物理：1.4《电势能和电势》(新人教版选修3-1)省名师优质课获奖课件市赛课一等奖课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本幻灯片资料仅供参考，不能作为科学依据，如有不当之处，请参考专业资料。谢谢,第一章,静电场,第四节,电势能和电势,第1页,一、静电力做功特点,正电荷q在电场强度为E匀强电场中由A运动到M电场力做功吗？做了多少功？,E,q,q受力吗？多大？,A,M,W=qEAM,F,第2页,求试探电荷q沿直线AB移动到B时电场力做功：,E,+q,A,B,M,F,第3页,E,+q,A,B,M,结论：?,(对于非匀强电场也适用),这与什么力做功像似呢？,第4页,将+q由A移到B过程电场力对电荷做功为：,将-q由A移到B过程，电场,力对电荷做功为：,d,A,B,+q,E,L,做功过程是一个,能量转化过程，,那么电场力做功,过程是什么能转化,为何能呢？,电势能,第5页,二、电势能,电场力做功与电势能有什么关系？（联络重力做功与重力势能关系）,电荷在电场中含有与电荷位置相关能，叫,电势能,。,物体被举高含有重力势能。,1、电荷在电场中含有电势能。,重力对物体做正功，物体重力势能减小,2、电场力对电荷做正功，电荷电势能减小,重力对物体做负功，物体重力势能增大,3、电场力对电荷做负功，电荷电势能增大,第6页,重力做多少功，物体重力势能就改变多少。,4、电场力做多少功，电荷电势能就改变多少。,重力势能是相正确，与零势能面相关,5、电势能是相正确，与零电势能面相关,通常把电荷在离场源电荷,无限远处,电势能要求为,零,，或把电荷在,大地表面,上电势能要求为,零,。,电荷在某点电势能，等于静电力把它从该处移动到零势能位置所做功,第7页,重力势能是物体和地球所共有，含有系统性,6、电势能是电荷和电场所共有，含有系统性,7、电势能是标量,由此可见，电场力做功与重力做功，电势能与重力势能都很相同，所以大家在学习电势能过程中应该多联络重力做功与重力势能关系帮助了解电势能。,第8页,重力势能和电势能类比,重力场中，重力：地球和物体之间存在吸引力,电场中，电场力：电荷之间作用力,有重力就有重力势能Ep=mgh,有电场力就有对应能，叫电势能,E,P,Ep由物体和地面间相对位置决定,E,P,由电荷间相对位置决定,电场力做正功，电势能就降低,电场力做负功，电势能就增加,电场力作功，电势能改变,重力做功，重力势能改变,重力做正功，重力势能就降低,重力做负功，重力势能就增加,W,重,=E,P1,-E,P2,W,电,=E,PA,-E,PB,第9页,尽管重力做功与电场力做功很相同，但还是存在很大差异,正电荷顺电场线移动，,电场力做正功，电势能降低,负电荷顺电场线移动，,电场力做负功，电势能增加,正电荷逆电场线移动，,电场力做负功，电势能增加,负电荷逆电场线移动，,电场力做正功，电势能降低,存在两种电荷,第10页,例1右图中MN为电场中某一条电场线方,向向右，在线取两点a、b 今将一电荷q,从a移到b则,（）,A.电场力做正功，q电势能增加；B.电场力做负功，q电势能增加；C.电场力做正功，q电势能降低；D.电场力做负功，q电势能降低。,C,第11页,例,2：A和B为电场中某条电场线上点，如图：将q=41,0-,9正电荷从A点移到B点需克服电场力做功5 1,0-,7J，则,电场方向由AB还是BA？,电荷在哪点时电势能大？大多少？,A,B,第12页,电场,力性质,我们必须用,场强,E,来描述，那么电场,能性质,我们又应该用什么物理量来描述呢？能否用“电势能”呢？,电场能性质也是电场本身一个属性，它只能由场源本身所决定，而与电场中有没有放入试探电荷无关。而电势能大小是与试探电荷电量q相关（因q越大，其所受电场力就越大，含有做功本事大，电势能也就大），故不能用“电势能”来描述电场能性质，我们引入一个新物理量“,电势,”来表示它。,第13页,电势：,描述电场能性质物理量。,如图所表示，构想把一试探电荷+q 放在电场中某处,A或B,。它们在电场力,F,作用下均移至无限远处。则有：W,A,W,B,那么怎样去衡量电场能性质、怎样去定义“电势”呢？,+,A,B,E,pA,-0E,pB,-0,同理可知：若试探电荷为-q，也有：,也就是说，比值,E,pA,/q大小与试探电荷正负及电量q均无关，只与电场中该点在电场中位置相关，故其可衡量电场性质。,三.电势,第14页,取O点电势能为零,则:,E,PA,=q E L COS,讨论电势能与电荷比值?,思考与讨论,A,L,O,E,+,第15页,电荷在电场中某一点电势能与它电荷量比值,2.公式:,3.单位:伏特 符号为V,1 V=1 J/C,三.电势,1.定义:,第16页,对电势了解,1：电势相对性：某点电势大小是相对于零点电势而言。零电势选择是任意，普通选地面和无穷远为零势能面。,2：电势固有性：电场中某点电势大小是由电场本身性质决定，与放不放电荷及放什么电荷无关。,3：电势是标量,4：计算时E,P,q,都带正负号。,5.,电场线指向电势降低方向,第17页,例3.将一电量为 点电荷从电场,外一点,P移至电场中某点A,电场力做 功 ,求A点电势.,解:,设场外一点P电势为,从P A,电场力做功,PA,E,W,-,=,点评:,电势确实定首先要确定零电势处,且电势能够为负.,第18页,3.电势为负数时,负号表示方向吗?,思考与讨论,电势是标量,只有大小,没有方向.,(负电势表示该处电势比零电势处电势低.),第19页,高度和电势,重力场中，同一物体在不一样位置，E,p,不一样。,电场中，同一电荷在电场中不一样位置,E,P,不一样。,不一样物体在同一位置，,E,p,正比于质量m,不一样电荷在同一位置，,E,P,正比于电量q,E,p,/m=gh，h只与相对位置相关,E,P,/q 叫做电势 ，只与相对位置相关,第20页,练习.如图所表示,在同一条电场线上有A.B .C 三点,将 点电荷由A点移动到B点,电场力做什么功?做多少功?电势能改变了多少?在将该电荷由B点移到C点,电场力做什么功?做多少功?电势能改变了多少?,A,B,C,第21页,等势面,地理上，等高线表示地势高低。,在电场中惯用等势面来表示电势高低。,电场中电势相同各点组成面叫做,等势面,第22页,等势面,等势面特点：,1、等势面一定跟电场线,垂直,，在同一等势面上任意两点间移动电荷，电场力,不做功,；,2、电场线总是从电势高等势面指向电势低等势面，任意两个等势面都,不会相交,；,3、等差,等势面越密,地方,电场强度越大,第23页,等势面,几个经典电场等势面：,1、点电荷电场中等势面：,以点电荷为球心一簇球面,第24页,等势面,2、等量异种点电荷电场中等势面：,两簇对称曲面,第25页,等势面,3、等量同种点电荷电场中等势面：,两簇对称曲面,第26页,等势面,5、匀强电场中等势面：,垂直于电场线一簇平面,4、形状不规则带电导体附近电场线及等势面,第27页,等势面,如图所表示，虚线,a,、,b,和,c,是某静电场中三个等势面，它们电势分别为 、和 ，一带正电粒子射入电场中，其运动轨迹如实线,KLMN,所表示。由图可知：,A、粒子从,K,到,L,过程中，电场力做负功,B、粒子从,L,到,M,过程中，电场力做负功,C、粒子从,K,到,L,过程中，电势能增加,D、粒子从,L,到,M,过程中，动能降低,第28页,等势面,如图所表示，三个等差等势面上有,a,、,b,、,c,、,d,四点，若将一个正电荷由,c,经,a,移动到,d,电场力做正功,W,1,，若由,c,经,b,移动到,d,电场力做正功,W,2,，则：,第29页,1.如图所表示，a、b、c、d为某电场中等势面，一带正电粒子飞入电场后只在电场力作用下沿M点到N点虚线运动由图可知，四个等势面电势Ua、Ub、Uc、Ud由高到低排列次序是_，带电粒子在M、N两点中，电势能较大是_点,能力提升:,第30页,2.图一表示等量异种电荷P和Q形成电场内一簇等势面，求,(1)P,、Q各带何种电荷？,(2)把q=10,7,C,正点电荷从A移到B，电场力做多少功？,(3)把q从B移到C电场力做多少功？,(4)把q从C移到A电场力做多少功？,(5)q,从A出发经过B和C回到A过程中电场力对电荷做总功为多少？,第31页,3.如图所表示，细线一端系着一个带电量为+,q,、质量为,m,小球，另一端固定于,O,点，加一匀强电场后可使小球静止于图示位置，此时悬线与竖直方向夹角为,。要使电场场强最小，该电场场强方向怎样？大小怎样？,垂直悬线斜向上方,第32页,