高中物理人教必修三第10章第1節(jié) 電勢能和電勢課件

1、 電勢能和電勢人教版高中物理 必修3新知導(dǎo)入思考討論：一個(gè)正電荷在電場中只受到靜電力 F的作用，它在電場中由 A 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 B 點(diǎn)時(shí)，靜電力做正功還是負(fù)功？動(dòng)能增加還是減少？E+F+AB因?yàn)殪o電力的方向與位移的方向相同所以靜電力做正功 WAB 。由動(dòng)能定理可知，該電荷的動(dòng)能增加了 WAB 。新知導(dǎo)入思考2：物體動(dòng)能加了，意味著有另外一種形式的能量減少了。這是一種什么形式的能量轉(zhuǎn)化為動(dòng)能？這就是我們今天所要學(xué)的電勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。在三節(jié)課我們研究電場強(qiáng)度時(shí)，我們是從力的角度出發(fā)研究電場性質(zhì)的，本節(jié)我們再從能量的角度來研究電場的其它性質(zhì)電勢能和電勢。新知講解一、靜電力做功的特點(diǎn)1.重力和靜電力的對(duì)比

2、mgqE甲乙（1）重力的大小和方向如圖甲所示，一個(gè)質(zhì)量為m的物體不管它怎樣運(yùn)動(dòng)，在地面某位置所受的重力大小都等于mg，方向豎直向下。（2）靜電力的大小和方向如圖乙所示，一個(gè)帶正電的電荷量為q的試探電荷在勻強(qiáng)電場中某位置，不管它怎樣運(yùn)動(dòng)，其所受靜電力的大小都等于qE，方向跟電場強(qiáng)度E的方向相同。新知講解2.靜電力做功的特點(diǎn)思考討論：重力做功具有跟路徑無關(guān)的特點(diǎn)，靜電力做功是否也具有這一特點(diǎn)？思路：在電場強(qiáng)度為 E 的勻強(qiáng)電場中任取 A、B兩點(diǎn)，把試探電荷 q 沿不同路徑從 A 點(diǎn)移動(dòng)到 B 點(diǎn)，通過計(jì)算不同路徑的靜電力做功來判斷其是否具有與路徑無關(guān)的特點(diǎn)。FEABM新知講解（1）將正的檢驗(yàn)電荷q

3、分別沿直線和折線從A移至B，求電場力所做的功的表達(dá)式。q沿直線A-B：WAB Fcos|AB|qEcos |AB| qE|AM|沿折線A-M-B：對(duì)AM：W1 = q E |AM|對(duì)MB：W2 = 0在整個(gè)移動(dòng)過程A-M-B，靜電力對(duì) q 所做的功WAMB = W1 + W2= q E|AM|新知講解3.將正的檢驗(yàn)電荷q從A沿曲線移至B，求電場力所做的功的表達(dá)式。把曲線分成無數(shù)小段，每一小段中，設(shè)想 q 都從起點(diǎn)先沿電場方向、再沿垂直電場方向到達(dá)終點(diǎn)。各小段沿垂直電場方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，靜電力是不做功的，各小段沿電場方向移動(dòng)的位移之和等于| AM| ，q 沿任意曲線從 A 點(diǎn)移動(dòng)到 B 點(diǎn)靜電力所做的

4、功也是WqE|AM|。新知講解結(jié)論：在勻強(qiáng)電場中移動(dòng)電荷時(shí)，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)。說明：這一結(jié)論對(duì)于非勻強(qiáng)電場也同樣適用。特別提醒！靜電力做功和重力做功有很多相似特點(diǎn)，不過要注意，地球產(chǎn)生的重力場只會(huì)對(duì)物體產(chǎn)生引力，而電場對(duì)電場中的電荷既可產(chǎn)生引力，也可產(chǎn)生斥力，所以計(jì)算靜電力做功時(shí)要注意電荷的電性、移動(dòng)的方向、電場強(qiáng)度的方向等，以便確定功的正負(fù)和電勢能的變化情況。新知講解二、電勢能我們知道，功和能量的變化密切相關(guān)。靜電力做功具有跟重力做功一樣的特點(diǎn)，重力做功等于重力勢能的減少量。同理，靜電力做功也應(yīng)該等于電荷在電場中具有的勢能的減少量。1.電勢能

5、我們稱電荷在電場中具有的勢能叫電勢能，用Ep 表示。電勢能是標(biāo)量。新知講解思考討論：電勢能的大小由什么決定呢?參考答案：電勢能的大小是由電荷與電場的相對(duì)位置決定的，同一電荷在電場中同一點(diǎn)的電勢能應(yīng)該具有確定的值。電荷在靜電力作用下加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，增加的動(dòng)能就是由電勢能轉(zhuǎn)化來的。新知講解WAB 表示電荷由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)靜電力所做的功，EpA 和EpB 分別表示電荷在A點(diǎn)和B點(diǎn)的電勢能，它們之間的關(guān)系為:AEpAEpBBWAB EpA EpB 2.電勢能與電場力做功的關(guān)系E+F+AB新知講解(1)當(dāng)WAB 為正值時(shí)，EpA EpB ，表明靜電力做正功，電勢能減少。vFv-正電荷順電場線移動(dòng)，電場力做正

6、功，電勢能減少；負(fù)電荷逆電場線移動(dòng)，電場力做正功，電勢能減少。E+F+AB新知講解(2)當(dāng)WAB 為負(fù)值時(shí)，EpA FB ， EA EB B FA FB ， EA EB C FA EB D FA FB ，EA EB ABC拓展提高拓展提高2.如圖所示，虛線代表電場中三條電場線，實(shí)線為一帶正電的粒子僅在電場力作用下通過該區(qū)域的運(yùn)動(dòng)軌跡。M、N是這條軌跡上的兩點(diǎn)，下列判斷中正確的是（）AM點(diǎn)的電勢比N點(diǎn)的電勢低 BM點(diǎn)的場強(qiáng)比N點(diǎn)的場強(qiáng)小 C帶電粒子通過N點(diǎn)時(shí)動(dòng)能比M點(diǎn)大 D帶電粒子通過N點(diǎn)時(shí)電勢能比M點(diǎn)時(shí)小 MNA拓展提高3.如圖甲是等量異號(hào)點(diǎn)電荷的電場線分布圖，乙是等量同號(hào)點(diǎn)電荷的電場線分布圖

7、。AOB是兩點(diǎn)電荷的連線的垂直平分線，O是連線的中點(diǎn)。在甲圖中，把單位正試探電荷從O點(diǎn)沿OA移動(dòng)到無限遠(yuǎn)處，靜電力是否做功?電勢能是否變化?怎樣變化?甲乙拓展提高在乙圖中，把單位正試探電荷從O點(diǎn)沿OA移動(dòng)到無限遠(yuǎn)處，靜電力是否做功?電勢能是否變化?怎樣變化?提示:在甲圖中，因?yàn)殪o電力與位移方向始終垂直，靜電力不做功，所以電荷的電勢能不變；在乙圖中，靜電力做正功，因?yàn)殪o電力方向沿OA方向，與位移方向致，所以電勢能變小。課堂總結(jié)1.電勢能與電場力做功的關(guān)系靜電力做的功等于電勢能的減少量:WAB=EpA- EpB= -EpAB2.電勢能的計(jì)算:電荷在某點(diǎn)的電勢能，等于靜電力把它從該處移動(dòng)到零勢能位置所做的功。3.電荷在電場中某一點(diǎn)的電勢能與它的電荷量之比，叫作電場在這一點(diǎn)的電勢，定義式：4.判斷電勢高低的方法：依據(jù)電場線判斷；在靜電力作用下電荷的移動(dòng)情況來判斷板書設(shè)計(jì)一、靜電力做功的特點(diǎn)在電場中移動(dòng)電荷時(shí)，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)。二、電勢能1.電場中的電荷因受電場力作用而具有的能量叫電勢能。2.電勢能與電場力做功的關(guān)系靜電力做的功等于電勢能的減少量:WAB=E