中克服電場(chǎng)力做功D．M在從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至b點(diǎn)的過程中，電場(chǎng)力對(duì)它做的功等于零BDFNFMS二、電勢(shì)能EP1.定義:電荷在電場(chǎng)中具有的勢(shì)能電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少；2.特點(diǎn):反之電勢(shì)能增加。WAB=EPA-EPB思考1：電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能EPA具體值怎么計(jì)算呢？若取B點(diǎn)為參考點(diǎn)∴EPB=0則EPA=WAB3.大小:EPA=WAB(B點(diǎn)為參考點(diǎn))qE+電場(chǎng)力做正功動(dòng)能增加勢(shì)能減小電ABEkB-EkAEPA-EPB=電勢(shì)能減少量=-ΔEPW電==3×10-4J=3×10-4J【典例2】將一帶負(fù)電的電荷，從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)，克服電場(chǎng)力做功6×10-4J，再從B移到C，電場(chǎng)力做功9×10-4J，則(1)若以A點(diǎn)為零電勢(shì)能點(diǎn)，B、C兩點(diǎn)的電勢(shì)能

各為多少?A、C間的電勢(shì)能之差為多少？(2)若以B點(diǎn)為零電勢(shì)能點(diǎn)，A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)能

各為多少?A、C間的電勢(shì)能之差為多少？

解:6×10-4J(1)EPB=WBA==-9×10-4

+6×10-4EPC=WCA=WCB+WBAEPA-EPC=0-(-3×10-4)(2)EPA=WAB=-6×10-4J-9×10-4JEPC=WCB=EPA-EPC=-6×10-4-(-9×10-4）電勢(shì)能的差值與參考點(diǎn)無關(guān)=-3×10-4J二、電勢(shì)能EP1.定義:電荷在電場(chǎng)中具有的勢(shì)能電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少；2.特點(diǎn):反之電勢(shì)能增加。2qEEA零勢(shì)能點(diǎn)OqEqL2qB+Sq+qEEPA=WA0=qELEPA/=WA0/=2qELEPB=WB0=-qESWAB=EPA-EPB3.大小:EPA=WAB(B點(diǎn)為參考點(diǎn))=-ΔEP①參考點(diǎn)任意選取，一般取無窮遠(yuǎn)或大地，任意電荷在參考點(diǎn)EP為零。注意②EP由電荷與電場(chǎng)共同決定。③EP是個(gè)相對(duì)值，與參考點(diǎn)有關(guān)有正負(fù)，標(biāo)量，4.標(biāo)矢性:正負(fù)表大小④EP的差值跟參考點(diǎn)的選取無關(guān)思考2：功能是什么關(guān)系？電場(chǎng)力做功功是能量轉(zhuǎn)化的量度電勢(shì)能減小量重力做功重力勢(shì)能減小量彈力做功彈性勢(shì)能減小量合外力做功動(dòng)能增加量系統(tǒng)機(jī)械能增加量滑動(dòng)摩擦力做功系統(tǒng)內(nèi)能增加量除重力、彈力以外的合力做功【典例3】(多選)一帶電小球從空中的a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中，重力做功為3J，靜電力做功為1J，克服空氣阻力做功為0.5J，則下列判斷正確的是(

)A．a(chǎn)點(diǎn)動(dòng)能比b點(diǎn)小3.5JB．a(chǎn)點(diǎn)重力勢(shì)能比b點(diǎn)大3JC．a(chǎn)點(diǎn)電勢(shì)能比b點(diǎn)小0.5JD．a(chǎn)點(diǎn)機(jī)械能比b點(diǎn)小0.5JABD>>+Q++++++++q+FA思考3:同一試探電荷在A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)能大??？q+FBABq+CFCEPAEPBEPCO參考點(diǎn)結(jié)論：電場(chǎng)中不同地方，使電荷擁有電勢(shì)能的本領(lǐng)不一樣，能不能認(rèn)為電勢(shì)能大的地方電場(chǎng)使電荷擁有能的本領(lǐng)就高呢？10q10FCEPqFq第三部分電勢(shì)①電勢(shì)反映的是電場(chǎng)本身能的性質(zhì)，注意與試探電荷的有無、電量、電性無關(guān)。++qqEA參考點(diǎn)O22φA=qELqLφA=2qEL2q-qEφA==EL=EL-qEL-q=EL②電勢(shì)的計(jì)算必須帶入電性的正負(fù)。③電勢(shì)是個(gè)相對(duì)值，必須選參考點(diǎn)④沿著電場(chǎng)線電勢(shì)在降低電勢(shì)能與電量的比值2.定義式：三、電勢(shì)(φ)1.定義：φA=

BL/①電勢(shì)反映的是電場(chǎng)本身能的性質(zhì)，注意與試探電荷的有無、電量、電性無關(guān)。②電勢(shì)的計(jì)算必須帶入電性的正負(fù)。③電勢(shì)是個(gè)相對(duì)值，必須選參考點(diǎn)④沿著電場(chǎng)線電勢(shì)在降低電勢(shì)能與電量的比值2.定義式：三、電勢(shì)(φ)1.定義：φA=

+AB+--qEqE⑤正電荷可以自發(fā)沿著電場(chǎng)線走，負(fù)電荷可以自發(fā)逆著電場(chǎng)線走，高勢(shì)高能高勢(shì)低能電勢(shì)能與電量的比值2.定義式：三、電勢(shì)(φ)1.定義：φA=

+AB+--qEqEEPA=qφA伏特3.單位：(V)1V=1J/C標(biāo)量，4.標(biāo)矢性：有正負(fù)，正負(fù)表大小第四部分電場(chǎng)的基本性質(zhì)四、電場(chǎng)的基本性質(zhì)1.力的性質(zhì)：2.能的性質(zhì)：試探電荷在電場(chǎng)中必受力，試探電荷在電場(chǎng)中擁有能，>>+Q++++++++q+FAq+FBABq+CFCEPAEPBEPCO參考點(diǎn)EPqFq電場(chǎng)有強(qiáng)弱電場(chǎng)有高低FV【典例4】（多選）如圖所示，實(shí)線表示電場(chǎng)線，虛線表示只受電場(chǎng)力作用的帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡。粒子先經(jīng)過M點(diǎn)，再經(jīng)過N點(diǎn)，以下正確的是（）A．粒子在N點(diǎn)的加速度小于在M點(diǎn)的加速度 B．該帶電粒子帶正電C．M點(diǎn)的電勢(shì)低于在N點(diǎn)的電勢(shì) D．粒子在M點(diǎn)的電勢(shì)能大于在N點(diǎn)的電勢(shì)能BD【典例5】將一正電荷從無窮遠(yuǎn)處移入電場(chǎng)中M點(diǎn)，電勢(shì)能減少了8.0×10－9J，若將另一等量的負(fù)電荷從無窮遠(yuǎn)處移入電場(chǎng)中的N點(diǎn)，電勢(shì)能增加了9.0×10－9J,則下列判斷正確的是(

)

A.φM<φN<0

B.φN>φM>0

C.φN<φM<0

D.φM>φN>0MECF無窮遠(yuǎn)+-N【典例6】(多選)如圖所示，帶正電的點(diǎn)電荷固定于Q點(diǎn)，電子在靜電力的作用下，做以Q點(diǎn)為焦點(diǎn)的橢圓運(yùn)動(dòng)，M、P、N為橢圓上的三點(diǎn)，P點(diǎn)是軌道上離Q點(diǎn)最近的點(diǎn)。電子從M點(diǎn)經(jīng)P點(diǎn)到達(dá)N點(diǎn)的過程中(

)A．速率先增大后減小B．速率先減小后增大C．電勢(shì)能先減小后增大D．電勢(shì)能先增大后減小AC【典例7】(2023·全國乙卷)(多選)在O點(diǎn)處固定一個(gè)正點(diǎn)電荷，P點(diǎn)在O點(diǎn)右上方。從P點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)帶負(fù)電的小球，小球僅在重力和該點(diǎn)電荷電場(chǎng)力作用下在豎直面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，其一段軌跡如圖所示。M、N是軌跡上的兩點(diǎn)，OP>OM，OM＝ON，則小球(

)A．在運(yùn)動(dòng)過程中，電勢(shì)能先增加后減少B．在P點(diǎn)的電勢(shì)能大于在N點(diǎn)的電勢(shì)能C．在M點(diǎn)的機(jī)械能等于在N點(diǎn)的機(jī)械能D．從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過程中，電場(chǎng)力始終不做功BC【典例8】如圖所示，在電場(chǎng)強(qiáng)度大小E＝1×104N/C的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一根長l＝15cm的絕緣細(xì)線，一端固定在O點(diǎn)，另一端系一個(gè)質(zhì)量m＝3g、電荷量q＝2×10－6C的帶正電小球，當(dāng)細(xì)線處于水平位置時(shí)，小球從靜止開始釋放，g取10m/s2。求：(1)小球從開始釋放至到達(dá)最低點(diǎn)B的

重力勢(shì)能、電勢(shì)能分別變化了多少；(2)若取A點(diǎn)電勢(shì)為零，則小球在B點(diǎn)的

電勢(shì)能、電勢(shì)分別為多少。答案：(1)－4.5×10－3

J

3×10－3

J

(2)3×10－3

J

1.5×103

V與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)，與路徑無關(guān)。靜電力做功電荷在電場(chǎng)中具有的勢(shì)能，符號(hào)EP。電勢(shì)能qQ相對(duì)性、系統(tǒng)性電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量之比。電勢(shì)ABE沿電場(chǎng)線方向，電勢(shì)越來越低。相對(duì)性課堂小結(jié)【練習(xí)1】（多選）下圖為靜電植絨的原理圖。帶負(fù)電的金屬網(wǎng)中盛有絨毛，真空中帶負(fù)電的絨毛一旦與布匹上的黏合劑接觸就粘貼在布匹上，則帶負(fù)電的絨毛從帶負(fù)電的金屬網(wǎng)到布匹的運(yùn)動(dòng)過程中（）A．做勻速運(yùn)動(dòng)B．做加速運(yùn)動(dòng)C．電勢(shì)能逐漸增大D．運(yùn)動(dòng)經(jīng)過處各點(diǎn)電勢(shì)逐漸升高BD課堂練習(xí)【練習(xí)2】反天刀是生活在尼羅河的一種魚類，沿著它身體的長度方向分布著電器官，這些器官能在魚周圍產(chǎn)生電場(chǎng)，如圖為反天刀周圍的電場(chǎng)線分布示意圖，A、B、C為電場(chǎng)中的點(diǎn)，則下列說法中正確的是（）A．反天刀尾部帶正電B．B點(diǎn)電勢(shì)高于C點(diǎn)電勢(shì)C．B點(diǎn)和C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度可能相同D．將一負(fù)電荷從A點(diǎn)沿虛線移到C點(diǎn)，電場(chǎng)力對(duì)其做負(fù)功B課堂練習(xí)【練習(xí)3】大氣污染日益嚴(yán)重，為了減少污染要求工業(yè)尾氣需要按照靜電除塵器進(jìn)行除塵才允許排放，下圖是靜電除塵器的原理示意圖，P接負(fù)極，外殼Q接正極，廢氣以一定的速度從底部開口進(jìn)入，經(jīng)過除塵后，干凈的空氣從頂部出來，達(dá)到除塵目的。M、n是兩粒帶電的塵埃（僅受電場(chǎng)力），虛線分別是他們的運(yùn)動(dòng)軌跡（）A．m

做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，n做變加速曲線運(yùn)動(dòng)B．m、n一定帶正電C．n的電勢(shì)能一定增加D．微粒m在P處的電勢(shì)高于m處C課堂練習(xí)

B課堂練習(xí)【練習(xí)5】（多選）一帶負(fù)電粒子只在電場(chǎng)力作用下沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，其電勢(shì)能E