高二物理電勢能和電勢課件_人教版_選修3-1

1、第一章第一章 靜電場靜電場物理物理 選修選修3-13-1靜電力做功的特點靜電力做功的特點在電場強度為在電場強度為E的勻強電場中，試探電荷的勻強電場中，試探電荷q沿幾條不同路徑從沿幾條不同路徑從A點移動到點移動到B點，這幾種情況下靜電力對電荷所做的功分別是多點，這幾種情況下靜電力對電荷所做的功分別是多少？少？MABEqFq所受的靜電力：所受的靜電力：qEF =靜電力對靜電力對q所做的功：所做的功：ABFWcos=AMqE=靜電力做功的特點靜電力做功的特點MABEqF電荷電荷q沿折線沿折線AMB從從A點移往點移往B點：點：在線段在線段AM上靜電力對上靜電力對q所所做的功：做的功：AMqEW1=在線

2、段在線段MB上靜電力對上靜電力對q所所做的功：做的功：02=WAMqEWWW21=+=靜電力做功的特點靜電力做功的特點電荷電荷q沿任意曲線沿任意曲線ANB從從A點移動到點移動到B點：點：ABENqF可以用無數(shù)組跟靜電力垂直可以用無數(shù)組跟靜電力垂直和平行的折線來逼近曲線和平行的折線來逼近曲線ANB只要只要q移動方向與靜電力平移動方向與靜電力平行，靜電力都做功行，靜電力都做功與靜電力平行的短折線的長與靜電力平行的短折線的長度之和等于度之和等于 AM AMqEW =靜電力做功的特點靜電力做功的特點不論不論q經(jīng)由什么路徑從經(jīng)由什么路徑從A點移動到點移動到B點，靜電力做的功點，靜電力做的功都是一樣的都是

3、一樣的在勻強電場中移動電荷時，靜電力做的功與電荷的起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)始位置和終止位置有關(guān)，但與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān)這個結(jié)論對非勻強電場適用嗎？這個結(jié)論對非勻強電場適用嗎？這個結(jié)論雖然是從勻強電場中推導(dǎo)出來的，但是可以這個結(jié)論雖然是從勻強電場中推導(dǎo)出來的，但是可以證明對于非勻強電場也是適用的證明對于非勻強電場也是適用的重力勢能重力勢能hABCmg mg mg 1、物體沿著這三種路徑、物體沿著這三種路徑移動的過程中，重力做功移動的過程中，重力做功一樣嗎？一樣嗎？重力做的功與路徑無關(guān)重力做的功與路徑無關(guān)2、WG=mgh1-mgh

4、2 Ep=mgh物體的重力勢能等于它所物體的重力勢能等于它所受重力與所處高度的乘積受重力與所處高度的乘積電勢能電勢能1、由于移動電荷時靜電力做的功與移動的路徑無關(guān)，、由于移動電荷時靜電力做的功與移動的路徑無關(guān)，電荷在電場中也具有勢能，這種勢能叫做電荷在電場中也具有勢能，這種勢能叫做電勢能電勢能，用，用Ep表示。表示。21PpGEEW物體下降時，重力做正功，重力勢物體下降時，重力做正功，重力勢能減少能減少物體上升時，重力做負(fù)功，重力勢物體上升時，重力做負(fù)功，重力勢能增加能增加類比于重力做功與重力勢能的關(guān)系，靜電力做功與電勢能有什類比于重力做功與重力勢能的關(guān)系，靜電力做功與電勢能有什么關(guān)系呢？么關(guān)

5、系呢？電勢能電勢能EABEAB正電荷在電場中從正電荷在電場中從A點移動到點移動到B點時，靜電力做正功，電荷的點時，靜電力做正功，電荷的電勢能減少電勢能減少正電荷在電場中從正電荷在電場中從B點移動到點移動到A點時，靜電力做負(fù)功，電荷的點時，靜電力做負(fù)功，電荷的電勢能增加電勢能增加電勢能電勢能功是能量轉(zhuǎn)化的量度功是能量轉(zhuǎn)化的量度2、靜電力做的功等于電勢能的減少量、靜電力做的功等于電勢能的減少量ppBpAABEEEWT=WAB表示電荷從表示電荷從A點移動到點移動到B點的過程中靜電力做的功點的過程中靜電力做的功EpA和和EpB分別表示電荷在分別表示電荷在A點和點和B點的電勢能點的電勢能如果知道了在兩點

6、間移動電荷時，靜電力做的功，那么這兩個如果知道了在兩點間移動電荷時，靜電力做的功，那么這兩個位置的電勢能知道嗎？位置的電勢能知道嗎？電勢能電勢能pBpAABEEW靜電力做的功只能決定電勢能的變化量，而不能決定電荷在電靜電力做的功只能決定電勢能的變化量，而不能決定電荷在電場中某點的電勢能的數(shù)值。場中某點的電勢能的數(shù)值。0pBEpAABEW如果規(guī)定電荷在如果規(guī)定電荷在B點的電勢能為零，則電荷在點的電勢能為零，則電荷在A點的電勢能等于點的電勢能等于WAB3、電勢能具有相對性：要確定電荷在電場中某點的電勢能的數(shù)、電勢能具有相對性：要確定電荷在電場中某點的電勢能的數(shù)值，必須先確定零電勢能參考位置。值，必

7、須先確定零電勢能參考位置。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。置時所做的功。通常把電荷在離場源電荷無限遠(yuǎn)處的電勢能規(guī)定為零，或把電通常把電荷在離場源電荷無限遠(yuǎn)處的電勢能規(guī)定為零，或把電荷在大地表面上的電勢能規(guī)定為零。荷在大地表面上的電勢能規(guī)定為零。電勢能電勢能4、電勢能是電荷和電場所共有的，具有系統(tǒng)性、電勢能是電荷和電場所共有的，具有系統(tǒng)性5、電勢能是標(biāo)量、電勢能是標(biāo)量由此可見，電場力做功與重力做功，電勢能與重力勢由此可見，電場力做功與重力做功，電勢能與重力勢能都很相似，所以大家在學(xué)習(xí)電勢能過程中應(yīng)該多聯(lián)能都

8、很相似，所以大家在學(xué)習(xí)電勢能過程中應(yīng)該多聯(lián)系重力做功與重力勢能的關(guān)系幫助理解電勢能。系重力做功與重力勢能的關(guān)系幫助理解電勢能。電勢能電勢能重力勢能和電勢能類比重力勢能和電勢能類比重力場中，重力：地球和重力場中，重力：地球和物體之間存在的吸引力物體之間存在的吸引力電場中，電場力：電荷之電場中，電場力：電荷之間的作用力間的作用力有重力就有重力勢能有重力就有重力勢能Ep= mghEp= mgh有電場力就有相應(yīng)的能，有電場力就有相應(yīng)的能，叫電勢能叫電勢能EPEpEp由物體和地面間的相對由物體和地面間的相對位置決定位置決定EP由電荷間的相對位置決定由電荷間的相對位置決定電場力做正功，電勢能就減少電場力做

9、正功，電勢能就減少電場力做負(fù)功，電勢能就增加電場力做負(fù)功，電勢能就增加電場力作功，電勢能改變電場力作功，電勢能改變重力做功，重力勢能改變重力做功，重力勢能改變重力做正功，重力勢能就減少重力做正功，重力勢能就減少重力做負(fù)功，重力勢能就增加重力做負(fù)功，重力勢能就增加W W重重 = E= EP1P1-E-EP2P2W W電電 = E= EPAPA-E-EPBPB電勢能電勢能盡管重力做功與電場力做功很相似，但還是存在很大盡管重力做功與電場力做功很相似，但還是存在很大差異差異存在兩種電荷存在兩種電荷 正電荷順電場線移動，正電荷順電場線移動， 電場力做正功，電勢能減少電場力做正功，電勢能減少 負(fù)電荷順電場

10、線移動，負(fù)電荷順電場線移動， 電場力做負(fù)功，電勢能增加電場力做負(fù)功，電勢能增加 正電荷逆電場線移動，正電荷逆電場線移動， 電場力做負(fù)功，電勢能增加電場力做負(fù)功，電勢能增加 負(fù)電荷逆電場線移動，負(fù)電荷逆電場線移動， 電場力做正功，電勢能減少電場力做正功，電勢能減少電勢能電勢能1、下列說法中，正確的是：、下列說法中，正確的是：A、把兩個同種點電荷間的距離增大一些，電荷的電、把兩個同種點電荷間的距離增大一些，電荷的電勢能一定增加勢能一定增加B、把兩個同種點電荷間的距離減小一些，電荷的電、把兩個同種點電荷間的距離減小一些，電荷的電勢能一定增加勢能一定增加C、把兩個異種點電荷間的距離增大一些，電荷的電、

11、把兩個異種點電荷間的距離增大一些，電荷的電勢能一定增加勢能一定增加D、把兩個異種點電荷間的距離減小一些，電荷的電、把兩個異種點電荷間的距離減小一些，電荷的電勢能一定增加勢能一定增加BC電勢電勢AO場El規(guī)定規(guī)定O點的電勢能為零點的電勢能為零電荷電荷q在在A點的電勢能點的電勢能EpA：coslqEEpA場如果在如果在A點放的是點放的是2q的電荷呢？的電荷呢？EpA/q是相同的是相同的對電場中的不同位置，這個比對電場中的不同位置，這個比值一般是不同的值一般是不同的電勢電勢1、電勢：、電勢：電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量的比值的比值2、公式：、公式：qE

12、p3、單位：、單位：在國際單位制中，電勢的單位是伏特，符號在國際單位制中，電勢的單位是伏特，符號是是V 1V=1J/C電勢電勢沿著電場線方向，電勢如何變化呢？沿著電場線方向，電勢如何變化呢？4、沿著電場線的方向，電勢越來越低沿著電場線的方向，電勢越來越低如何確定電場中某點的電勢呢？如何確定電場中某點的電勢呢？5、電勢具有相對性，、電勢具有相對性，先規(guī)定電場中某處的電勢為零，先規(guī)定電場中某處的電勢為零，然后才能確定電場中其他各點的電勢然后才能確定電場中其他各點的電勢。（通常取離場（通常取離場源電荷無限遠(yuǎn)處或大地的電勢為零）源電荷無限遠(yuǎn)處或大地的電勢為零）電勢電勢3、將一電量為、將一電量為q=21

13、0-6C的點電荷從電場外一點的點電荷從電場外一點P移移至電場中某點至電場中某點A，電場力做功，電場力做功410-5J，求，求A點的電勢。點的電勢。解解: 場外一點場外一點P的電勢為的電勢為0=pJWEPA5104=VVqEPAA2010210465=從從P A,電場力做的功電場力做的功 PAEW 點評點評: :計算計算電勢首先要規(guī)定電勢首先要規(guī)定零電勢處零電勢處,且電勢且電勢可以為負(fù)可以為負(fù).使用公式求某點的使用公式求某點的電勢時，必須注意電勢時，必須注意電勢能與電荷量的電勢能與電荷量的正、負(fù)號正、負(fù)號電勢電勢沿著電場線方向，電勢如何變化呢？沿著電場線方向，電勢如何變化呢？4、沿著電場線的方向

14、，電勢越來越低沿著電場線的方向，電勢越來越低如何確定電場中某點的電勢呢？如何確定電場中某點的電勢呢？5、電勢具有相對性，、電勢具有相對性，先規(guī)定電場中某處的電勢為零，先規(guī)定電場中某處的電勢為零，然后才能確定電場中其他各點的電勢然后才能確定電場中其他各點的電勢。（通常取離場（通常取離場源電荷無限遠(yuǎn)處或大地的電勢為零）源電荷無限遠(yuǎn)處或大地的電勢為零）6、電勢是標(biāo)量，只有大小，沒有方向。、電勢是標(biāo)量，只有大小，沒有方向。(負(fù)電勢表示負(fù)電勢表示該處的電勢比零電勢處電勢低。該處的電勢比零電勢處電勢低。)等勢面等勢面地理上，等高線表示地勢的高低。地理上，等高線表示地勢的高低。在電場中常用等勢面來表示電勢的

15、高低。在電場中常用等勢面來表示電勢的高低。電場中電勢相同的各點構(gòu)成的面叫做電場中電勢相同的各點構(gòu)成的面叫做等勢面等勢面等勢面等勢面等勢面的特點：等勢面的特點：1、等勢面一定跟電場線垂直，在同一等勢面上的任意等勢面一定跟電場線垂直，在同一等勢面上的任意兩點間移動電荷，電場力不做功兩點間移動電荷，電場力不做功；2、電場線總是從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面，電場線總是從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面，任意兩個等勢面都不會相交任意兩個等勢面都不會相交；3、等差等勢面越密的地方電場強度越大等差等勢面越密的地方電場強度越大等勢面等勢面幾種典型電場的等勢面：幾種典型電場的等勢面：1、點電荷電場中的等勢

16、面：、點電荷電場中的等勢面：以點電荷為球心的一簇球以點電荷為球心的一簇球面面等勢面等勢面2、等量異種點電荷電場中、等量異種點電荷電場中的等勢面：的等勢面：兩簇對稱曲面兩簇對稱曲面等勢面等勢面3、等量同種點電荷電場中、等量同種點電荷電場中的等勢面：的等勢面：兩簇對稱曲面兩簇對稱曲面等勢面等勢面5、勻強電場中的等勢面：、勻強電場中的等勢面：垂直于電場線的一簇平面垂直于電場線的一簇平面4、形狀不規(guī)則的帶電導(dǎo)、形狀不規(guī)則的帶電導(dǎo)體附近的電場線及等勢體附近的電場線及等勢面面等勢面等勢面如圖所示，虛線如圖所示，虛線a、b和和c是某靜電場中的三個等勢面，它們的電是某靜電場中的三個等勢面，它們的電勢分別為勢分

17、別為 、 和和 ，一帶正電粒子射入電場中，其運動軌跡，一帶正電粒子射入電場中，其運動軌跡如實線如實線KLMN所示。由圖可知：所示。由圖可知：A、粒子從、粒子從K到到L的過程中，電場力做負(fù)功的過程中，電場力做負(fù)功B、粒子從、粒子從L到到M的過程中，電場力做負(fù)功的過程中，電場力做負(fù)功C、粒子從、粒子從K到到L的過程中，電勢能增加的過程中，電勢能增加D、粒子從、粒子從L到到M的過程中，動能減少的過程中，動能減少abcACabcKLMN等勢面等勢面如圖所示，三個等差等勢面上有如圖所示，三個等差等勢面上有a、b、c、d四點，若四點，若將一個正電荷由將一個正電荷由c經(jīng)經(jīng)a移動到移動到d電場力做正功電場力做正功W1，若由，若由c經(jīng)經(jīng)b移動到移動到d電場力做正功電場力做正功W2，則：，則：2121212121212121.，WWDWWCWWBWWA123cabdD課后作業(yè)課后作業(yè)兩塊帶電的平行金屬板相距兩塊帶電的平行金屬板相距2cm，板間有一與板面垂直，板間有一與板面垂直的勻強電場，一電子從負(fù)極板自由釋放，經(jīng)的勻強電場，一電子從負(fù)極板自由釋放，經(jīng)1.510-8s打打到對面極板上，