2.2 靜電力做功與電勢(shì)能、電勢(shì)與等勢(shì)面 課件(共28張PPT)

1、第1節(jié) 靜電力做功與電勢(shì)能第2章 電勢(shì)能與電勢(shì)差 魯科版 （2019版） 必修3一、電場(chǎng)力做功特點(diǎn)一、電場(chǎng)力做功特點(diǎn)m重力做功特點(diǎn)：與運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)；跟始末高度差成正比；電場(chǎng)力做功特點(diǎn)：與運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)；跟 ；二、電勢(shì)能二、電勢(shì)能回憶： 重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系：重力做正功，重力勢(shì)能減少；重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加；2.1 定義定義：電荷在電場(chǎng)中所具有的能叫電勢(shì)能，用：電荷在電場(chǎng)中所具有的能叫電勢(shì)能，用Ep表示，單位表示，單位J.問(wèn)題：勢(shì)能包含哪些呢？WAB=EpA-EpB=mghA-mghB=-Ep重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、電勢(shì)能；屬于機(jī)械能嗎？屬于機(jī)械能嗎？2.2 電場(chǎng)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系力做

2、功與電勢(shì)能變化的關(guān)系 靜電力做的 功等于電勢(shì)能的減小量。WAB=EpA-EpB=-Ep二、電勢(shì)能二、電勢(shì)能2.3 電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能，等于電荷從 該點(diǎn)移動(dòng)到零電勢(shì)能點(diǎn)靜電力所做的功。零電勢(shì)能點(diǎn) : 無(wú)窮遠(yuǎn)或接地、等量異種電荷的中點(diǎn)； 人為規(guī)定的2.4 電勢(shì)電勢(shì)能是標(biāo)量，但有正負(fù)，其正負(fù)反映比零電勢(shì)能大還是小能是標(biāo)量，但有正負(fù)，其正負(fù)反映比零電勢(shì)能大還是小2.5 2.5 說(shuō)明：說(shuō)明：1）電場(chǎng)力做功只能決定電勢(shì)能的變化，而不能決定電荷電勢(shì)能的數(shù)值；2）電荷在電場(chǎng)中的起始和終止位置確定后，電場(chǎng)力所做的功就確定了，所以電荷的電勢(shì)能的變化也就確定了；3）電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能的變化只與電場(chǎng)力所

3、做的功有關(guān)，與零電勢(shì)能點(diǎn)的選取無(wú)關(guān)； 二、電勢(shì)能二、電勢(shì)能延伸知識(shí)： 大小比較力力F1=2N，F(xiàn)2=-4N功功W1=2J，W2=-4J電勢(shì)能電勢(shì)能Ep1=2J，Ep2=-4J溫度溫度t1=2C，t2=-4C二、電勢(shì)能二、電勢(shì)能答案：答案：(1)增加了增加了1.8105 J(2)3105 J1.8105 J例1、將帶電量為610-6C的負(fù)電荷從電場(chǎng)中A點(diǎn)移到B點(diǎn)，克服電場(chǎng)力做310-5 J的功，再將該電荷從B點(diǎn)移到C點(diǎn)，電場(chǎng)力做了1.2 10-5J的功，則：（1）電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，再?gòu)腂點(diǎn)移到C點(diǎn)，電勢(shì)能共改變了多少？（2）如果軌道A點(diǎn)的電勢(shì)能為零，則該電荷在B點(diǎn)和C點(diǎn)電勢(shì)能分別是多少？二、電

4、勢(shì)能二、電勢(shì)能A 2、將帶電量為610-8 C的負(fù)電荷從電場(chǎng)中A點(diǎn)移到B點(diǎn)，克服電場(chǎng)力做3.610-6 J的功，再將該電荷從B點(diǎn)移到C點(diǎn)，電場(chǎng)力做了6 10-6J的功，則關(guān)于A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)A 、B 、c ，以下關(guān)系正確的是（ ） A、C A B ； B、A CB ； C、A B c ； D、BA c ；二、電勢(shì)能二、電勢(shì)能例例3 3、如圖所示為一勻強(qiáng)電場(chǎng)，某帶電粒子從、如圖所示為一勻強(qiáng)電場(chǎng)，某帶電粒子從A A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B B點(diǎn)，在這一點(diǎn)，在這一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服重力做的功為運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服重力做的功為3.0 J3.0 J，電場(chǎng)力做的功為，電場(chǎng)力做的功為2.0 J2.0 J則下列說(shuō)法則下列

5、說(shuō)法正確的是正確的是( () )A A粒子帶負(fù)電粒子帶負(fù)電B B粒子在粒子在A A點(diǎn)的電勢(shì)能比在點(diǎn)的電勢(shì)能比在B B點(diǎn)少點(diǎn)少2.0 J2.0 JC C粒子在粒子在A A點(diǎn)的機(jī)械能比在點(diǎn)的機(jī)械能比在B B點(diǎn)少點(diǎn)少1.0 J1.0 JD D粒子在粒子在A A點(diǎn)的動(dòng)能比在點(diǎn)的動(dòng)能比在B B點(diǎn)多點(diǎn)多1.0 J1.0 JD 例例4 4、下列說(shuō)法正確的是、下列說(shuō)法正確的是( () )A A、在電場(chǎng)中順著電場(chǎng)線移動(dòng)負(fù)電荷，電場(chǎng)力做正功，電荷電勢(shì)能減少；、在電場(chǎng)中順著電場(chǎng)線移動(dòng)負(fù)電荷，電場(chǎng)力做正功，電荷電勢(shì)能減少；B B、在電場(chǎng)中逆著電場(chǎng)線移動(dòng)正電荷，電場(chǎng)力做正功，電荷電勢(shì)能減少；、在電場(chǎng)中逆著電場(chǎng)線移動(dòng)正電

6、荷，電場(chǎng)力做正功，電荷電勢(shì)能減少；C C、在電場(chǎng)中順著電場(chǎng)線移動(dòng)正電荷，電場(chǎng)力做正功，電荷電勢(shì)能減少；、在電場(chǎng)中順著電場(chǎng)線移動(dòng)正電荷，電場(chǎng)力做正功，電荷電勢(shì)能減少；D D、在電場(chǎng)中逆著電場(chǎng)線移動(dòng)負(fù)電荷，電場(chǎng)力做負(fù)功，電荷電勢(shì)能增加；、在電場(chǎng)中逆著電場(chǎng)線移動(dòng)負(fù)電荷，電場(chǎng)力做負(fù)功，電荷電勢(shì)能增加；C 二、電勢(shì)能二、電勢(shì)能書P35如圖所示，靜電噴涂時(shí)，噴槍噴出的涂料微粒帶負(fù)電，被噴工件帶正 電，微粒在靜電力作用下向工件運(yùn)動(dòng)，最后吸附在工件表面。微粒在 向工件靠近的過(guò)程中，假設(shè)只受靜電力作用，那么 A. 動(dòng)能越來(lái)越小 ；B. 動(dòng)能越來(lái)越大 ；C. 克服靜電力做功 ；D. 電勢(shì)能逐漸減?。籆 二、電勢(shì)能

7、二、電勢(shì)能6、某區(qū)域的電場(chǎng)線分布如圖所示,一帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下沿圖中虛線所示的軌跡從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn).下列說(shuō)法正確的是 ()A.粒子帶正電；B.粒子在A點(diǎn)的加速度小于在B點(diǎn)的加速度；C.粒子在A點(diǎn)的速率大于在B點(diǎn)的速率；D.粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能；知識(shí)導(dǎo)圖知識(shí)導(dǎo)圖靜電靜電力做力做功功與運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)；與運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)；重力做功重力做功特點(diǎn)特點(diǎn)類比類比WAB=EpA-EpB=-Ep重力勢(shì)能；重力勢(shì)能；關(guān)系關(guān)系電勢(shì)電勢(shì)能能類比類比第2節(jié) 電勢(shì)與等勢(shì)面第第2章章 電勢(shì)能與電勢(shì)差電勢(shì)能與電勢(shì)差 魯科版 （2019版）版） 必修必修3電勢(shì)電勢(shì)1在場(chǎng)強(qiáng)為在場(chǎng)強(qiáng)為E E10 V/m10 V/m

8、的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有A A、B B兩點(diǎn)，且它們兩點(diǎn)，且它們的距離為的距離為d d10 cm10 cm，現(xiàn)有不同的電荷放在，現(xiàn)有不同的電荷放在A A點(diǎn)，求它們?cè)邳c(diǎn)，求它們?cè)贏 A點(diǎn)的點(diǎn)的電勢(shì)能，并填入下列表中電勢(shì)能，并填入下列表中( (選選B B點(diǎn)為零電勢(shì)能點(diǎn)點(diǎn)為零電勢(shì)能點(diǎn)) )從此題你得到的結(jié)論結(jié)論是什么？ 2 J 3 J 6 J 1 J/C 1 J/C 1 J/C 電勢(shì)電勢(shì)1由電場(chǎng)本身的性質(zhì)決定的，與放不放電荷及由電場(chǎng)本身的性質(zhì)決定的，與放不放電荷及放什么電荷無(wú)關(guān)。放什么電荷無(wú)關(guān)。1.1 定義：定義：qEP1 V = 1 J/C1. 21. 2公式公式: :1. 3 1. 3 單

9、位單位: : 伏特伏特(V)(V) ( (計(jì)算時(shí)要計(jì)算時(shí)要代入正負(fù)號(hào)代入正負(fù)號(hào)) )1. 4 意義意義： 描述描述電場(chǎng)能電場(chǎng)能的的物理量電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)在數(shù)值物理量電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)在數(shù)值上上等于單位正電荷在等于單位正電荷在該點(diǎn)所具有的電勢(shì)該點(diǎn)所具有的電勢(shì)能；能；電荷電場(chǎng)中在某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電電荷電場(chǎng)中在某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量的荷量的比值；比值；電勢(shì)電勢(shì)11. 5 1. 5 理解理解 電勢(shì)電勢(shì)是相對(duì)的是相對(duì)的。 電勢(shì)電勢(shì)零點(diǎn)的選取是任意的，但以方便為原則，如果零點(diǎn)的選取是任意的，但以方便為原則，如果沒(méi)有特別規(guī)定，一般選無(wú)窮遠(yuǎn)或大地的電勢(shì)為零沒(méi)有特別規(guī)定，一般選無(wú)窮遠(yuǎn)或大地的電勢(shì)為零電

10、勢(shì)電勢(shì)是表征電場(chǎng)中某點(diǎn)是表征電場(chǎng)中某點(diǎn)能能的性質(zhì)的物理量，僅與電的性質(zhì)的物理量，僅與電場(chǎng)中某點(diǎn)性質(zhì)有關(guān)，場(chǎng)中某點(diǎn)性質(zhì)有關(guān)，與電場(chǎng)力做功的值及試探電荷的與電場(chǎng)力做功的值及試探電荷的電荷量、電性無(wú)關(guān)電荷量、電性無(wú)關(guān)。電勢(shì)電勢(shì)是標(biāo)量是標(biāo)量，在規(guī)定了零電勢(shì)后，電場(chǎng)中各點(diǎn)的電，在規(guī)定了零電勢(shì)后，電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)可以是正值，也可以是負(fù)值。正值表示該點(diǎn)電勢(shì)比勢(shì)可以是正值，也可以是負(fù)值。正值表示該點(diǎn)電勢(shì)比零高，負(fù)值表示該點(diǎn)電勢(shì)比零低。零高，負(fù)值表示該點(diǎn)電勢(shì)比零低。電勢(shì)電勢(shì)1 沿電場(chǎng)線方向，電勢(shì)降低沿電場(chǎng)線方向，電勢(shì)降低最快最快；1. 6 1. 6 電勢(shì)與電場(chǎng)線的關(guān)系電勢(shì)與電場(chǎng)線的關(guān)系1.7 區(qū)別區(qū)別 “場(chǎng)強(qiáng)場(chǎng)

11、強(qiáng)” 、“電勢(shì)電勢(shì)”“場(chǎng)強(qiáng)場(chǎng)強(qiáng)”“電勢(shì)電勢(shì)”“力力”“能能”定義式定義式定義式定義式矢量矢量標(biāo)量標(biāo)量決定因素決定因素決定因素決定因素1.8 點(diǎn)電荷電勢(shì)公式點(diǎn)電荷電勢(shì)公式*rQk電勢(shì)電勢(shì)1如圖所示，a、b為某電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)，那么以下的結(jié)論正確的是 （ ） A把正電荷從a移到b，電場(chǎng)力做正功，電荷的電勢(shì)能減少，電勢(shì)升高;B把正電荷從a移到b，電場(chǎng)力做負(fù)功，電荷的電勢(shì)能增加，電勢(shì)降低;C把負(fù)電荷從a移到b，電場(chǎng)力做正功，電荷的電勢(shì)能減少，電勢(shì)升高;D把負(fù)電荷從a移到b，電場(chǎng)力做負(fù)功，電荷的電勢(shì)能增加，電勢(shì)降低;等勢(shì)面等勢(shì)面22.1 2.1 定義定義 電場(chǎng)電場(chǎng)中電勢(shì)相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢(shì)面中電勢(shì)相

12、同的各點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢(shì)面2.2 2.2 等勢(shì)面等勢(shì)面是為了形象描述電場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)面是為了形象描述電場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)面人為畫出的曲面人為畫出的曲面2.3 2.3 等勢(shì)面等勢(shì)面的特點(diǎn)的特點(diǎn)1. 1.沿著同一等勢(shì)面移動(dòng)電荷時(shí)靜電力不做功沿著同一等勢(shì)面移動(dòng)電荷時(shí)靜電力不做功2.2.兩個(gè)電勢(shì)不同的等勢(shì)面不能相交兩個(gè)電勢(shì)不同的等勢(shì)面不能相交3.3.電場(chǎng)線總是由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面電場(chǎng)線總是由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面4.4.等勢(shì)面一定與電場(chǎng)線垂直，即跟場(chǎng)強(qiáng)方向垂直等勢(shì)面一定與電場(chǎng)線垂直，即跟場(chǎng)強(qiáng)方向垂直5.5.等勢(shì)面等勢(shì)面分布越密分布越密, ,場(chǎng)強(qiáng)越大場(chǎng)強(qiáng)越大; ;分布越疏分布越疏, ,場(chǎng)

13、強(qiáng)越小場(chǎng)強(qiáng)越小 等勢(shì)面等勢(shì)面2等勢(shì)面等勢(shì)面2 尖端放電尖端放電導(dǎo)體尖端的電荷密度很大，附近的電場(chǎng)特別導(dǎo)體尖端的電荷密度很大，附近的電場(chǎng)特別強(qiáng)強(qiáng)，可以大到使周圍空氣分子電離的程度，電離后所帶電荷與導(dǎo)體尖端的電荷符號(hào)相反的粒子由于被吸引而奔向尖端，與尖端上的電荷中和，就是就是尖端放電。尖端放電。應(yīng)用：避雷針應(yīng)用：避雷針課后作業(yè)講評(píng)課后作業(yè)講評(píng)31、一電場(chǎng)的電場(chǎng)線如圖所示。電場(chǎng)中 A、B 兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和電勢(shì)分別 用 EA、EB 和A、B 表示，請(qǐng)判斷 EA 與 EB、A 與B 的大小，并說(shuō)明判斷 的理由。在圖中分別畫出過(guò) A、B 兩點(diǎn)的等勢(shì)面。2、電場(chǎng)中有 A、B 兩點(diǎn)，若電荷量為 210-9

14、 C 的試探電荷在電場(chǎng)中的 A 點(diǎn)時(shí)，電勢(shì)能為 410-8 J； 在 B 點(diǎn)時(shí)，電勢(shì)能為 610-8 J。 求：（1）計(jì)算并比較 A、B 兩點(diǎn)的電勢(shì)高低。 （2）若電荷量為 -210-9 C 的試探電荷分別在 A、B 兩點(diǎn)，其電勢(shì)能分別為多少？ （3）正、負(fù)電荷在電場(chǎng)中具有的電勢(shì)能大小與電勢(shì)高低有何關(guān)系？例題例題41、真空中某靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布如圖所示,圖中P、Q兩點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)電荷q1水平對(duì)稱,P、Q兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小分別為EP、EQ,電勢(shì)分別為P、Q.一個(gè)帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下沿虛線從M運(yùn)動(dòng)至N.下列判斷正確的是 （ ）A.EQEP；B.QP；C.此帶電粒子帶正電,它的電勢(shì)能先變大后變??；D.

15、此帶電粒子帶負(fù)電,它的電勢(shì)能先變大后變?。籇例題例題42、(多選)兩個(gè)固定的等量異種點(diǎn)電荷所形成電場(chǎng)的等勢(shì)面如圖中虛線所示,一帶電粒子以某一速度從圖中a點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng),其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線所示,若粒子只受靜電力作用,則下列關(guān)于帶電粒子的判斷正確的是 （ ）A.帶正電；B.速度先變大后變小；C.電勢(shì)能先變大后變小；D.經(jīng)過(guò)b點(diǎn)和d點(diǎn)時(shí)的速度大小相同；CD3、如圖所示,a、b、c為電場(chǎng)中同一條電場(chǎng)線上的三點(diǎn),其中c為ab的中點(diǎn).已知a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為a=3 V,b=9 V,則下列敘述正確的是 （ ）A.該電場(chǎng)在c點(diǎn)處的電勢(shì)一定為6 V；B.a點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度Ea一定小于b點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度Eb；C.正電荷從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程中,，電勢(shì)能一定增大；D.正電荷只受靜電力作用時(shí),，從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程中，動(dòng)能一定增大；例題例題4C例題例題44、如如圖甲中圖甲中AB是某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線是某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線.若將一負(fù)若將一負(fù)電荷從電荷從A點(diǎn)處由靜止釋放點(diǎn)處由靜止釋放,負(fù)電荷沿電場(chǎng)線從負(fù)電荷沿電場(chǎng)線從A運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到B過(guò)程中的速度隨時(shí)間變化圖像如圖乙所示過(guò)程中的速度隨時(shí)間變化圖像如圖乙所示.關(guān)于關(guān)于A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)高低和場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系兩點(diǎn)的電勢(shì)高低和場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系,下列說(shuō)法中正確的下列說(shuō)法中正確的是（是（ ） A.AB,EAEBB.AB,EAEB C.AEBD.AB,EAEBA例題例