高中物理靜電場(chǎng)電勢(shì)能和電勢(shì)1 新人教版選修

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1、會(huì)計(jì)學(xué)1高中物理高中物理 靜電場(chǎng)靜電場(chǎng) 電勢(shì)能和電勢(shì)電勢(shì)能和電勢(shì)1 新人新人教版選修教版選修引：一個(gè)試探電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)由靜止釋放,將如何運(yùn)動(dòng)?在電場(chǎng)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，能否從能量的角度解釋呢E EF F+ +q qA AB B第2頁/共27頁一、靜電力做功的特點(diǎn)一、靜電力做功的特點(diǎn)ME1.將電荷將電荷q從從A沿直線移至沿直線移至B:AB+q qFWFA B cosqEA M第3頁/共27頁MEAB2.將電荷將電荷q從從A沿折線移至沿折線移至B:對(duì)對(duì)AM:AM:對(duì)對(duì)MB:MB:對(duì)全程對(duì)全程: :+q qF+qF1WqEA

2、M2W012WWWqEA M一、靜電力做功的特點(diǎn)一、靜電力做功的特點(diǎn)第4頁/共27頁3.將電荷將電荷q從從A沿曲線移至沿曲線移至B:MEAB+qFEAB+qF+qF+qF+qF Mx1x211WqEx22WqEx33WqEx123xxxA M123WWWWqEA Mx3一、靜電力做功的特點(diǎn)一、靜電力做功的特點(diǎn)第5頁/共27頁電場(chǎng)力做功的過程是什么能轉(zhuǎn)化為什么能呢？電場(chǎng)力做功的過程是什么能轉(zhuǎn)化為什么能呢？一、靜電力做功的特點(diǎn)一、靜電力做功的特點(diǎn)在勻強(qiáng)電場(chǎng)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)，在勻強(qiáng)電場(chǎng)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)，僅與

3、電荷的起始位置和終止位置有關(guān)，該結(jié)論對(duì)于非勻強(qiáng)電場(chǎng)也是適用的。該結(jié)論對(duì)于非勻強(qiáng)電場(chǎng)也是適用的。4 4、結(jié)論、結(jié)論第6頁/共27頁h回顧重力做功的特點(diǎn)回顧重力做功的特點(diǎn)? ?ABCmg mg mg 1.在這三種情況下重力做功的關(guān)系？在這三種情況下重力做功的關(guān)系？3.可以引進(jìn)重力勢(shì)能的概念可以引進(jìn)重力勢(shì)能的概念。2. GWmgh4.類比可以給出電勢(shì)能的概念。類比可以給出電勢(shì)能的概念。第7頁/共27頁（Ep）標(biāo)量）標(biāo)量二、電勢(shì)能AB+AB、定義：電荷在電場(chǎng)中受到、定義：電荷在電場(chǎng)中受到電場(chǎng)力電場(chǎng)力而具有的而具有的與與位置位置有關(guān)的勢(shì)能叫做電勢(shì)能。有關(guān)的勢(shì)能叫做電勢(shì)能。 負(fù)電荷逆著電場(chǎng)線移動(dòng)，電場(chǎng)力做

4、正功，電勢(shì)能減少負(fù)電荷逆著電場(chǎng)線移動(dòng)，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少、電場(chǎng)力做功改變電勢(shì)能、電場(chǎng)力做功改變電勢(shì)能正電荷順著電場(chǎng)線移動(dòng)，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少正電荷順著電場(chǎng)線移動(dòng)，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少正電荷逆著電場(chǎng)線移動(dòng)，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加正電荷逆著電場(chǎng)線移動(dòng)，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加負(fù)電荷順著電場(chǎng)線移動(dòng)，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加負(fù)電荷順著電場(chǎng)線移動(dòng)，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加、電場(chǎng)力做的功等于電勢(shì)能的減少量、電場(chǎng)力做的功等于電勢(shì)能的減少量PBPAABEEW第8頁/共27頁、相對(duì)性：大地或無窮遠(yuǎn)默認(rèn)為零、相對(duì)性：大地或無窮遠(yuǎn)默認(rèn)為零二、電勢(shì)能、在正電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能

5、都為正，、在正電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為正，負(fù)電荷在任一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為負(fù)。負(fù)電荷在任一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為負(fù)。 在負(fù)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為負(fù)，負(fù)電在負(fù)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為負(fù)，負(fù)電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為正。荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為正。7、電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)、電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)A具有的電勢(shì)能具有的電勢(shì)能EP等于將該點(diǎn)電荷由等于將該點(diǎn)電荷由A點(diǎn)移點(diǎn)移到電勢(shì)零點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功到電勢(shì)零點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功W的。即的。即EP=W6、電勢(shì)能有正負(fù)，卻是標(biāo)量，正負(fù)表示該點(diǎn)的電勢(shì)能比零點(diǎn)的電、電勢(shì)能有正負(fù)，卻是標(biāo)量，正負(fù)表示該點(diǎn)

6、的電勢(shì)能比零點(diǎn)的電勢(shì)能的高低。勢(shì)能的高低。第9頁/共27頁、下列說法中正確的是（、下列說法中正確的是（ ）A.A.當(dāng)兩正點(diǎn)電荷相互靠近時(shí)，它們的電勢(shì)能增大當(dāng)兩正點(diǎn)電荷相互靠近時(shí)，它們的電勢(shì)能增大B.B.當(dāng)兩負(fù)點(diǎn)電荷相互靠近時(shí)，它們的電勢(shì)能增大當(dāng)兩負(fù)點(diǎn)電荷相互靠近時(shí)，它們的電勢(shì)能增大C.C.一個(gè)正電荷與另一個(gè)負(fù)電荷相互靠近時(shí)，它們的電勢(shì)能減小一個(gè)正電荷與另一個(gè)負(fù)電荷相互靠近時(shí)，它們的電勢(shì)能減小D.D.一個(gè)正電荷與另一個(gè)負(fù)電荷相互靠近時(shí)，它們的電勢(shì)能增大。一個(gè)正電荷與另一個(gè)負(fù)電荷相互靠近時(shí)，它們的電勢(shì)能增大。ABC針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少；電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少；電場(chǎng)力做負(fù)功，電

7、勢(shì)能增加電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加知識(shí)鏈接知識(shí)鏈接第10頁/共27頁CD針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練由動(dòng)能定理可知，電荷的動(dòng)由動(dòng)能定理可知，電荷的動(dòng)能將增加能將增加5106J ，D正確正確根據(jù)功能關(guān)系，電荷的電勢(shì)根據(jù)功能關(guān)系，電荷的電勢(shì)能將減少能將減少5106J ，C正正確確由于不知道電荷的初動(dòng)能和由于不知道電荷的初動(dòng)能和初勢(shì)能，所以初勢(shì)能，所以A、B錯(cuò)誤錯(cuò)誤第11頁/共27頁增加了增加了1.810-5J. EPC=1.810-5 J EPC=-1.210-5 JEPB=310-5 J EPA= -310-5 J 針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練第12頁/共27頁4、如圖所示,在等量正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中,它們連線的中垂面a

8、b上, 有一電子,從靜止開始由a運(yùn)動(dòng)到b的過程中(a、b相對(duì)O對(duì)稱),下列說法正確的是( )A.電子的電勢(shì)能始終增多B.電子的電勢(shì)能始終減少C.電子的電勢(shì)能先減少后增加D.電子的電勢(shì)能先增加后減少COab+EEFF做正功做正功做負(fù)功做負(fù)功電勢(shì)能減少電勢(shì)能減少電勢(shì)能增加電勢(shì)能增加針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練第13頁/共27頁5、一帶電油滴在勻強(qiáng)電場(chǎng)E中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖虛線所示,電場(chǎng)方向豎直向下.若不計(jì)空氣阻力,則此帶電油滴從a運(yùn)動(dòng)到b的過程中,能量變化情況為( )A.動(dòng)能減小B.電勢(shì)能增加C.動(dòng)能和電勢(shì)能之和減少D.重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和增加EabC針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練mgF電電受力分析受力分析合力向上，合力做正功

9、，油滴動(dòng)合力向上，合力做正功，油滴動(dòng)能增加，能增加，A錯(cuò)錯(cuò)電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少，B錯(cuò)錯(cuò)根據(jù)能量守恒可知，根據(jù)能量守恒可知，C對(duì)、對(duì)、D錯(cuò)錯(cuò)第14頁/共27頁討論討論: :1.1.將電荷將電荷q q從從A A點(diǎn)移到點(diǎn)移到B B點(diǎn)。若取點(diǎn)。若取B B點(diǎn)的電勢(shì)能為零，則點(diǎn)的電勢(shì)能為零，則A A點(diǎn)的電勢(shì)能為多少？點(diǎn)的電勢(shì)能為多少？M ME EA AB BL L2.2.若電荷的電量為若電荷的電量為2q2q、 3q 3q 則則A A點(diǎn)的電勢(shì)能為多少點(diǎn)的電勢(shì)能為多少? ? 3.3.求求E EPAPA/q/q，比值是否與電荷量有關(guān)？，比值是否與電荷量有關(guān)？+ +q qF FPAE

10、qELcos2cosqE L3cosqE LPAE ELcosq與電荷量無關(guān)與電荷量無關(guān)第15頁/共27頁三、電勢(shì)三、電勢(shì)1、定義：檢驗(yàn)電荷的電量電勢(shì)能電勢(shì)qEP（ 標(biāo)量）標(biāo)量）3、相對(duì)性：一般選取無窮遠(yuǎn)或大地電勢(shì)為零。12、EP及q含符號(hào)4、沿電場(chǎng)線 (場(chǎng)強(qiáng))方向電勢(shì)越來越低5、正電荷的電場(chǎng)中電勢(shì)為正，負(fù)電荷的電場(chǎng)中電勢(shì)為負(fù)A B EA B第16頁/共27頁6、電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)的大小是由電場(chǎng)本身的性質(zhì)決定的，與放不放電荷及放什么電荷無關(guān)7、電勢(shì)是標(biāo)量，在規(guī)定了零電勢(shì)后，電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)可以是正值，也可以是負(fù)值。正值表示該點(diǎn)電勢(shì)比零高，負(fù)值表示該點(diǎn)電勢(shì)比零低。第17頁/共27頁6、如圖所示，點(diǎn)

11、電荷的靜電場(chǎng)中電場(chǎng)線用實(shí)線表示，但其方向未標(biāo)明，虛線是某一帶電粒子通過該電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡。a、b是軌跡上的兩點(diǎn)。若帶電粒子在運(yùn)動(dòng)中只受到電場(chǎng)力作用，根據(jù)此圖可作出正確判斷的是( )A.帶電粒子所帶電荷的性質(zhì)B.帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的受力方向C.帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的速度何處較大D.帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)能何處較大BCDabFFvv若粒子若粒子ab，a、b兩點(diǎn)的速兩點(diǎn)的速度方向如圖所示度方向如圖所示根據(jù)力與運(yùn)動(dòng)軌跡的關(guān)系，受力根據(jù)力與運(yùn)動(dòng)軌跡的關(guān)系，受力方向如圖所示方向如圖所示,B,B正確正確由動(dòng)能定理和功能關(guān)系可知由動(dòng)能定理和功能關(guān)系可知C、D在正確在正確若粒子若粒子ba，a、b兩點(diǎn)的

12、速兩點(diǎn)的速度方向如圖所示度方向如圖所示vv第18頁/共27頁7、如圖所示，是負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線。一個(gè)帶正電的粒子（不計(jì)重力）從a到b穿越這條電場(chǎng)線的軌跡如圖中虛線所示，則該帶電粒子在a點(diǎn)的加速度一定在b點(diǎn)的加速度。帶電粒子在a點(diǎn)的電勢(shì)能一定在b點(diǎn)的電勢(shì)能。（填“大于”、“小于”式“等于”）。Nba小于小于大于大于F-第19頁/共27頁四、等勢(shì)面四、等勢(shì)面2、幾種常見的等勢(shì)面1、定義：電場(chǎng)中電勢(shì)相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面，叫做等勢(shì)面。E+第20頁/共27頁（1 1）在同一等勢(shì)面上的任意兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力不做功）在同一等勢(shì)面上的任意兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力不做功（2 2）電場(chǎng)線（或）電場(chǎng)線

13、（或E E）等勢(shì)面，且由電勢(shì)較高的等勢(shì)面指向電勢(shì)較低等勢(shì)面，且由電勢(shì)較高的等勢(shì)面指向電勢(shì)較低的等勢(shì)面的等勢(shì)面 3 3、等勢(shì)面的特點(diǎn)：、等勢(shì)面的特點(diǎn)：（4 4）等勢(shì)面密處場(chǎng)強(qiáng)大、電場(chǎng)線密，等勢(shì)面疏處場(chǎng)強(qiáng)小、電場(chǎng)線疏）等勢(shì)面密處場(chǎng)強(qiáng)大、電場(chǎng)線密，等勢(shì)面疏處場(chǎng)強(qiáng)小、電場(chǎng)線疏 （3 3）不同等勢(shì)面在空間不相交、不相切，閉合）不同等勢(shì)面在空間不相交、不相切，閉合（5 5）沿電場(chǎng)方向電勢(shì)降低最快）沿電場(chǎng)方向電勢(shì)降低最快（6 6）勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)均勻變化。）勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)均勻變化。20100第21頁/共27頁針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練8 8、關(guān)于等勢(shì)面，正確的說法是（、關(guān)于等勢(shì)面，正確的說法是（ ）A A電荷在等勢(shì)面上

14、移動(dòng)時(shí)不受電場(chǎng)力作用，所以不做功電荷在等勢(shì)面上移動(dòng)時(shí)不受電場(chǎng)力作用，所以不做功B B等勢(shì)面上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等等勢(shì)面上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等C C等勢(shì)面一定跟電場(chǎng)線垂直等勢(shì)面一定跟電場(chǎng)線垂直D D兩等勢(shì)面不能相交兩等勢(shì)面不能相交CD第22頁/共27頁C123針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練UabUbcqUabqUbc9、孤立點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的一簇等勢(shì)面如圖所示中虛線所示，其電勢(shì)分別、孤立點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的一簇等勢(shì)面如圖所示中虛線所示，其電勢(shì)分別為為1、2、3，a、b、c是某電場(chǎng)線與這簇等勢(shì)面的交點(diǎn)，且是某電場(chǎng)線與這簇等勢(shì)面的交點(diǎn)，且ab=ac.現(xiàn)將現(xiàn)將一負(fù)正電荷由一負(fù)正電荷由a移到移到b，電場(chǎng)力做正功，電場(chǎng)力做正功W1；

15、再由；再由b移至移至c，電場(chǎng)力做正功，電場(chǎng)力做正功W2,則則（ ）A.W1=W2，123B.W1=W2，123C.W1W2，123D.W1W2，123第23頁/共27頁10、如圖，虛線、如圖，虛線a、b、c勢(shì)某靜電場(chǎng)中勢(shì)某靜電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，它們的電勢(shì)的三個(gè)等勢(shì)面，它們的電勢(shì)a最大，最大，c最最少，一帶正電的粒子射入電場(chǎng)中，其運(yùn)少，一帶正電的粒子射入電場(chǎng)中，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖實(shí)線動(dòng)軌跡如圖實(shí)線KLMN所示，由圖可所示，由圖可知（知（ ）A.粒子從粒子從K到到L的過程中，電場(chǎng)力做負(fù)的過程中，電場(chǎng)力做負(fù)功功B.粒子從粒子從L到到M的過程中，電場(chǎng)力做負(fù)的過程中，電場(chǎng)力做負(fù)功功C.粒子從粒子從K到到L的

16、過程中，電勢(shì)能增加的過程中，電勢(shì)能增加D.粒子從粒子從L到到N的過程中，動(dòng)能減少的過程中，動(dòng)能減少KNMLabc針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練ACvFvF第24頁/共27頁方法一方法一: : 根據(jù)電場(chǎng)力做功的正負(fù)判斷：根據(jù)電場(chǎng)力做功的正負(fù)判斷： 如何比較電荷電勢(shì)能的大小呢？方法二方法二: : 直接根據(jù)公式直接根據(jù)公式 判斷判斷電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少；電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少；電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加。電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加。q方法三方法三: : 根據(jù)電場(chǎng)線來判斷根據(jù)電場(chǎng)線來判斷 負(fù)電荷電勢(shì)能增加電場(chǎng)力做負(fù)功順著電場(chǎng)線移動(dòng)正電荷電場(chǎng)力做正功順著電場(chǎng)線移動(dòng)第25頁/共27頁第26頁/共27頁感謝您的觀看！感謝您的觀看！第27頁/共27頁