1.4電勢能和電勢自編.doc.ppt

1、復(fù)習(xí)回顧,1、功的計(jì)算：,2、重力的特點(diǎn)：,(1)與路徑無關(guān),由初末位置的高度差來決定.,(2)重力做功WG與重力勢能變化的關(guān)系,(3)重力勢能是相對(duì)的,須選定零勢能參考面,功是能量轉(zhuǎn)化的量度！,重力做正功，重力勢能減少 重力做負(fù)功，重力勢能增加,一個(gè)試探電荷在電場中某點(diǎn)由靜止釋放,將如何運(yùn)動(dòng)?,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.,什么能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能的呢?,一、電場力做功的特點(diǎn) 在勻強(qiáng)電場中移動(dòng)電荷時(shí)，靜電力做的功與電荷的 初始位置和終止位置有關(guān)，但與電荷經(jīng)過的路徑無 關(guān)這個(gè)結(jié)論對(duì)非勻強(qiáng)電場同樣成立(填“同樣成立”或“不成立”) 二、電勢能 1電勢能：電

2、荷在電場中具有的勢能叫做電勢能 2靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系：靜電力做的功等于電勢能的減少量，用公式表示W(wǎng)ABEpAEpB電場力做正功，電勢能減少，電場力做負(fù)功，電勢能_增加 3電荷在某點(diǎn)的電勢能，等于靜電力把它從該點(diǎn)移動(dòng)到零勢能點(diǎn)位置時(shí)所做的功,三、電勢 1概念：電荷在電場中某點(diǎn)的電勢能與它的電荷量的_比值 2公式和單位：電勢的定義公式為_，單位是_伏特，符號(hào)是V. 3相對(duì)性：電勢也是相對(duì)的，在應(yīng)用中常取離場源電荷無限遠(yuǎn)處電勢為零，或大地的電勢為零電勢可以是正值，也可以是負(fù)值，沒有方向，因此是_標(biāo)量_ 4與電場線關(guān)系：沿電場線的方向電勢_降低_ 四、等勢面 1等勢面：電場中_電勢 相同的各

3、點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢面在同一個(gè)等勢面上移動(dòng)電荷時(shí)靜電力_不做功 2等勢面的特點(diǎn)：電場線跟等勢面垂直，并且由電勢高的等勢面_指向電勢低的等勢面 3等勢面實(shí)例：孤立的點(diǎn)電荷電場的等勢面是一簇以點(diǎn)電荷位置_球心的同心球面， 勻強(qiáng)電場的等勢面是一族_平行平面_,一、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),只與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)。,對(duì)于非勻強(qiáng)電場也適用,B,+,M,A,F,q,+,WAB = F|AB|cos=qE|AM|,把正電荷沿不同路徑從A點(diǎn)移到B電場力做功？,做功的過程是一個(gè)能量轉(zhuǎn)化的過程那么電場力做功的過程是什么能轉(zhuǎn)化為什么能呢？,電勢能,電場中的電

4、荷由于受到電場力作用而具有的勢能。,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.,正電荷從B點(diǎn)移到A點(diǎn)時(shí),靜電力做負(fù)功,即電荷克服靜電力做功,電荷的電勢能增加.,二、電勢能,1、電荷在電場中具有與其位置有關(guān)的能量叫電勢能。,2、電場力對(duì)電荷做正功，電荷的電勢能減小,電場力對(duì)電荷做負(fù)功，電荷的電勢能增大,電場力做的功等于電勢能的減少量,3、零勢能位置：通常把電荷在離場源電荷無限遠(yuǎn)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。,4、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,電勢能為負(fù)表示電荷在該處的電勢能比零還要小.,2、電勢能是電荷和電場所共有的，具

5、 有系統(tǒng)性,1、電勢能是相對(duì)的，與零電勢能面有關(guān),3、電勢能是標(biāo)量,注意,重力勢能和電勢能類比,重力場中，重力：地球和物體之間存在的吸引力,電場中，電場力：電荷之間的作用力,有重力就有重力勢能Ep= mgh,有電場力就有相應(yīng)的能，叫電勢能EP,Ep由物體和地面間的相對(duì)位置決定,EP由電荷間的相對(duì)位置決定,W重 = EP1-EP2,W電 = EPA-EPB,課堂訓(xùn)練,將帶電量為610-6C的負(fù)電荷從電場中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)，克服電場力做了310-5J的功，再從B移到C，電場力做了1.210-5J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A點(diǎn)的電勢能為零，

6、則該電荷在B點(diǎn)和C點(diǎn)的電勢能分別為多少？ （3）如果規(guī)定B點(diǎn)的電勢能為零，則該電荷在A點(diǎn)和C點(diǎn)的電勢能分別為多少？,增加了1.810-5J.,EPC=1.810-5 J,EPC=-1.210-5 J,EPB=310-5 J,EPA= -310-5 J,電荷電場中在某一點(diǎn)的電勢能與它的電荷量的比值,1 V = 1 J/C,三、電勢,1. 定義:,2. 公式:,3. 單位: 伏特(V),(計(jì)算時(shí)要代入正負(fù)號(hào)),4. 標(biāo)量 (有正負(fù)),5. 電勢具有相對(duì)性：確定電勢,應(yīng)先規(guī)定電場中某處的電勢為零.(通常規(guī)定離場源電荷無限遠(yuǎn)處或大地的電勢為零.),6.電勢的固有性：電場中某點(diǎn)的電勢的大小是由電場本身的

7、性質(zhì)決定的，與放不放電荷及放什么電荷無關(guān)。即 與Ep、q無關(guān),想一想？ 試探電荷q1放在電場中的A點(diǎn),電勢能為E(規(guī)定無限遠(yuǎn)處電勢能為零),A點(diǎn)的電勢為_,若把試探電荷q1換成試探電荷q2放在電場中的A點(diǎn),A點(diǎn)的電勢為_ (仍規(guī)定無限遠(yuǎn)處電勢能為零).,練一練：將一電量為 的點(diǎn)電荷從電場外一點(diǎn)P移至電場中某點(diǎn)A, 電場力做功 ,求A點(diǎn)的電勢.,解:,場外一點(diǎn)P的電勢為,注意:計(jì)算電勢首先要規(guī)定零電勢處,且電勢可以為負(fù).,沿著電場線方向,電勢將怎樣變化?,沿電場線方向電勢降低,1、等勢面,電勢相等的點(diǎn)所構(gòu)成的面,2為什么等勢面一定跟電場線垂直？,在同一等勢面上移動(dòng)電荷時(shí)，電勢能不變，所以電場力不

8、做功，即電場力方向與等勢面垂直。 如果不垂直，電場強(qiáng)度就有一個(gè)沿著等勢面的分量，在等勢面上移動(dòng)電荷時(shí)靜電力就要做功。 所以等勢面一定跟電場線垂直,四、等勢面,3、等勢面的特點(diǎn),（1）在同一等勢面上的任意兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷，電場力不做功,（2）電場線跟等勢面垂直，且由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面,（3）等勢面密處場強(qiáng)大，等勢面疏處場強(qiáng)小,（4）不同等勢面在空間不相交,（5）處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體是一個(gè)等勢體，其表面為一個(gè)等勢面,點(diǎn)電荷的電場的等勢線,等量異種電荷電場的等勢面,等量同種電荷電場的等勢面,勻強(qiáng)電場的等勢面,帶電導(dǎo)體周圍的電場和等勢面,觀察特點(diǎn)：,1、靠近導(dǎo)體表面,2、遠(yuǎn)離導(dǎo)體表面

9、,為什么？,課堂訓(xùn)練,1、關(guān)于等勢面正確的說法是（ ） A電荷在等勢面上移動(dòng)時(shí)不受電場力作用，所以不做功B等勢面上各點(diǎn)的場強(qiáng)大小相等C等勢面一定跟電場線垂直D兩等勢面不能相交,CD,課堂訓(xùn)練,2、一個(gè)點(diǎn)電荷，從靜電場中的a點(diǎn)移至b點(diǎn)，其電勢能的變化為零，則 （）Aa、b兩點(diǎn)的場強(qiáng)一定相等B該電荷一定沿等勢面移動(dòng)C作用于該點(diǎn)電荷的電場力與其移動(dòng)方向總是垂直的 Da、b兩點(diǎn)的電勢相等,D,例1如圖所示，在場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中有相距為l的A、B兩點(diǎn)，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(diǎn)移到B點(diǎn)，若沿直線AB移動(dòng)該電荷，電場力做的功W1_；若沿路徑ACB移動(dòng)該電荷，電場力做的功W2=

10、_；若沿曲線ADB移動(dòng)該電荷，電場力做的功W3_.,答案：qElcos qElcos qElcos ,例2如圖所示，Q1和Q2是兩個(gè)固定的負(fù)點(diǎn)電荷，在它們的連線上有a、b、c三點(diǎn)，其中b點(diǎn)的合場強(qiáng)為零現(xiàn)將另一正點(diǎn)電荷q由a點(diǎn)沿連線移到c點(diǎn)在移動(dòng)的過程中，點(diǎn)電荷q的電勢能變化的情況是()A不斷減小 B不斷增大C先減小后增大 D先增大后減小,解析 Q1、Q2連線上各點(diǎn)的電場強(qiáng)度是這兩個(gè)點(diǎn)電荷場的疊加，在b點(diǎn)左側(cè)，合電場強(qiáng)度向左，正電荷受電場力向左，由ab，電場力做負(fù)功，電勢能增大；在b點(diǎn)右側(cè)，合電場強(qiáng)度向右，正電荷受電場力向右，由bc，電場力做正功，電勢能減小綜合分析，正電荷由abc的過程中，電勢

11、能先增大后減小，故D正確,例3在靜電場中，把一個(gè)電荷量q2.0105 C的負(fù)電荷由M點(diǎn)移到N點(diǎn)，電場力做功6.0104 J，由N點(diǎn)移到P點(diǎn)，電場力做負(fù)功1.0103 J，則M、N、P三點(diǎn)電勢的高低關(guān)系是_,解析： 先畫一條場強(qiáng)方向向右的電場線，在中間位置附近找一點(diǎn)作為M點(diǎn)，如下圖，因?yàn)橛蒑N電場力做正功，而負(fù)電荷受電場力與場強(qiáng)方向相反，則可確定N點(diǎn)在M點(diǎn)左側(cè)；由NP電場力做負(fù)功，即沿著電場線移動(dòng)，又因?yàn)?.0103 J6.0104 J，所以肯定移過了M點(diǎn)，即P點(diǎn)位于M點(diǎn)右側(cè)，這樣，M、N、P三點(diǎn)電勢的高低答案NMP,鞏固訓(xùn)練,1下列說法正確的是() A電荷從電場中的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到了B點(diǎn)，路徑不同，

12、電場力做功的大小就可能不同 B電荷從電場中的某點(diǎn)開始出發(fā)，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，又回到了該點(diǎn)，則說明電場力做功為零 C正電荷沿著電場線運(yùn)動(dòng)，電場力對(duì)正電荷做正功，負(fù)電荷逆著電場線運(yùn)動(dòng)，電場力對(duì)負(fù)電荷做正功 D電荷在電場中運(yùn)動(dòng)，因?yàn)殡妶隽赡軐?duì)電荷做功，所以能量守恒定律在電場中并不成立 2關(guān)于電勢與電勢能的說法，正確的是() A電荷在電勢越高的地方，電勢能也越大 B電荷在電勢越高的地方，它的電荷量越大，所具有的電勢能也越大 C在正點(diǎn)電荷電場中的任一處，正電荷所具有的電勢能一定大于負(fù)電荷所具有的電勢能 D在負(fù)點(diǎn)電荷電場中的任一點(diǎn)，正電荷所具有的電勢能一定小于負(fù)電荷所具有的電勢能,BC,CD,3將一正電荷從無窮遠(yuǎn)處移至電場中M點(diǎn)，電場力做功為6.0109 J，若將一個(gè)等量的負(fù)電荷從電場中N點(diǎn)移向無窮遠(yuǎn)處，電場力做功為7.0109 J，則M、N兩點(diǎn)的電勢M、N有如下關(guān)系() AMN0 BNM0 CNM0 DMN0 4. 圖中的實(shí)線表示電場線，虛線表示只受電場力作用的帶正電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，粒子先經(jīng)過M點(diǎn)，