高二-粵教版-物理-必修3第一章第四節(jié)《電勢能與電勢》課件

高二—粵教版—物理—必修3第一章第四節(jié)電勢能與電勢想一想一個正電荷在勻強(qiáng)電場中只受到靜電力F的作用，它在電場中由A點運(yùn)動到B點，靜電力做了正功WAB.從能量轉(zhuǎn)化的角度，同學(xué)們可以展開哪些思考呢？BAFqE+BAFqE動能定理：該電荷的動能增加了WAB能量守恒定律：某種形式的能量減少了WAB+BAFqE這是一種什么形式的能量呢？動能通過靜電力做功+重力——重力做功與路徑無關(guān)滑動摩擦力——滑動摩擦力做功與路徑有關(guān)一、靜電力做功的特點BMA

甲乙丙Eθ┌+一、靜電力做功的特點甲：將正電荷q從A沿直線移至BBMA甲Eθ┌

+qF一、靜電力做功的特點乙：將電荷q從A沿折線移至B對AM:對全程:BMA乙Eθ┌+qF對MB:

+qF一、靜電力做功的特點丙：將電荷q從A沿曲線移至BBMA丙E┌

對全程:

一、靜電力做功的特點勻強(qiáng)電場中，把正電荷沿不同路徑從A點移到B電場力做功沿甲路徑靜電力做功:沿乙路徑靜電力做功:沿丙路徑靜電力做功:沿任意路徑靜電力做功:BMA甲乙丙Eθ┌

一、靜電力做功的特點

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)電場也適用結(jié)論這與什么力做功像似呢？類比：重力做功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重力做功的特點（A→B）類比：重力做功和重力勢能BAFqE+電勢能動能通過靜電力做功類比重力做功靜電力做的功=電勢能的減少量二、電勢能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。２、標(biāo)量：有正負(fù)，表大小表示方式：Ep例如：EpA=3J比0勢能點多3JEpB=-3J比0勢能點低3JEpA＞EpB二、電勢能３、電場力做的功等于電勢能的減少量WAB=EpA-EpB=-ΔEp（增量的負(fù)值）問題:如圖所示，電荷在電場中從A向B移動時，靜電力做什么功?EABABE左圖：正電荷：靜電力做正功負(fù)電荷：靜電力做負(fù)功右圖：正電荷：靜電力做負(fù)功負(fù)電荷：靜電力做正功BAFqE+

靜電力做的功:

電荷在A點的電勢能是多大呢？BAFqE+三、電勢能的大小

電荷在B點的電勢能為0

BAFqE+三、電勢能的大小

電荷在A點的電勢能為0

零勢能位置的選取是任意的。

BAFqE+三、電勢能的大小

電勢能具有相對性。大小與零勢能點的選取有關(guān)。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。BAFqE+三、電勢能的大小

電荷在某兩點之間的電勢能之差與零勢能點的選取無關(guān)。電勢能是相互作用的電荷所共有的，或者說是電荷和及對它作用的電場所共有的，具有系統(tǒng)性。我們說某個電荷的電勢能，只是一種簡略的說法。1.將電荷q從A點移到B點。若取B點的電勢能為零，則A點的電勢能為多少？2.若電荷的電量為2q、3q…則A點的電勢能為多少?3.求EpA/q，比值是否與電荷量有關(guān)？

與電荷量無關(guān)BMA甲乙丙Eθ┌+

…想一想四、電勢1、定義：

1V=1J/C2、EP及q含符號3、相對性：一般選取無窮遠(yuǎn)或大地電勢為零。4、沿電場線(場強(qiáng))方向電勢越來越低AB四、電勢5、正電荷的電場中電勢為正，負(fù)電荷的電場中電勢為負(fù)6、電場中某點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).7、電勢是標(biāo)量，在規(guī)定了零電勢后，電場中各點的電勢可以是正值，也可以是負(fù)值。正值表示該點電勢比零高，負(fù)值表示該點電勢比零低。例題如圖所示，在同一條電場線上有A、B、C三點，三點的電勢分別是φA＝5V、φB＝－2V、φC＝0，將電荷量q＝－6×10－6C的點電荷從A移到B，再移到C.(1)該電荷在A點、B點、C點具有的電勢能各是多少？

所以該電荷在A點、B點、C點具有的電勢能分別為：EpA＝qφA＝－6×10－6×5J＝－3×10－5JEpB＝qφB＝－6×10－6×(－2)J＝1.2×10－5JEpC＝qφC＝－6×10－6×0J＝0例題如圖所示，在同一條電場線上有A、B、C三點，三點的電勢分別是φA＝5V、φB＝－2V、φC＝0，將電荷量q＝－6×10－6C的點電荷從A移到B，再移到C.(2)將該電荷從A移到B和從B移到C，電勢能分別變化了多少？將該電荷從A移到B，電勢能的變化量為ΔEpAB＝EpB－EpA＝1.2×10－5J－(－3×10－5)J＝4.2×10－5J即電勢能增加了4.2×10－5J將該電荷從B移到C，電勢能的變化量為ΔEpBC＝EpC－EpB＝0－1.2×10－5J＝－1.2×10－5J即電勢能減少了1.2×10－5J例題如圖所示，在同一條電場線上有A、B、C三點，三點的電勢分別是φA＝5V、φB＝－2V、φC＝0，將電荷量q＝－6×10－6C的點電荷從A移到B，再移到C.(3)將該電荷從A移到B和從B移到C，電場力做功分別是多少？將該電荷從A移到B，電場力做的功為WAB＝EpA－EpB＝－4.2×10－5J將該電荷從B移到C，電場力做的功為WBC＝EpB－EpC＝1.2×10－5J.五、等勢面(3)電場線總是由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面。1.定義：電場中電勢相同的各點構(gòu)成的面。2.等勢面的特點(1)在同一等勢面上移動電荷時靜電力不做功，電荷的電勢能不變。(2)等勢面一定跟電場線垂直，即跟電場強(qiáng)度的方向垂直。(4)任意兩個等勢面都不相交。2.幾種常見電場的等勢面(1)點電荷的等勢面是以點電荷為球心的一簇球面。(2)等量異號點電荷的等勢面：點電荷的連線上，從正電荷到負(fù)電荷電勢越來越低，兩點電荷連線的中垂線是一條等勢線.2.幾種常見電場的等勢面(3)等量正點電荷的等勢面等量正點電荷連線的中點電勢最低，兩點電荷連線的中垂線上該點的電勢最高，從中點沿中垂線向兩側(cè)，電勢越來越低。(4)勻強(qiáng)電場的等勢面是垂直于電場線的一簇平行等間距的平面。例題某電場的等勢面如圖所示，圖中a、b、c、d、e為電場中的5個點，則（1）一正電荷從b點運(yùn)動到e點，電場力做功為多少？解析：因為b、e兩點在同一個等勢面上，所以φb

＝

φe，所以正電荷從b到e，電場力不做功。例題某電場的等勢面如圖所示，圖中a、b、c、d、e為電場中的5個點，則（2）一電子從a點運(yùn)動到d點，電場力做正功嗎？解析：根據(jù)箭頭所指，電勢降低，由a到d電場強(qiáng)度方向向左，電子所受電場力向右，電場力做正功。例題某電場的等勢面如圖所示，圖中a、b、c、d、e為電場中的5個點，則（3）b點電場強(qiáng)度向哪里？解析：根據(jù)沿電場線方向電勢逐漸降低，則b點處場強(qiáng)垂直于該點所在等勢面，方向向左。例題某電場的等勢面如圖所示，圖中a、b、c、d、e為電場中的5個點，則（4）a、b、c、d四個點中，哪一點的電場強(qiáng)度最大？解析：由于電場線與等勢面處處垂直，則可近似畫出電場線分布如下圖所示?？梢钥闯觯琤點電場線最密集，則b點處的場強(qiáng)最大。課堂小結(jié)電勢能動能通過靜電力做功研究方法：類比能量觀念科學(xué)思維電勢、等勢面謝謝觀看！高二—粵教版—物理—必修3第一章第四節(jié)電勢能與電勢答疑解析WAC＝WAB＋WBC＝－3×10－5J＋1.2×10－5J＝－1.8×10－5J，電勢能增加了1.8×10－5J.例1

將帶電荷量為6×10－6C的負(fù)電荷從電場中的A點移到B點，克服靜電力做了3×10－5J的功，再從B點移到C點，靜電力做了1.2×10－5J的功，則：(1)電荷從A點移到B點，再從B點移到C點的過程中電勢能共改變了多少？(2)如果規(guī)定A點的電勢能為零，則該電荷在B點和C點的電勢能分別為多少？解析如果規(guī)定A點的電勢能為零，由WAB＝EpA－EpB得該電荷在B點的電勢能為EpB＝EpA－WAB＝0－WAB＝3×10－5J，同理，C點的電勢能為EpC＝EpA－WAC＝0－WAC＝1.8×10－5J.例1

將帶電荷量為6×10－6C的負(fù)電荷從電場中的A點移到B點，克服靜電力做了3×10－5J的功，再從B點移到C點，靜電力做了1.2×10－5J的功，則：(1)電荷從A點移到B點，再從B點移到C點的過程中電勢能共改變了多少？(2)如果規(guī)定A點的電勢能為零，則該電荷在B點和C點的電勢能分別為多少？例1

將帶電荷量為6×10－6C的負(fù)電荷從電場中的A點移到B點，克服靜電力做了3×10－5J的功，再從B點移到C點，靜電力做了1.2×10－5J的功，則：(1)電荷從A點移到B點，再從B點移到C點的過程中電勢能共改變了多少？(3)如果規(guī)定B點的電勢能為零，則該電荷在A點和C點的電勢能分別為多少？解析如果規(guī)定B點的電勢能為零，則該電荷在A點的電勢能為：EpA′＝EpB′＋WAB＝0＋WAB＝－3×10－5J，C點的電勢能為EpC′＝EpB′－WBC＝0－WBC＝－1.2×10－5J.例2

(多選)如圖所示，在正點電荷產(chǎn)生的電場中的一條電場線上依次有A、B、C三點，分別把帶電荷量為＋q和－q的試探點電荷依次放在這三個點上，關(guān)于它們所具有的電勢能，下列說法中正確的是A.放上＋q的試探點電荷時，試探點電荷在各點的

電勢能大小關(guān)系為EpA＞EpB＞EpCB.放上＋q的試探點電荷時，試探點電荷在各點的

電勢能大小關(guān)系為EpA＜EpB＜EpCC.放上－q的試探點電荷時，試探點電荷在各點的電勢能大小關(guān)系為EpA＞EpB＞EpCD.放上－q的試探點電荷時，試探點電荷在各點的電勢能大小關(guān)系為EpA＜EpB＜EpC√√例3如果把電荷量為q＝1.0×10－8C的電荷從無限遠(yuǎn)處移到電場中的A點，需要克服靜電力做功W＝1.2×10－4J，那么：(1)q在A點的電勢能和A點的電勢各是多少？解析取無限遠(yuǎn)處的電勢為零，電荷在無限遠(yuǎn)處的電勢能也為零，即φ∞＝0，Ep∞＝0由W∞A＝Ep∞－EpA得EpA＝Ep∞－W∞A＝0－(－1.2×10－4J)＝1.2×10－4J例3如果把電荷量為q＝1.0×10－8C的電荷從無限遠(yuǎn)處移到電場中的A點，需要克服靜電力做功W＝1.2×10－4J，那么：(1)q在A點的電勢能和A點的電勢各是多少？(2)q未移入電場前，A點的電勢是多少？解析A點的電勢是由電場本身決定的，跟A點是否有電荷存在無關(guān)，所以q未移入電場前，A點的電勢仍為1.2×104V.例4如圖所示，勻強(qiáng)電場的電場線與AC平行，把帶電荷量為－1×10－8C的電荷從A點移到B點，靜電力做功6×10－8J.B處電勢為1V，求：(1)場強(qiáng)方向；解析將負(fù)電荷從A點移至B點，靜電力做正功，則負(fù)電荷所受靜電力方向由A點指向C點.又因為是負(fù)電荷，場強(qiáng)方向與負(fù)電荷受力方向相反，所以場強(qiáng)方向由C點指向A點.例4如圖所示，勻強(qiáng)電場的電場線與AC平行，把帶電荷量為－1×10－8C的電荷從A點移到B點，靜電力做功6×10－8J.B處電勢為1V，求：(1)場強(qiáng)方向；(2)A點電勢；解析由靜電力做功與電勢能的關(guān)系可知WAB＝EpA－EpB＝q(φA－φB)，例4如圖所示，勻強(qiáng)電場的電場線與AC平行，把帶電荷量為－1×10－8C的電荷從A點移到B點，靜電力做功6×10－8J.B處電勢為1V，求：(1)場強(qiáng)方向；(2)A點電勢；(3)電子在A點的電勢能.解析電子在A點的電勢能EpA′＝(－e)×(－5V)＝8×10－19J.例5如圖所示，實線表示一簇關(guān)于x軸對稱的等勢面，在x軸上有A、B兩點，則A.A點場強(qiáng)小于B點場強(qiáng)B.A點場強(qiáng)方向指向x軸負(fù)方向C.A點場強(qiáng)大于B點場強(qiáng)D.A點電勢低于B點電勢√解析由電場線與等勢面的關(guān)系可知，電場線一定與等勢面垂直，且從電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面，作出相對應(yīng)的電場線分布圖，如圖所示，可知A、B兩點處的場強(qiáng)方向應(yīng)與x軸同向，由等差等勢面的疏密可