教案電勢能和電勢

1、第四節(jié) 電勢能和電勢一、電勢能二、電勢三、等勢面本節(jié)學習要點（一）電場力做功特點（一）電場力做功特點一、電勢能學習要點（二）電勢能（二）電勢能 cosWFL 1 1、功的計算：、功的計算：2 2、重力做功的特點：、重力做功的特點：(1)(1)與路徑無關與路徑無關, ,由初、末位置（高度差）決定由初、末位置（高度差）決定. .(2)(2)重力做功重力做功W WG G與重力勢能變化的關系與重力勢能變化的關系12GPPPWEEE (3)(3)重力勢能是相對的重力勢能是相對的, ,須選定零勢能面（參考面）須選定零勢能面（參考面）功是能量轉(zhuǎn)化的量度！功是能量轉(zhuǎn)化的量度！重力做正功，重力勢能減少重力做正功

2、，重力勢能減少重力做負功，重力勢能增加重力做負功，重力勢能增加復習：復習：3、動能與重力勢能統(tǒng)稱機械能212KPEmvEmgh 重力不計的重力不計的試探電荷位于電場中某點，如圖所示，試探電荷位于電場中某點，如圖所示，由靜止釋放，回答：由靜止釋放，回答： 它將如何運動它將如何運動? ? 電場力做是否做功？做正功還是做負功？電場力做是否做功？做正功還是做負功？ 其能量變化情況如何？其能量變化情況如何？E+F 新課引入新課引入（一）電場力做功特點（一）電場力做功特點思考電場力做功有啥特點？思考電場力做功有啥特點？結(jié)論：在勻強電場中移動電荷時，電場力做的功與電荷經(jīng)過的路徑無關,只與電荷的起始位置和終止

3、位置（或始末位置）有關。同理，對于非勻強電場也適用BMAFq q+WAB = F|AB|cos=qE|AM|問題：如圖，電荷+q沿不同路徑從A點移到B，分析電場力做功w的特點E由功的定義式W=FLcos得：聯(lián)系高一學過的做功知識，哪種力做功與電場力相似？聯(lián)系高一學過的做功知識，哪種力做功與電場力相似？因為重力做功的這個特點，還引入一種能量重力勢能重力重力做功與重力勢能的關系：WAB=EPA-EPB （含義是什么？）若規(guī)定A點為參考點， 即EPA =0 ，則WAB=-EPB 若規(guī)定B點為參考點呢？即EPB =0，則WAB=EPA如圖，將如圖，將+q從勻強電場從勻強電場E中的中的A點移到點移到B點

4、的點的過程，電場力對電荷做功過程，電場力對電荷做功W為多少？為多少？AB=L將將-q由由A移到移到B的過程，的過程，電場力對電荷做功為：電場力對電荷做功為：AB+qELcosWqElqEd電cosWqElqEd電d練習：思考：思考：做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程。結(jié)合如圖做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程。結(jié)合如圖所示的前例分析，電場力做功的過程中，動能和重所示的前例分析，電場力做功的過程中，動能和重力勢能的變化情況力勢能的變化情況E+F結(jié)論:重力勢能不變，動能增加利用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律分析，什么能的減少量等于動能的增加量呢？一種新的能量形式被發(fā)現(xiàn)，下面我們來學習它一種新的能量形式被發(fā)現(xiàn)，下面我們來學

5、習它（二）電勢能（二）電勢能 定義：電場中的電荷由于受到電場力作用而具有的,與電荷在電場中的位置有關的能，叫電荷在該點的電勢能。實際是電荷與電場共有的電勢能（系統(tǒng)性）。對電勢能的6點理解：1、電勢能符號 EP2、標量3、單位：焦耳 J4、與重力勢能相似，電勢能也有有正、負 按代數(shù)法比較電勢能的大小。負值表示比零小。5、電場力做功與電勢能變化的關系：與重力做功類似 q : A B WAB=EPA-EPB （因果關系）電場力做正功，電荷的電勢能減少。反之，也正確電場力做負功，電荷的電勢能增加。反之，也正確 注意：此公式要注意：此公式要代入正負號運算代入正負號運算零電勢點的選擇法：通常把電荷在離場源

6、電荷無限遠處的電勢能規(guī)定為零?；虬央姾稍诖蟮乇砻嫔想妱菽芤?guī)定為零。可見電勢能具有相對性。規(guī)律：電荷在某點的電勢能，等于電場力把它從該處移動到零勢能位置所做的功。6、參考點及其選擇電場中，電荷的電勢能為零的點，叫參考點。 EPA=WAB若取B點為參考點，即EPB=0由電場力做功與電勢能的變化關系公式WAB=EPA-EPB 得：重力勢能和電勢能類比 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有電場力就有相應的能，叫電勢能EPEp由物體和地面間的相對位置決定EP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負功，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

7、重力做正功，重力勢能就減少重力做負功，重力勢能就增加W重 = EP1-EP2W電 = EPA-EPB重力場中，重力：地球和物體之間存在的吸引力 正電荷從正電荷從A A點移到點移到B B點時點時, ,電場力做電場力做 , ,電荷的電勢能電荷的電勢能 . . 正電荷從正電荷從B B點點移到移到A A點時點時, , 電場力電場力做做 ，電荷克，電荷克服靜電力做功服靜電力做功, ,電電荷的電勢能荷的電勢能 . .ABE+vABE+v如果是負電荷，重新回答上述問題正功正功減少減少負功負功增加增加電勢能應用電勢能應用 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連線水平且相距L=

8、1m,電場力做功為多少?電勢能如何變化?CNE310拓展：若取A點為參考點，電荷在B點的電勢能多大？電勢能減少JWAB310EqFAB0PAAE因為 點為參考點，即由公式WAB = EPAEPB JJWEEABPAPB3310100電勢能為負表示的物理意義是什么？答案：比零勢能小。規(guī)律：電勢能大小按代數(shù)法比較。1、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，電荷的電勢能一定增加BC課堂訓練：2、將帶電量為6

9、10-6C的負電荷從電場中的A點移到B點，克服電場力做了310-5J的功，再從B移到C，電場力做了1.210-5J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？（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？增加了增加了1.81.81010-5-5J J. E EPCPC=1.8=1.81010-5-5 J J E EPCPC=-1.2=-1.21010-5-5 J JE EPBPB=3=31010-5-5 J J E EPAPA= -3= -31010-5-5 J J 二、

10、電勢二、電勢Aol+ +0cosAWqElcosqElEPAcosElqEPA可見，該比值是一個與q無關，僅與電場E及A點的位置有關，與電勢能相聯(lián)系，可以描述電場的能的性質(zhì)設EPo =0該比值稱為該比值稱為A A點的點的電勢電勢零勢能零勢能參考點參考點引入物理量：電勢+qE由WAB = EPAEPB qEP1 V = 1 J/C1. 定義:2. 公式及其變形:3. 單位: 伏特(V) 與q無關，由電場及位置決定。計算時要代入正、負號4. 標量：有正、負； 大小按代數(shù)法比較5. 電勢具有相對性：確定電勢,應先規(guī)定電場中某處的電勢為零(參考點).通常規(guī)定：離場源電荷無限遠處或大地的電勢為零.顯然，

11、參考點的電勢為零，任何電荷在該點的電勢能也為零。反之，也正確。電勢電勢電荷電場中在某一點的電勢能與它的電荷量的比值，叫電場中該點的電勢。符號6、沿著電場線的方向，電勢越來越低 例1. 試探電荷q1放在電場中的A點,電勢能為E(規(guī)定無限遠處電勢能為零),A點的電勢為_,若把試探電荷q1換成試探電荷q2放在電場中的A點,A點的電勢為_ (仍規(guī)定無限遠處電勢能為零).1qE1qE電勢的應用 例2. 將一電量為 的點電荷從電場外一點M移至電場中某點A, 電場力做 功 ,求A點的電勢.cq6102解: 場外一點P的電勢為0pJWEPA5104VVqEPAA2010210465從P移到A,電場力做的功 E

12、P M - EP AWMA 注意:計算電勢首先要規(guī)定零電勢處,且電勢可以為負.54 10 J 等勢面1、等勢面的定義：、等勢面的定義： 電場中電勢相等的點連成的面。電場中電勢相等的點連成的面。2、五種常見電場的等勢面分布、五種常見電場的等勢面分布3、等勢面與電場線的位置關系：、等勢面與電場線的位置關系：電場線與等勢面垂直，并且由電勢高的等勢電場線與等勢面垂直，并且由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面面指向電勢低的等勢面4、等勢面是如何描述電場的強弱和方向：、等勢面是如何描述電場的強弱和方向： 等勢線越密電場越強，反之，越弱等勢線越密電場越強，反之，越弱5、等勢面不相交、等勢面不相交 帶電導體周圍的等勢線分布復習 兩種疊加電場的電場線如圖所示，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，電場力做負功的過程中，電場力做負功B、粒子從、粒子從L到到M的過程中，電場力做負功的過程中，電場力做負功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、