高中物理電勢能和電勢

1、高中物理課件電勢能和電勢第1頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四第2頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四第3頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四1通過討論靜電力對試探電荷做功， 知道靜電力做功與路徑無關(guān)的特點。第4頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四2理解靜電力做功與電勢能變化 的關(guān)系。認識電勢能的相對性。第5頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四3知道電勢的定義方法及其定義式、 單位。第6頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四4知道等勢面的定義，知道電場線一定垂直于等勢面。第7

2、頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四第8頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四讀教材填要點 1靜電力做功 (1)特點：與 無關(guān)，只與 有關(guān)，靜電力做功與重力做功相似。 (2)勻強電場電場力做功：在勻強電場中，電場力做功WqEd，其中d為沿 方向的位移，不一定是被移動電荷的實際位移。路徑始末位置場強第9頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四 2電勢能 (1)概念：電荷在電場中所具有的 。 (2)與電場力的功的關(guān)系：靜電力的功等于電勢能的 ，即WAB 。 (3)相對性：電荷在電場中某點的電勢能，等于把它從這點移到 位置時靜電力做的功。勢能減少

3、量零勢能EpAEpB第10頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四 關(guān)鍵一點在電場中，選取不同的零勢能面，電荷在A、B兩點具有的電勢能不同。但不論選取怎樣的零勢能面，電荷由A到B電勢能的變化都相同。第11頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四電勢能伏特V電荷量第12頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四(3)矢標性：電勢是 ，僅有大小沒有方向。(4)與電場線關(guān)系：電場線方向是電勢 方向。關(guān)鍵一點電勢的正負僅表示電勢的高低。標量降低最快第13頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四 4等勢面 (1)等勢面：電場中 的各點構(gòu)成的面

4、。 (2)等勢面的特點： 在同一等勢面上移動電荷時靜電力 。 電場線跟等勢面 ，并且由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面。 關(guān)鍵一點等勢面是為描述電場而虛擬的，在電場中等勢面實際不存在。電勢相等垂直不做功第14頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四試身手夯基礎(chǔ)1. 如圖141所示，在電場強度為E的勻強電場中有相距為l的A 、B兩點，連線AB與電場線的夾角為，將一電荷量為q的正電荷從A點移到B點。若沿直線AB移動該電荷，電場力做的功W1_；若沿路徑ACB移動該電荷，電場力做的功W2圖141第15頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四_；若沿曲線ADB移動該電荷，

5、電場力做的功W3_。由此可知，電荷在電場中移動時，電場力做功的特點是_。第16頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四解析：路徑AB、ACB，曲線ADB在電場線方向上的投影都是BClcos ，所以沿這三條路徑電荷由A運動到B，電場力做的功都是qElcos ，因此電場力做功的特點是：與路徑無關(guān)，只與始、末位置有關(guān)。答案：qElcos qElcos qElcos 電場力做功的大小與路徑無關(guān)，只與始、末位置有關(guān)第17頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四2在點電荷Q形成的電場中有一點A，當一個q的試探電荷從電場的無限遠O處被移到A點時，電場力做的功為W，則試探電荷在

6、A點的電勢能及電場中A點的電勢分別為EPA_，A_。第18頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四第19頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四3在電場中，下列結(jié)論成立的是 ()A某點的電場強度大，該點的電勢一定高B某點的電勢高，檢驗電荷在該點的電勢能一定大C某點的場強為零，檢驗電荷在該點的電勢能一定為零D某點的電勢為零，檢驗電荷在該點的電勢能一定為零第20頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四解析：電勢零點與電勢能零點是一個點，因此D正確。電勢雖然由電場本身決定，但與電場強度沒有因果關(guān)系，A錯。電勢的高低由電場決定，而電勢能的大小由電場與電荷

7、共同決定，因此B錯；場強為零的點，電勢和電勢能都不一定為零，C錯誤。答案：D第21頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四4在靜電場中，下列說法正確的是 ()A電場強度處處為零的區(qū)域內(nèi)，電勢也一定處處為零B電場強度處處相同的區(qū)域內(nèi)，電勢也一定處處相同C電場強度的方向總是跟等勢面垂直D沿著電場強度的方向，電勢總是不斷降低的第22頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四解析：電勢具有相對性。零電勢點的選擇是任意的，可以選擇電場強度為零的區(qū)域的電勢為零，也可以選擇電場強度為零的區(qū)域的電勢不為零；在勻強電場中沿電場線方向取a、b兩點，EaEb，但ab; 電場線一定跟等勢

8、面垂直，而電場線的切線方向就是電場強度的方向；沿電場線的方向，電勢越來越低。綜上分析，選項C、D正確。答案：CD第23頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四第24頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四 1電場力做功特點 靜電力對電荷所做的功與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)。 2電場力做功正負的判斷 (1)根據(jù)電場力和位移的方向夾角判斷：夾角為銳角電場力做正功，夾角為鈍角電場力做負功。此法常用于勻強電場中恒定電場力做功情況的判斷。第25頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四 (2)根據(jù)電場力和瞬時速度方向的夾角判斷：夾角為銳角電場力做正功，夾角

9、為鈍角電場力做負功，電場力和瞬時速度方向垂直電場力不做功。 此法常用于判斷曲線運動中變化電場力的做功情況。第26頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四 (3)根據(jù)電勢能的變化情況判斷：若電勢能增加，則電場力做負功；若電勢能減少，則電場力做正功。 (4)根據(jù)動能的變化情況判斷(只受靜電力)：根據(jù)動能定理，若物體的動能增加，則電場力做正功；若物體的動能減少，則電場力做負功。第27頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四 名師點睛不管是正電荷，還是負電荷，只要電場力做正功，電勢能就減小，反之增加。第28頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四 1將帶

10、電荷量為6106 C的負電荷從電場中A點移到B點， 克服靜電力做了3105 J的功，再從B點移到C點，靜電力做了1.2105 J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？第29頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四 (2)如果規(guī)定A點的電勢為零，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點的電勢為零，則該電荷在A點和C點的電勢能分別為多少？ 思路點撥根據(jù)電場力做功與電勢能變化關(guān)系進行求解。第30頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四 解析(1)電荷從A移到B克服靜電力做了3105J的功，即WAB3105 J，從

11、B移到C的過程中靜電力做了1.2105 J的功，WBC1.2105 J，整個過程電場力做功即WACWABWBC3105 J1.2105 J1.8105 J。電場力做負功，則電勢能增加了1.8105J。第31頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四 (2)如果規(guī)定A點的電勢為零，即EpA0 由WABEpAEpB得 EpBEpAWAB0(3105)J3105J 同理EpCEpAWAC0(1.8105)J1.8105J (3)如果規(guī)定B點的電勢為零，即EpB0，電荷從電場中A點移到B點，克服靜電力做了3105J的功，若電荷從電場中的B點移到A點，則靜電力要做3105 J的功，即WBA

12、3105 J第32頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四WBAEpBEpAEpAEpBWBA03105 J3105 J同理EpCEpBWBC01.2105 J1.25 J。答案見解析第33頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四 (1)電勢能是標量，有正、負，無方向。電勢能的正、負僅表示大小，正值表示高于零電勢能，負值表示低于零電勢能。 (2)電荷在電場中某點的電勢能的大小與零電勢能點的選取有關(guān)，但電荷在某兩點之間的電勢能之差與零電勢能點的選取無關(guān)。第34頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四第35頁，共75頁，2022年，5月20日，10點

13、8分，星期四 2電勢高低的判斷方法 (1)根據(jù)電場線判定：沿電場線的方向電勢越來越低。 (2)根據(jù)電場力做功和電荷電勢能的變化判定： 在兩點間移動正電荷：如果電場力做負功，電勢能增加，電勢升高；如果電場力做正功，電勢能減少，電勢降低。第36頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四 在兩點間移動負電荷：如果電場力做負功，電勢能增加，電勢降低；如果電場力做正功，電勢能減少，電勢升高。 (3)在正電荷產(chǎn)生的電場中，離電荷越近，電勢越高；在負電荷產(chǎn)生的電場中，離電荷越近，電勢越低。第37頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四3電勢與電場強度的比較電勢電場強度E物理意義

14、描述電場的能的性質(zhì)描述電場的力的性質(zhì)第38頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四第39頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四 名師點睛電勢是標量，電場強度是矢量，電勢的正負只表示大小，不表示方向。第40頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四 4等量點電荷的連線及中垂線上電勢變化的規(guī)律 (1)等量正點電荷(如圖142甲)：連線上中點O的電勢最低，在中垂線上O點的電勢卻最高，從中點沿中垂線向兩側(cè)，電勢逐漸降低，連線上A、A和中垂線上B、B對稱等勢。第41頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四 (2)等量負點電荷：連線上中點的電

15、勢最高，中垂線上該點的電勢最低。從中點沿中垂線向兩側(cè)，電勢逐漸升高，連線上和中垂線上關(guān)于中點的對稱點等勢。 (3)等量異種點電荷(如圖乙)：在從正電荷到負電荷的連線上電勢逐漸降低，AA，中垂線是一等勢線，BB，若沿中垂線移動電荷，電場力不做功。第42頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四圖142第43頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四 2在靜電場中，把一個電荷量為q2.0105C的負電荷由M點移到N點，電場力做正功6.0104 J，由N點移到P點，電場力做負功1.0103 J，則M、N、P三點電勢高低關(guān)系是_。第44頁，共75頁，2022年，5月20日，

16、10點8分，星期四審題指導(dǎo)(1)根據(jù)電場力做功，確定M、N、P三點的大體位置。(2)利用沿著電場線方向，電勢逐漸降低判定電勢高低。第45頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四 解析首先畫一條電場線，如圖所示。在中間位置附近畫一點作為M點。因為由MN電場力做正功，而負電荷所受電場力與場強方向相反，則可確定N點在M點左側(cè)。由NP電場力做負功，即沿著電場線移動，又因1.0103 J6.0104 J，所以肯定移過了M點，即P點位于M點右側(cè)。這樣，M、N、P三點電勢的高低關(guān)系是NMP。 答案NMP第46頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四 該題中M、N、P三點雖然不

17、一定位于同一條電場線上，但完全可以假設(shè)其處于同一條直電場線上，根據(jù)電場力做功情況把三點在該電場線上的大體位置確定下來，電勢高低的關(guān)系便一目了然了。第47頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四 1幾種典型電場的等勢面 (1)點電荷電場中的等勢面：是以點電荷為球心的一簇球面，如圖143甲。 (2)等量異種點電荷電場中的等勢面：是兩簇對稱曲面，如圖乙。第48頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四 (3)等量同種點電荷電場中的等勢面：是兩簇對稱曲面，如圖丙。 (4)勻強電場中的等勢面是垂直于電場線的一簇平面，如圖丁。 (5)形狀不規(guī)則的帶電導(dǎo)體附近的電場線及等勢面，

18、如圖戊。第49頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四圖143第50頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四 名師點睛在所畫等勢面中，任意相鄰兩等勢面上電勢之差是相等的。第51頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四 2特點 (1)在空間沒有電荷的地方兩等勢面不相交。 (2)等勢面可以是封閉的，也可以是不封閉的。 (3)在電場線密集的地方，等差等勢面密集；在電場線稀疏的地方，等差等勢面稀疏。第52頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四 3應(yīng)用 (1)由等勢面可以判斷電場中各點電勢的高低及差別。 (2)由等勢面可以判斷電荷在電場中

19、移動時靜電力做功的情況。第53頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四 (3)由于等勢面和電場線垂直，已知等勢面的形狀分布，可以繪制電場線，從而確定電場的大體分布。 (4)由等差等勢面的疏密，可以定性地確定某點場強的大小。第54頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四 3. 如圖144所示，虛線同心圓是一簇某靜電場中的等勢面，其電勢分別是a、b和c，一帶正電粒子射入電場中，運動軌跡如圖中實線KLMN所示。由圖可知 ()圖144第55頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四A粒子從K到L的過程中，靜電力做負功，電勢能增加B粒子從L 到M的過程中，靜

20、電力做負功，電勢能增加CabcDabc第56頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四思路點撥解答該題可按以下順序：第57頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四 解析由等勢面的分布規(guī)律可知，該電場為點電荷的電場。由運動軌跡可知，運動的正電荷跟場源電荷的相互作用規(guī)律是排斥，所以場源電荷是正電荷。根據(jù)電場線與等勢面垂直，電場的分布是發(fā)散狀輻射向外的。正電荷從K到L受靜電力的方向背離圓心，與移動方向相反，做負功，電荷的電勢能增加，選項A正確；從L到M，可看作從跟軌跡有交點的同一等勢面的點到M，受到的靜電力與移第58頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期

21、四動方向相同，靜電力做正功，電荷的電勢能減少，選項B錯誤；根據(jù)電場線的方向是電勢降低的方向可知選項D正確。 答案AD第59頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四 粒子在同一等勢面上電勢能相同，從同一等勢面上不同點將電荷移到另一點，電場力做功相同。第60頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四第61頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四第62頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四1(對應(yīng)要點一)下列說法正確的是 ()A電場中順著電場線移動電荷，電場力做功，電荷 電勢能減少B在電場中逆著電場線移動電荷，電場力做功，電 荷電勢能減

22、少第63頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四C在電場中順著電場線移動正電荷，電場力做正功，電 荷電勢能減少D在電場中逆著電場線移動負電荷，電場力做負功，電 荷電勢能增加第64頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四解析：順著電場線移動正電荷，正電荷受電場力方向與電場線方向一致，電場力的方向與移動正電荷的方向一致。電場力做正功，電勢能減少，C項正確；而順著電場線移動負電荷電場力做負功，電勢能增加，則A項不正確；逆著電場線移動正電荷，電場力做負功，電勢能增加，B項不正確；逆著電場線移動負電荷，電場力做正功，電勢能減少，D項不正確。答案：C第65頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四2(對應(yīng)要點二) 圖145是某一點電荷的電場線分布圖，下列表述正確的是 ()Aa點的電勢高于b點的電勢B該點電荷帶負電Ca點和b點電場強度的方向相同Da點的電場強度大于b點的電場強度圖145第66頁，共75頁，2022年，5月20日，10點8分，星期四解析：沿電場線方向電勢降低，故A選項錯誤；由