電勢能和電勢課件-2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊+

引入新課

0引入新課

0第10章靜電場中的能量10.1電勢能和電勢學(xué)習(xí)目標(biāo)

11、類比重力做功、重力勢能認識靜電力做功的特點及電勢能。2、理解電勢能的變化與靜電力做功的關(guān)系。3、知道常見的電勢能零點的規(guī)定方法。4、理解電勢，會判斷電勢的高低，解決電勢相關(guān)的問題。思考討論2

閱讀課本P26-P29內(nèi)容，五分鐘時間，思考下列問題：1、靜電力做功有什么特點？其公式是什么？各量代表的含義是什么？2、在電場中，涉及什么能？與靜電力做功有什么關(guān)系？3、電勢能的表達式是什么？具有什么特性？4、什么是電勢？類似于重力勢能表達式中的哪個量？5、電勢是什么量？與電場線之間有什么關(guān)系？靜電力做功的特點3電荷只在電場力作用下由A處運動到B處，做________運動，加速動能__________速度_______增大增大動能由哪種能轉(zhuǎn)化來？靜電力做功的特點31、重力做功的特點是什么？表達式是什么？2、什么是重力勢能？表達式是什么？3、重力做功與重力勢能之間的關(guān)系是什么？4、重力勢能具有哪些性質(zhì)？靜電力做功的特點3靜電力做功的特點3情況一：沿直線由A點移動到B點

將正的檢驗電荷q分別沿不同的路徑從A移至B，求電場力所做的功的表達式。情況二：沿折線由A點移動到B點WAB=Fcosθ·|AB|=qE·|AM|W1=qE·|AM|W2=0全過程做功WAB=W1+W2=qE·|AM|（A→M）（M→B）靜電力做功的特點3情況三：沿曲線由A點移動到B點

將正的檢驗電荷q分別沿不同的路徑從A移至B，求電場力所做的功的表達式。WAB=qE·|AM|由以上三次推導(dǎo)推導(dǎo)我們發(fā)現(xiàn)了什么?電場力做功只與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)，與電荷的運動路徑無關(guān)！(可以證明，對于非勻強電場也適用)電勢能41.定義：電場中的電荷由于受到電場力作用而具有的勢能，用Ep表示。正電荷從A點移到B點時，靜電力做正功，電荷的電勢能減少。正電荷從B點移到A點時，靜電力做負功，即電荷克服靜電力做功，電荷的電勢能增加。電勢能4（1）只要電場力對電荷做正功，電荷的電勢能減?。?）只要電場力對電荷做負功，電荷的電勢能增大（3）電場力做的功等于電勢能的減少量2.電場力做功與電勢能的關(guān)系電勢能4注意：3.電荷在某點的電勢能，等于靜電力把它從該處移動到零勢能位置所做的功。WAB=EPA-EP0EPA=WAB（1）通常把電荷在離場源電荷無限遠處的電勢能規(guī)定為零，或把電荷在大地表面上電勢能規(guī)定為零。（2）電勢能由電荷和電荷在電場中的相對位置決定，具有相對性。（3）電勢能是標(biāo)量，但有正負。電勢能為負表示電荷在該處的電勢能小于零電勢能處。（4）電勢能具有系統(tǒng)性，是相互作用的電荷所共有的。電勢能-典例分析4例1：把正點電荷由a點沿電場線移到b點的過程中，關(guān)于電場力對電荷所做的功及電勢能的變化，下列說法中正確的是（）A．電場力做正功，電勢能減少B．電場力做正功，電勢能增如C．電場力做負功，電勢能增加D．電場力做負功，電勢能減少A電勢能-典例分析4例2.一個電荷只在電場力作用下從電場中的A點移到B點時，電場力做了5×10－6J的功，那么()A．電荷在B處時將具有5×10－6J的電勢能B．電荷在B處將具有5×10－6J的動能C．電荷的電勢能減少了5×10－6JD．電荷的動能增加了5×10－6JC電勢能-典例分析4例3、如圖所示,在等量正點電荷形成的電場中,它們連線的中垂面ab上,有一電子,從靜止開始由a運動到b的過程中(a、b相對O對稱),下列說法正確的是()A.電子的電勢能始終增多B.電子的電勢能始終減少C.電子的電勢能先減少后增加D.電子的電勢能先增加后減少C電勢能-典例分析4例4.甲是等量異號電荷的電場線分布圖，乙是等量同號點電荷的電場線分布圖。AOB是兩點電荷的連線的垂直平分線，O是連線中點。（1）在甲圖中，把單位正試探電荷從O點沿OA移動到無限遠處，靜電力是否做功？電勢能是否變化？怎樣變化？（2）在乙圖中，把單位正試探電荷從O點沿OA移動到無限遠處，靜電力是否做功？電勢能是否變化？怎樣變化？（1）否；否（2）是；是；變小電勢能-典例分析4

電勢能-典例分析4例6.在電場強度為60N/C的勻強電場中有A、B、C三個點，AB為5cm，BC為12cm，其中AB沿電場線方向，BC和電場線方向夾角為60°。將電荷量為4×10-8C的正電荷從A點移動到B點，再從B點移動到C點，靜電力做了多少功？若將該電荷直接從A點移動到C點，靜電力做的功又是多少？電勢能-典例分析4例7.將帶電量為6×10-6C的正電荷從電場中的A點移到B點，克服電場力做了3×10-5J的功，再從B移到C，電場力做了1.2×10-5J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C點的電勢能為零，則該電荷在A點和B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？電勢5

+

過程電荷A到Bq－q2qnq

-103-103-103-103

與電荷正負及電量均無關(guān)，是由電場本身決定的。物理學(xué)中用電勢來描述電場這個特性。電勢51、定義：電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量的比值，叫做這一點的電勢。2、定義式：（計算時，EP及q含符號）3、單位：伏特，符號為V

4、電勢只有大小，沒有方向，是標(biāo)量5、電勢具有相對性電勢是相對于零勢能參考點的，一般選取無窮遠電勢為0，實際應(yīng)用中常取大地電勢為0。與重力勢能的類比6.物理意義:反映電場能的性質(zhì)（

φ與是否放檢驗電荷、電性、電荷量都無關(guān)，由電場本身決定）電勢5比較電勢的高低方法一ABE電荷由A點運動的B點正電荷負電荷電場力做功電勢能變化電勢變化降低正功負功減少增加降低結(jié)論：沿電場線方向電勢逐漸降低。電勢5比較電勢的高低方法二1、電場中移動正電荷電場力做正功，則電勢φ降低電場力做負功，則電勢φ升高2、電場中移動負電荷電場力做正功，則電勢φ升高電場力做負功，則電勢φ降低

+

－

電勢5比較電勢的高低方法三可得：

正電荷在電勢能大的地方電勢高，

負電荷在電勢能大的地方電勢低根據(jù)電勢計算公式:說明：由公式進行計算，q、EP帶正負號計算電勢5比較電勢的高低方法四根據(jù)離場源電荷的遠近來比較離正電荷越近的地方電勢越高、離負電荷越近的地方電勢越低取無窮遠處的電勢為零正點電荷電場中各點的電勢大于零負點電荷電場中各點的電勢小于零電勢5結(jié)論：（1）沿著電場線方向電勢逐漸降低。（2）根據(jù)只在靜電力作用下電荷的移動情況來判斷①只在靜電力作用下，電荷由靜止開始移動，正電荷總是由電勢高的點移到電勢低的點；負電荷總是由電勢低的點移向電勢高的點。②移動正電荷靜電力做正功時，電勢能減少，則是從電勢高處移到電勢低處，做負功時相反。③移動負電荷靜電力做正功時，電勢能減少，則是從電勢低處移到電勢高處，做負功時相反。電勢5電勢與電場強度的比較：電勢

電場強度E物理意義決定因素矢/標(biāo)量反映電場能的性質(zhì)反映電場力的性質(zhì)由電場本身決定，與檢驗電荷無關(guān)由電場本身決定，與檢驗電荷無關(guān)標(biāo)量矢量電勢5電勢與電場強度的比較：結(jié)論：1、E大處φ不一定高；φ高處E不一定大2、φ為零處E不一定為零，E為零處φ不一定為零

電勢φ電勢能Ep物理意義相關(guān)因素矢標(biāo)量單位聯(lián)系電勢5電勢能與電勢的區(qū)別與聯(lián)系：反映電場能的性質(zhì)反映電荷在電場中具有的能由電場本身決定，與檢驗電荷無關(guān)由電場和電荷共同決定標(biāo)量伏特V焦耳Jφ＝Ep/q電勢—典例分析5例1.在電場中，A點的電勢高于B點的電勢，則（）A．A點的場強一定大于B點的場強

B．同一電荷在A點的電勢能一定大于在B點的電勢能

C．把負電荷從A點移到B點，電場力做負功

D．把負電荷從A點移到B點，電場力做功與電荷在電場中的軌跡有關(guān)C電勢—典例分析5例2.如圖所示，有一固定的點電荷Q，在Q的左方30cm處為A點，若A點處有一個電量為q＝1.0×10﹣9C的正點電荷，測出它受到的電場力為F＝2.0×10﹣5N，方向水平向右。求：（1）A點的電場強度及電荷Q的電荷量；（2）若將該正點電荷從無窮遠處移至A點，電場力做了1.0×10﹣7J的正功，則該點電荷在A點的電勢能及電勢各為多少？（取無窮遠處電勢為零）電勢—典例分析5例3．如圖所示，a、b兩點位于以負點電荷﹣Q為球心的球面上，將兩個試探電荷q1、q2分別置于a、b兩點，下列說法正確的是（）

A．a(chǎn)點電勢大于b點電勢 B．a(chǎn)點電場強度與b點電場強度相同 C．若規(guī)定無窮遠處電勢為零，a、b兩點的電勢均為負值 D．若將q1、q2分別移動到無窮遠處，電場力做功一定相等C電勢—典例分析5例4．圖中帶箭頭的直線是某電場中的一條電場線，在這條直線上有a、b兩點，若用Φa、Φb表示a、b兩點的電勢大小，則（）A．電場線是從a指向b，所以有Φa>ΦbB．a(chǎn)、b兩點的場強方向相反C．同一負電荷在b點的電勢能小于在a點的電勢能D．若此電場是由一負點電荷所產(chǎn)生的，則有Ea>EbA電勢—典例分析5例5．如圖所示，在勻強電場中虛線為電場線，O、A、B、C四點共線，且AB=2OA=2BC=6cm，θ=600．已知A點電勢為零，一電子在O點電勢能為-6eV，則下列說法正確的是（）A．O點的電勢為-6VB．電場線方向水平向右C．場強大小為200V/mD．電子從O點移動到C點電勢能降低B電勢—典例分析5例6．在靜電場中，下列說法正確的是（）A．場強越大的地方，電勢一定越高B．電勢具有相對性，與零電勢點的選取有關(guān)，電勢差與零電勢點的選取無關(guān)C．勻強電場中，如果沿某個方向電勢是降低的，則此方向即為電場線方向D．電勢越高的地方，正電荷具有的電勢能一定越大BD電勢—典例分析5例7．如圖為一對等量異種點電荷，電量分別為+Q、-Q。實線為電場線，虛線圓的圓心O在兩電荷連線的中點a，b，c，d，為圓上的點，下列說法正確的是（）A．a(chǎn)，c兩點的電勢相同B．b，d兩點的電場強度相同C．同一負電荷在a點的電勢能等于d點的電勢能D．正電荷從d點運動到b點的過程中，電場力做負功BC電勢—典例分析5例8．將一原來不帶電的金屬小球N放在一帶電小球M的旁邊，它們在周圍空間產(chǎn)生電場，其電場線分布如圖所示。則下列說法中正確的是（）A．A點的電勢低于B點的電勢B．由于靜電感應(yīng)，小球N左端應(yīng)帶負電，右端應(yīng)帶正電C．一帶負電粒子在A點的電勢能小于在B點