電勢能和電勢

MENTALHEALTHCOUNSELINGPPT第4節(jié)電勢能和電勢第一章靜電場人教版高中物理選修3-1課堂導(dǎo)入一個(gè)試探電荷在勻強(qiáng)電場中某點(diǎn)由靜止釋放,它將如何運(yùn)動(dòng)?動(dòng)能將如何變化？（不計(jì)重力）在電場力作用下電荷做加速運(yùn)動(dòng),一段時(shí)間后獲得一定的速度,試探電荷的動(dòng)能增加。E+是什么能轉(zhuǎn)化為試探電荷的動(dòng)能的呢？【探究一：靜電力做功的特點(diǎn)】ME【情景一】：在勻強(qiáng)電場中，將電荷q從A沿直線移至B:AB?+qF問題：靜電力做功多少？分析結(jié)果：一、靜電力做功的特點(diǎn)M?EAB【情景二】：在勻強(qiáng)電場中將電荷q從A沿折線移至B:對AM:對MB:對全程:+qF+qF問題：靜電力做功多少？分析結(jié)果：一、靜電力做功的特點(diǎn)【情景三】：在勻強(qiáng)電場中，將電荷q從A沿曲線移至B:M?EAB+qFEAB+qF+qF+qF+qF……MX1X2X3一、靜電力做功的特點(diǎn)?！居懻摗繉㈦姾蓂從A沿其他曲線移至B，靜電力做功多少？如果移動(dòng)電荷-q，1～4的結(jié)論又如何？M?EAB-qF－B+MAF?q+一、靜電力做功的特點(diǎn)【探究歸納】靜電力做功的特點(diǎn)在勻強(qiáng)電場中移動(dòng)電荷時(shí)，靜電力做的功與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān)，僅與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)，與初、末兩點(diǎn)在電場線上的距離有關(guān)。該結(jié)論對于非勻強(qiáng)電場也是適用的。什么力做功還有這個(gè)特點(diǎn)？一、靜電力做功的特點(diǎn)靜電力做功的特點(diǎn)與重力做功情況相似?！舅伎肌磕敲措妶隽ψ龉Φ倪^程是什么能轉(zhuǎn)化為什么能呢？做功的過程是一個(gè)能量轉(zhuǎn)化的過程。重力做功的過程是重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的過程。一、靜電力做功的特點(diǎn)定義：電荷在電場中受到電場力而具有的與位置有關(guān)的勢能叫做電勢能。符號EP。相對性：規(guī)定無限遠(yuǎn)處或大地表面的電勢能為0。標(biāo)量：電勢能是標(biāo)量,有正負(fù)，正負(fù)表示該點(diǎn)的電勢能比零勢能點(diǎn)的電勢能的高低。4.電勢能是電荷和電場所共有的，具有系統(tǒng)性。5.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。電勢能正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí),靜電力做正功,電荷的電勢能減少。【情景1】：電荷僅在電場力作用下從A運(yùn)動(dòng)到B，靜電力做什么功？電荷的電勢能如何變化？AB++二、靜電力做功與電勢能的關(guān)系正電荷從B點(diǎn)移到A點(diǎn)時(shí),靜電力做負(fù)功,電荷的電勢能增加?！厩榫?】：電荷僅在電場力作用下從B運(yùn)動(dòng)到A，靜電力做什么功？電荷的電勢能如何變化？AB++二、靜電力做功與電勢能的關(guān)系電場力對電荷做正功，電荷的電勢能減小電場力對電荷做負(fù)功，電荷的電勢能增大【總結(jié)】【類比】重力做功與重力勢能的關(guān)系重力對物體做正功，物體重力勢能減小；重力對物體做負(fù)功，物體重力勢能增加；即：重力做功等于重力勢能的減少量；二、靜電力做功與電勢能的關(guān)系靜電力做功與電勢能的關(guān)系：靜電力做的功等于電勢能的減少量。關(guān)系式：【探究結(jié)論】二、靜電力做功與電勢能的關(guān)系【典例1】.如圖，在場強(qiáng)的勻強(qiáng)電場中，將點(diǎn)電荷q=+1C從A移動(dòng)到B，AB相距L=1m，靜電力做功為多少？電勢能如何變化？若規(guī)定EPA=0，則EPB=？EABFq+【解析】：靜電力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相同，靜電力做正功，電勢能減小。典型案例EABFq+解：靜電力做的功靜電力做正功，電勢能減小。若EPA=0，由得若規(guī)定其他點(diǎn)的電勢能為0，還成立嗎？某一點(diǎn)的電勢能，與零勢能點(diǎn)的選取有關(guān)。【互動(dòng)探究】典型案例可見：比值能夠描述電場的能的本領(lǐng)大小，我們引入一個(gè)新的物理量——“電勢”來表示它。三：描述電場的能的性質(zhì)的物理量電荷在電場中某一點(diǎn)的電勢能與它的電荷量的比值。1V=1J/C。1.定義:2.公式:3.單位:伏特(V)(計(jì)算時(shí)要代入正負(fù)號)。4.電勢的性質(zhì)⑴電勢具有相對性,要確定電勢,應(yīng)先規(guī)定電場中某處的電勢為零。(通常取離場源電荷無限遠(yuǎn)處或大地表面的電勢為零)⑵電勢是標(biāo)量,有正負(fù),數(shù)值取決于零電勢面的選取。(負(fù)電勢表示該處的電勢比零電勢處電勢低)⑶沿電場線方向電勢降低。電勢地圖中常用等高線來表示地勢的高低

2課堂活動(dòng)四：形象描述電勢高低的方法電場中，電勢相等的點(diǎn)構(gòu)成等勢面。BA+mpq在同一等勢面上移動(dòng)電荷，靜電力不做功。E同一等勢面上的點(diǎn)，電勢都相等電場線與等勢面垂直，并指向電勢低的等勢面。+CD+知識點(diǎn)3：等勢面1.點(diǎn)電荷電場中的等勢面：以點(diǎn)電荷為球心的一簇球面幾種典型電場的等勢面：點(diǎn)電荷的等勢面與等高線對比示意圖知識點(diǎn)3：等勢面2.等量異種點(diǎn)電荷電場中的等勢面：兩簇對稱曲面等量異種點(diǎn)電荷的等勢面與等高線對比示意圖知識點(diǎn)3：等勢面OMN【小組討論】在電荷連線中垂線上電勢分布規(guī)律1.若規(guī)定無限遠(yuǎn)處電勢為零，則φ0

0（大于、等于、小于）2.比較M、N兩點(diǎn)的電勢大小？等于知識點(diǎn)3：等勢面3.等量同種點(diǎn)電荷電場中的等勢面：兩簇對稱曲面等量同種點(diǎn)電荷的等勢面與等高線對比示意圖知識點(diǎn)3：等勢面OMN【小組討論】在電荷連線中垂線上電勢分布規(guī)律1.若規(guī)定無限遠(yuǎn)處電勢為零，則φ0

0（大于、等于、小于）

2.比較M、N兩點(diǎn)的電勢大?。看笥谥R點(diǎn)3：等勢面4.勻強(qiáng)電場中的等勢面：垂直于電場線的一簇平面知識點(diǎn)3：等勢面5.形狀不規(guī)則的帶電導(dǎo)體附近的電場線及等勢面知識點(diǎn)3：等勢面【典例2】(2017·全國卷I)在一靜止點(diǎn)電荷的電場中,任一點(diǎn)的電勢φ與該點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離r的關(guān)系如圖所示。電場中四個(gè)點(diǎn)a、b、c和d的電場強(qiáng)度大小分別為Ea、Eb、Ec和Ed。點(diǎn)a到點(diǎn)電荷的距離ra與點(diǎn)a的電勢φa已在圖中用坐標(biāo)(ra,φa)標(biāo)出,其余類推。現(xiàn)將一帶正電的試探電荷由a點(diǎn)依次經(jīng)b、c點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn),在相鄰兩點(diǎn)間移動(dòng)的過程中,電場力所做的功分別為Wab、Wbc和Wcd。下列選項(xiàng)正確的是()A.Ea∶Eb=4∶1 B.Ec∶Ed=2∶1C.Wab∶Wbc=3∶1D.Wbc∶Wcd=1∶3AC典型例題1.電勢能大小的判定方法方法一：從做功角度來判斷（利用功能關(guān)系）【創(chuàng)設(shè)情景】：將電荷從A移動(dòng)到B，在這一過程中若電場力做正功，電勢能減少若電場力做負(fù)功，電勢能增加注意：做功正負(fù)依據(jù)靜電力與速度的夾角來判定方法二：利用來判斷對于正電荷，電勢大處，電勢能就是大；對于負(fù)電荷，電勢大處，電勢能反而?。弧疽?guī)律方法】2.電勢高低的判定方法方法一：沿電場線方向電勢降低方法二：從來判斷對于正電荷，電勢能大處