好用電勢能和電勢新課標PPT教案

1、會計學1好用電勢能和電勢好用電勢能和電勢 新課標新課標 一個試探電荷在電場中某點由靜止釋放一個試探電荷在電場中某點由靜止釋放, ,將如何運動將如何運動? ?E 在電場力作用下電荷做加速運動在電場力作用下電荷做加速運動, ,一段時間后獲得一定的一段時間后獲得一定的速度速度, ,試探電荷試探電荷的的動能動能增加增加. .+F什么能轉(zhuǎn)換為動能的呢什么能轉(zhuǎn)換為動能的呢? ?第1頁/共57頁BMAFq q W甲甲= F|AB|cos=qE|AM|把正電荷沿不同路徑從把正電荷沿不同路徑從A A點移到點移到B B電場力做功？電場力做功？+甲甲乙乙丙丙沿甲路徑電場力做功沿甲路徑電場力做功: :沿乙路徑電場力做

2、功沿乙路徑電場力做功: :沿丙路徑電場力做功沿丙路徑電場力做功: : W乙乙= qE|AM| W丙丙= qE|AM|沿任意路徑電場力做功沿任意路徑電場力做功: : W任意任意=qE|AM|第2頁/共57頁 在在勻強電場中移動電荷時，靜電力勻強電場中移動電荷時，靜電力做的功做的功與電荷經(jīng)過的與電荷經(jīng)過的路徑路徑無關無關,只只與電荷與電荷的的起始起始位置和位置和終止終止位置位置有有關，。關，。對于非勻強電場也適用對于非勻強電場也適用第3頁/共57頁重力做功與路徑無關重力做功與路徑無關, ,由初末位置的由初末位置的高度差來決定高度差來決定. .重力做功的過程是重力勢能轉(zhuǎn)化動重力做功的過程是重力勢能轉(zhuǎn)

3、化動能的過程能的過程.那么電場力做功的過程是什么能轉(zhuǎn)那么電場力做功的過程是什么能轉(zhuǎn)化為什么能呢？化為什么能呢？做功的過程是一個能量轉(zhuǎn)化的過程做功的過程是一個能量轉(zhuǎn)化的過程第4頁/共57頁 正電荷從正電荷從A A點移到點移到B B點時點時, ,靜電力做正功靜電力做正功, ,電荷電荷的電勢能減少的電勢能減少. . 正電荷從正電荷從B B點移到點移到A A點時點時, ,靜電力做負功靜電力做負功, ,即電即電荷克服靜電力做功荷克服靜電力做功, ,電荷電荷的電勢能增加的電勢能增加. .ABE+vABE+v二、電勢能二、電勢能 電勢能是電荷在電場中所具有的能量電勢能是電荷在電場中所具有的能量 第5頁/共5

4、7頁1 1、電荷在電場中具有與其位置有關的能量、電荷在電場中具有與其位置有關的能量叫電勢能。叫電勢能。 2 2、電場力對電荷做、電場力對電荷做正功正功，電荷的電勢能，電荷的電勢能減減小小 電場力對電荷做電場力對電荷做負功負功，電荷的電勢能，電荷的電勢能增大增大 電場力做的功等于電勢能的電場力做的功等于電勢能的減少量減少量PBPAABEEW第6頁/共57頁 電勢能為電勢能為負負表示電荷在該處的電勢能表示電荷在該處的電勢能比零還要小比零還要小. .4 4、電勢能是電荷和電場所共有的，具、電勢能是電荷和電場所共有的，具 有有系統(tǒng)性系統(tǒng)性3 3、電勢能是、電勢能是相對相對的，與零電勢能面有關的，與零電

5、勢能面有關5 5、電勢能是、電勢能是標量標量第7頁/共57頁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= mgh有電場力就有相應的能，有電場力就有相應的能，叫電勢能叫電勢能EPEp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正功，電勢能就減少電場力做負功，電勢能就增加電場力做負功，電勢能就增加電場力作功，電勢能改變電

6、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功，重力勢能就增加重力做負功，重力勢能就增加WW重重 = E= EP1P1-E-EP2P2WW電電 = E= EPAPA-E-EPBPB第8頁/共57頁 例例1. 1. 如圖如圖, ,在場強在場強E=10E=103 3N/CN/C的勻強電場中的勻強電場中, ,點電荷點電荷q=+1cq=+1c從從A A移動到移動到B,ABB,AB相距相距L=1m,L=1m,電場電場力做功為多少力做功為多少? ?電勢能如何變化電勢能如何變化? ?電勢能減少電勢能減少JWAB310EqFAB+

7、電荷在電荷在B B點具有的電勢能多大？點具有的電勢能多大？第9頁/共57頁物體在物體在B B點具有的重力勢能多大點具有的重力勢能多大？mgAB設設A A點的重力勢能點的重力勢能0PAEWAB = EPAEPB =103JJJWEEABPAPB3310100重力勢能為負表示的物理意義是什么？重力勢能為負表示的物理意義是什么？JWAB310設物體在重力作用下從運動到設物體在重力作用下從運動到B B重力做功重力做功第10頁/共57頁、下列說法中正確的是（、下列說法中正確的是（ ）A.A.當兩正點電荷相互靠近時，它們的電勢能增大當兩正點電荷相互靠近時，它們的電勢能增大B.B.當兩負點電荷相互靠近時，它

8、們的電勢能增大當兩負點電荷相互靠近時，它們的電勢能增大C.C.一個正電荷與另一個負電荷相互靠近時，它們的電勢能一個正電荷與另一個負電荷相互靠近時，它們的電勢能減小減小D.D.一個正電荷與另一個負電荷相互靠近時，它們的電勢能一個正電荷與另一個負電荷相互靠近時，它們的電勢能增大。增大。ABCABC第11頁/共57頁CDCD第12頁/共57頁增加了增加了1.810-5J. EPC=1.810-5 J EPC=-1.210-5 JEPB=310-5 J EPA= -310-5 J 第13頁/共57頁4 4、如圖所示、如圖所示, ,在等量正點電荷形成的電場中在等量正點電荷形成的電場中, ,它們連線它們連

9、線的中垂面的中垂面abab上上, , 有一電子有一電子, ,從靜止開始由從靜止開始由a a運動到運動到b b的過程中的過程中(a(a、b b相對相對O O對稱對稱),),下列說法正確的是下列說法正確的是( )( )A.A.電子的電勢能始終增多電子的電勢能始終增多B.B.電子的電勢能始終減少電子的電勢能始終減少C.C.電子的電勢能先減少后增加電子的電勢能先減少后增加D.D.電子的電勢能先增加后減少電子的電勢能先增加后減少COab+-第14頁/共57頁5 5、一帶電油滴在勻強電場、一帶電油滴在勻強電場E E中的運動軌跡如中的運動軌跡如圖虛線所示圖虛線所示, ,電場方向豎直向下電場方向豎直向下. .

10、若不計空氣阻力若不計空氣阻力, ,則此帶電油滴從則此帶電油滴從a a運動到運動到b b的過程中的過程中, ,能量變化情況能量變化情況為為( )( )A.A.動能減小動能減小B.B.電勢能增加電勢能增加C.C.動能和電勢能之和減少動能和電勢能之和減少D.D.重力勢能和電勢能之和增加重力勢能和電勢能之和增加EabC第15頁/共57頁a和b為電場中的兩點,如果把q=-2X10-8C的負電荷從a點移動到b點,電場力對該電荷做了4X10-7J的正功,則該電荷的電勢能( )A.增加了4X10-7JB.增加了2X10-7JC.減少了4X10-7JD.減少了8X10-7JC第16頁/共57頁如圖所示，是負點電

11、荷產(chǎn)生的電場中的一條電場線。一個帶正電的粒子（不計重力）從a到b穿越這條電場線的軌跡如圖中虛線所示，則該帶電粒子在a點的加速度一定在b點的加速度。帶電粒子在a點的電勢能一定在b點的電勢能。（填“大于”、“小于”式“等于”）。Nba小于大于F-第17頁/共57頁電場中在某一點的電勢能電場中在某一點的電勢能E EP P與它與它的電荷量的電荷量q q的比值大小是由電場本身的的比值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性質(zhì)決定的，與放不放電荷及放什么電荷無關。電荷無關。反映電場能的性質(zhì)反映電場能的性質(zhì)三、電勢三、電勢第18頁/共57頁電荷電場中在某一點的電勢能與電荷電場中在某一點的電勢能與

12、它的電荷量的比值它的電荷量的比值qEP1 V = 1 J/C三、電勢三、電勢1. 1. 定義定義: :2. 2. 公式公式: :3. 3. 單位單位: : 伏特伏特(V)(V) ( (計算時要計算時要代入正負號代入正負號) )第19頁/共57頁對電勢概念的理解對電勢概念的理解三、電勢三、電勢（）（）電勢電勢是表征電場中某點能的性質(zhì)的物理量是表征電場中某點能的性質(zhì)的物理量，僅與電場中某點性質(zhì)有關，僅與電場中某點性質(zhì)有關，與電場力做功的值與電場力做功的值及試探電荷的電荷量、電性無關及試探電荷的電荷量、電性無關。（2 2）電勢的具體值只有在選定了零電勢點后才）電勢的具體值只有在選定了零電勢點后才有意

13、義，故有意義，故電勢是相對電勢是相對的。電勢零點的選取是任的。電勢零點的選取是任意的，但以方便為原則，如果沒有特別規(guī)定，一意的，但以方便為原則，如果沒有特別規(guī)定，一般選無窮遠或大地的電勢為零般選無窮遠或大地的電勢為零（3 3）電勢是標量電勢是標量，在規(guī)定了零電勢后，電場中，在規(guī)定了零電勢后，電場中各點的電勢可以是正值，也可以是負值。正值表各點的電勢可以是正值，也可以是負值。正值表示該點電勢比零高，負值表示該點電勢比零低。示該點電勢比零高，負值表示該點電勢比零低。第20頁/共57頁D D第21頁/共57頁 把把 的試探電荷放在電場中的的試探電荷放在電場中的A A 點點, ,具有具有 的電勢能的電

14、勢能, , 求求A A點的電勢點的電勢cq91104.J8106（1 1）若把）若把 的試探電荷放在電場中的試探電荷放在電場中的的A A點點, ,電荷所具有的電勢能是多少電荷所具有的電勢能是多少? ? cq1021021232 10qc （2 2）若把若把 的試探電荷放在電場中的試探電荷放在電場中的的A A點點, ,電荷所具有的電勢能又是多少電荷所具有的電勢能又是多少? ? 15V第22頁/共57頁將一電量為將一電量為 的點電荷從電場外一點的點電荷從電場外一點P P移至電場中某點移至電場中某點A, A, 電場力做功電場力做功 , ,求求A A點的電勢點的電勢. .cq6102J5104解解:

15、: 設場外一點設場外一點P P的電勢為的電勢為0pJWEPA5104VVqEPAA2010210465從從P A,P A,電場力做的功電場力做的功 PAEWPAEW從從P A,P A,電場力做的功電場力做的功 PAEW第23頁/共57頁思考：思考：三、電勢三、電勢若以無窮遠處電勢為零若以無窮遠處電勢為零負點電荷周圍各處的電勢的特點負點電荷周圍各處的電勢的特點正點電荷周圍各處的電勢的特點正點電荷周圍各處的電勢的特點都為正，越靠近正電荷電勢越高。都為正，越靠近正電荷電勢越高。都為負，越靠近都為負，越靠近負負電荷電勢越低。電荷電勢越低。第24頁/共57頁電場中兩點電勢高低的判斷方法電場中兩點電勢高低

16、的判斷方法三、電勢三、電勢（1 1）根據(jù)電場力做功來判斷）根據(jù)電場力做功來判斷（3 3）根據(jù)電場線方向來判斷）根據(jù)電場線方向來判斷（2 2）根據(jù)電荷電勢能的變化來判斷）根據(jù)電荷電勢能的變化來判斷1. 1.在兩點間移動正電荷，電場力做正功電勢降；做負功電勢升在兩點間移動正電荷，電場力做正功電勢降；做負功電勢升2.2.在兩點間移動負電荷，電場力做正功電勢升；做負功電勢降在兩點間移動負電荷，電場力做正功電勢升；做負功電勢降電場線的方向就是電勢降低最快的方向電場線的方向就是電勢降低最快的方向1. 1.在兩點間移動正電荷，電勢能增加電勢升；電勢能減小電勢降在兩點間移動正電荷，電勢能增加電勢升；電勢能減小

17、電勢降2.2.在兩點間移動負電荷，電勢能增加電勢降；電勢能減小電勢升在兩點間移動負電荷，電勢能增加電勢降；電勢能減小電勢升第25頁/共57頁如圖所示，如圖所示，a、b為某電場線上的兩點，那為某電場線上的兩點，那么以下的結論正確的是么以下的結論正確的是 （ ） A把正電荷從把正電荷從a移到移到b，電場力做正功，電，電場力做正功，電荷的電勢能減少，電勢降低。荷的電勢能減少，電勢降低。B把正電荷從把正電荷從a移到移到b，電場力做負功，電，電場力做負功，電荷的電勢能增加，電勢降低。荷的電勢能增加，電勢降低。C把負電荷從把負電荷從a移到移到b，電場力做正功，電，電場力做正功，電荷的電勢能減少，電勢升高。

18、荷的電勢能減少，電勢升高。D把負電荷從把負電荷從a移到移到b，電場力做負功，電，電場力做負功，電荷的電勢能增加，電勢降低。荷的電勢能增加，電勢降低。ADADab第26頁/共57頁如圖所示，實線為一電場的電場線，如圖所示，實線為一電場的電場線，A、B、C為電場中的三個點，那么以下的結論正為電場中的三個點，那么以下的結論正確的是確的是 （ ） ABCDB BCBACBAEEE;CBACBAEEE;CBACBAEEE;CBACBAEEE;ABC第27頁/共57頁6 6、如圖所示，點電荷的靜電場中電場線用實線表示，但其方、如圖所示，點電荷的靜電場中電場線用實線表示，但其方向未標明，虛線是某一帶電粒子通

19、過該電場區(qū)域時的運動軌向未標明，虛線是某一帶電粒子通過該電場區(qū)域時的運動軌跡。跡。a a、b b是軌跡上的兩點。若帶電粒子在運動中只受到電場是軌跡上的兩點。若帶電粒子在運動中只受到電場力作用，根據(jù)此圖可作出正確判斷的是力作用，根據(jù)此圖可作出正確判斷的是( )( )A.A.帶電粒子所帶電荷的性質(zhì)帶電粒子所帶電荷的性質(zhì)B.B.帶電粒子在帶電粒子在a a、b b兩點的受力方向兩點的受力方向C.C.帶電粒子在帶電粒子在a a、b b兩點的速度何處較大兩點的速度何處較大D.D.帶電粒子在帶電粒子在a a、b b兩點的電勢能何處較大兩點的電勢能何處較大BCDab第28頁/共57頁第29頁/共57頁ACAC

20、K KN NM ML La ab bc c第30頁/共57頁9 9、如果把、如果把q=1.0q=1.01010-8-8C C的電荷從無窮遠處移至電場中的的電荷從無窮遠處移至電場中的A A點，點，需克服電場力做功需克服電場力做功W=1.2W=1.21010-4-4J.J.那么那么 q q在在A A點的電勢能和在點的電勢能和在A A點的電勢各是多少？點的電勢各是多少？ q q未移入電場前未移入電場前A A點的電勢是多少點的電勢是多少 ？VCJqEJEJEWPAAPAPAA48444102 . 1100 . 1102 . 1102 . 1102 . 10第31頁/共57頁1010、如圖所示，電場中有

21、、如圖所示，電場中有A A、B B兩點，則下列說法中正確的是（兩點，則下列說法中正確的是（ ）A A、電勢、電勢A A B B 場強場強E EA AEEB BB B、電勢、電勢A A B B 場強場強E EA AEEEpBpBA AB BE EBC第32頁/共57頁(1)(1)定義定義電場中電勢相同的各點構成的面叫做等勢面電場中電勢相同的各點構成的面叫做等勢面(2)(2)等勢面是為了形象描述電場中各點電勢面人等勢面是為了形象描述電場中各點電勢面人為畫出的曲面為畫出的曲面四、等勢面四、等勢面(3)(3)等勢面的特點等勢面的特點1. 1.沿著同一等勢面移動電荷時靜電力不做功沿著同一等勢面移動電荷時

22、靜電力不做功2.2.兩個電勢不同的等勢面不能相交兩個電勢不同的等勢面不能相交3.3.電場線總是由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面電場線總是由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面4.4.等勢面一定與電場線垂直，即跟場強方向垂直等勢面一定與電場線垂直，即跟場強方向垂直5.5.等差等勢體分布越密等差等勢體分布越密, ,場強越大場強越大; ;分布越疏分布越疏, ,場強越小場強越小 第33頁/共57頁第34頁/共57頁第35頁/共57頁第36頁/共57頁第37頁/共57頁第38頁/共57頁第39頁/共57頁C CD D第40頁/共57頁D D第41頁/共57頁如圖所示,虛線a、b、c表示靜電場中三個等勢面,

23、它們的電勢分別是 且 ,一帶正電的粒子射入電場中,其運動軌跡如圖中KLMN所示.由圖可知( )A.粒子從K到L的過程中,電場力做負功B.粒子從L到M的過程中,電場力做負功C.粒子從K到L的過程中,電勢能增加D.粒子從L到M的過程中,動能減少cba、cbaabcKLMNAC第42頁/共57頁一負電荷僅受電場力的作用,從電場中的A點運動到B點,在此過程中該電荷做初速度為零的勻加速直線運動,則A、B兩點電場強度EA、EB及電荷在AB兩點的電勢能EPA、EPB之間的關系為 ( ) A. EA=EB B. EAEPBAD第43頁/共57頁如圖所示,三條平行等距直虛線表示電場中三個等勢面,電勢值分別為10

24、V、20V、30V,實線是一帶負電的粒子(不計重力)在該區(qū)域內(nèi)的運動軌跡,對于軌跡上的a、b、c三點來說 ( )A.粒子必先過a，再到b，然后到cB.粒子在三點受到的合力Fa=Fb=FcC.粒子在三點動能大小為EkaEkbEpbEpcBabc30V20V10V第44頁/共57頁在靜電場中，把一個電荷量q=2.0X10-5C的負電荷由M點移到N點，電場力做6.0X10-4J，由N點移到P點，電場力做負功1.0X10-3J，則M、N、P三點電勢高低關系是 .PMNNMP若以N點為零電勢點，則M、N、P三點電勢為 .若以M點為零電勢點，則M、N、P三點電勢為 .VV、PMN50300V、V、PMN2

25、0030第45頁/共57頁如圖所示, a、b、c表示點電荷的電場中三個等勢面,它們的電勢分別為 .一帶電粒子從等勢面a上某處由靜止釋放后,僅受電場力作用而運動,已知它以過等勢面b時的速率為v,則它經(jīng)過等勢面c時的速率為 .4132、v23abc第46頁/共57頁一勻強電場，場強方向是水平的，如圖所示。一個質(zhì)量為m的帶正電的小球，從點出發(fā)，初速度的大小為v0，在電場力與重力作用下，恰能沿與場強的反方向角的直線運動求小球運動到最高點時其電勢能與在點的電勢能之差Ov022cos210mv第47頁/共57頁1212、孤立點電荷電場中的一簇等勢面如圖所示中虛線所示，其、孤立點電荷電場中的一簇等勢面如圖所

26、示中虛線所示，其電勢分別為電勢分別為1 1、2 2、3 3，A A、B B、C C是某電場線與這簇等勢面是某電場線與這簇等勢面的交點，且的交點，且ab=ac.ab=ac.現(xiàn)將一負電荷由現(xiàn)將一負電荷由a a移到移到b b，電場力做正功，電場力做正功W W1 1；再由再由b b移至移至C C，電場力做正功，電場力做正功W W2 2, ,則則（）A.WA.W1 1=W=W2 2，1 12 23 3B.WB.W1 1=W=W2 2，1 12 23 3C.WC.W1 1W W2 2，1 12 23 3D.WD.W1 1W W2 2，1 12 23 3C C1 12 23 3第48頁/共57頁答案：答案：

27、9 910102 2V/mV/m第49頁/共57頁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第50頁/共57頁3.如圖所示，細線一端系著一個帶電量為如圖所示，細線一端系著一個帶電量為+q、質(zhì)量為、質(zhì)量為m的小球，另一端固定于的小球，另一端固定于O點，加一勻強電場后可使小點，加一勻強電場后可使小球靜止于圖示位置，此時懸線與豎直方向夾角為球靜止于圖示位置，此時懸線與豎直方向夾角為。要使電場的場強最小，該電場場強的方向怎樣？大小要使電場的場強最小，該電場場強的方向怎樣？大小如何？如何？Oq垂直懸線斜向上方垂直懸線斜向上方qmgEsi