高中物理选修31第1章第4节电势能和电势市公开课一等奖省优质课赛课一等奖课件.pptx

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,*,1.4,电势能和电势,第1页,重力做功特点：,(1),与路径无关,只与,初始位置,和,末位置,相关.,(2),重力做功,W,G,与重力势能改变关系,(3)重力势能是相对,须选定零势能参考面,功是能量转化量度！,重力做,正功,，重力势能,降低,重力做,负功,，重力势能,增加,复习回顾,第2页,质子在电场中某点由静止释放,将怎样运动？,E,+,F,什么能转换为动能呢？,第3页,在匀强电场中移动电荷时，,静电力做功,与,电荷经过,路径无关,只与,电荷,起始位置,和,终止位置相关,。,对于非匀强电场也适用。,B,+M,A,W,AB,=F L,AB,cos,=q E L,AM,一、电场力做功,注意：,重力做功,电场力做功,重力势能,电势能,第4页,初速度为v,0,正电荷从A点运动到B点。,初速度为,v,0,正电荷从B点运动到A点。,假如是负电荷，情况又是怎样呢？,电场力做功与电势能改变关系：,思索：,E,+,A,B,V,0,E,+,A,B,V,0,第5页,电场力对电荷做,正功,，电荷,电势能减小,。,电场力对电荷做,负功,，电荷,电势能增大,。,电场力做功等于电势能降低许。,电场力做功与电势能改变关系：,第6页,例：,如图,在场强E=10,3,N/C 匀强电场中,点电荷q=+1C从A移动到B,AB相距L1m,电场力做功为多少？电势能怎样改变？,电势能降低,1000J,E,q,A,B,+,结论：,正电荷沿着电场线运动，电场力做,_,功，电势能,_,。,第7页,变式训练,:,如图,在场强,E=10,3,N/C,匀强电场中,点电荷,q=-1C,从,A,移动到,B,AB,相距,L=1m,电场力做功为多少？电势能怎样改变？,E,q,A,B,-,结论：,负电荷沿着电场线运动，电场力做,_,功，电势能,_,。,第8页,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点移动到零势能位置时静电力所做功。,W,AO,=E,PA,-E,PO,例:,在场强E=10,3,N/C匀强电场中有A、B两点,将一电荷量为1.610,-19,C正电荷分别放到A、B两点，问（1）电荷在那个点电势能更大？（2）电荷在A点含有多少电势能？,E,A,B,+,若将电荷改为负电荷呢？,第9页,二、电势能,Ep,1,、,电荷在电场中含有势能叫电势能。,2、,电场力做功等于电势能降低许,电势能为,负,表示比在零电势能面时电势能小。,5,、,电势能是电荷和电场所共有，含有,系统性,。,3、电势能是相正确，与零电势能面有关,4,、,电势能是,标量,但有正负,表示大小,电势能为,正,表示比在零电势能面时电势能大。,第10页,例：,如图所表示，是负点电荷产生电场中一条电场线。一个带正电粒子（不计重力）从a到b穿越这条电场线轨迹如图中虚线所表示，则该带电粒子在a点加速度一定,在b点加速度。带电粒子在a点电势能一定,在b点电势能。（填“大于”、“小于”式“等于”）。,N,b,a,F,-,第11页,例：,将带电量为610,-6,C负电荷从电场中A点移到B点，克服电场力做了310,-5,J功，再从B移到C，电场力做了1.210,-5,J功，则,（1）电荷从A移到B，再从B移到C过程中电势能共改变了多少？,（2）假如要求A点电势能为零，则该电荷在B点和C点电势能分别为多少？,（3）假如要求B点电势能为零，则该电荷在A点和C点电势能分别为多少？,思索：,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？,第12页,E,PA,=qEL,cos,=qEL,AM,思索,:,1,.,匀强电场E中，若取,B,点电势能为零,则检验电荷+q在A点电势能为多少？,M,E,A,B,L,2,.,若检验电荷电量为+,2q,、-,3q,、,则在,A,点电势能又为多少？,3,.,分析,E,PA,/q,E,PA,/q=EL,AM,可见，该比值与,q,无关，仅与电场本身相关，它反应,电场能性质,，我们就把该比值定义为一个新物理量，叫,电势,。,第13页,电荷在电场中某一点电势能与它电荷量比值叫该点电势。,1 J/C=1 V1.,定义,:,2.,公式,:,3.,单位,:,（计算时要,代入正负号！,）,4.矢量性：,5.,电势含有,相对性,：,6.,电势固有性：,三、电势,无方向，但有正负之分，正负号表示.,通常要求离场源电荷,无限远处或大地,电势为零,与零电势面选取相关,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。即,与,Ep、q,无关。,第14页,例：,相关电场中某点电势，以下说法中正确是（）,A、由放在该点电荷所含有电势能多少决定,B、由放在该点电荷电量多少来决定,C、与放在该点电荷正负相关,D、是电场本身属性，与放入该点电荷情况无关,第15页,例：,试探电荷q,1,放在电场中A点电势能为E（要求无限远处电势能为零）,A点电势为_,若把试探电荷q,1,换成试探电荷q,2,放在电场中A点,A点电势为_,该试探电荷所含有电势能为,（仍要求无限远处电势能为零）。,第16页,例：,将一电量为q=210,-6,C点电荷从无穷远P点移至电场中某点A,电场力做功-410,-5,J，求：（1）A点电势；,（2）一电量为q=510,-6,C点电荷放在A点时含有电势能。,第17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,/mg=h,，,h,与相对位置相关,E,P,/q,叫做电势,，,与相对位置相关,第18页,例：,A、B两点是电场中同一根电场线上两点，一个负电荷从A点运动到了B点，电场力做了0.05J功，那么(),A该电荷电势能必定减小0.05J,B该电荷动能必定增大0.05J,CA点电势必定高于B点电势,DB点电势可能高于A点电势,第19页,例：,在匀强电场中，M、N、P三点为同一根电场线上点，现把一个电荷量q=2.010,-5,C电荷由M点移到N点，电场力做功6.010,-4,J，由N点移到P点，电场力做负功1.010,-3,J，则M、N、P三点电势高低关系是_.,沿电场线方向电势逐步降低。,N,M,P,E,A,思索：,（1）等势线（面）与电场线关系？,（2）在等势线（面）上移动电荷，电场力做什么功？,第20页,E,A,B,A,B,A,B,例：,比较A、B两点场强大小以及电势大小。,第21页,A,B,a,b,第22页,a,b,A,B,第23页,3、将q,1,=510,-9,C点电荷,放在电场中A点,含有电势能为610,-8,J,求,A,。,将q,2,=-510,-9,C点电荷,放在电场中B点,含有电势能为 810,-8,J,求,B,。,比较A、B电势高低，A、B电势相差多少？,将q,2,=-5C点电荷从A点移到B点，求电场力做功。,第24页,思索讨论,1:,沿着电场线方向,电势将怎样改变？,沿电场线方向电势逐步,降低,。,E,A,B,思索讨论,2:,设无穷远处电势为,0,，分析正点电荷,+Q,周围空间各点电势正负高低情况。,正点电荷（,+Q,）形成电场中各点电势均为正值（且离场源近处电势大）；,负点电荷（,-Q,）形成电场中各点电势均为负,值（且离场源近处电势小）。,第25页,AD,1,如图所表示，,a,、,b,为某电场线上两点，那么以下结论正确是（）,A,把正电荷从,a,移到,b,，电场力做正功，电荷电势能降低，从,a,到,b,电势逐步降低,B,把正电荷从,a,移到,b,，电场力做负功，电荷电势能增加，从,a,到,b,电势逐步增大,C,把负电荷从,a,移到,b,，电场力做正功，电荷电势能增加，从,a,到,b,电势逐步增大,D,把负电荷从,a,移到,b,，电场力做负功，电荷电势能增加，从,a,到,b,电势逐步降低,E,a,b,第26页,2、如图所表示，电场中有A、B两点，则以下说法中正确是（）,A、电势,A,B,，,场强E,A,E,B,B、电势,A,B,，,场强E,A,E,pB,A,B,E,BC,第27页,3,、如图所表示,在同一条电场线上有,A,、,B,、,C,三点,将,q=-610,-6,C,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28页,在静电场中，把一个电荷量,q=2.0X10,-5,C,负电荷由,M,点移到,N,点，电场力做,6.0X10,-4,J,，由,N,点移到,P,点，电场力做负功,1.0X10,-3,J,，则,M,、,N,、,P,三点电势高低关系是,_.,N,M,P,若以,N,点为零电势点，则,M,、,N,、,P,三点电势为：,若以,M,点为零电势点，则,M,、,N,、,P,三点电势为：,第29页,BD,（,广东理综）图是某一点电荷电场线分布图，以下表述正确是（）,A,a,点电势高于,b,点电势,B,该点电荷带负电,C,a,点和,b,点电场强度方向相同,D,a,点电场强度大于,b,点电场强度,第30页1,、定义：,电势相等点所组成面,2,、经典电场等势面,四、等势面,等高线,思索,1,：在等势面上移动电荷，电场力做功吗？,思索,2,：等势面有电场线有何关系？,匀强电场等势面,E,第31页,正点电荷电场等势面：,是以点电荷为球心,一族球面,第32页,负点电荷电场等势面是以点电荷为球心,一族球面,第33页,等量异种点电荷等势面，两点电荷连线中垂面为一个等势面,连线上电势？,中垂线上电势？,第34页,等量同种电荷电场等势面,第35页,形状不规则带电导体周围电场和等势面,第36页,3,、等势面特点,（,1,）在同一等势面上任意两点间移动电荷，电场力不做功。,（,2,）电场线跟等势面垂直，且由电势较高等势面指向电势较低等势面。,（,3,）等势面密处场强大，等势面疏处场强小,（,4,）不一样等势面在空间不相交。,（,5,）沿电场方向电势降低最快,（,6,）匀强电场中电势均匀改变。,第37页,E,A,B,A,B,A,B,比较,A,、,B,两点场强大小以及电势大小。,第38页,A,B,a,b,第39页,a,b,A,B,第40页,CD,1,、关于等势面正确说法是（,）,A,电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功,B,等势面上各点场强大小相等,C,等势面一定跟电场线垂直,D,两等势面不能相交,第41页,D,2,、一个点电荷，从静电场中,a,点移至,b,点，其电势能改变为零，则（）,A,ab,两点场强一定相等,B,该电荷一定沿等势面移动,C,作用于该点电荷电场力与其移动方向总是垂直,D,a,、,b,两点电势相等,第42页,某电场等势线如图所表示。,（,1,）请画出过,A,、,B,、,C,三点电场线；,（,2,）某电荷沿任意路径从,A,运动,C,再到,B,点，电场力做功？,第43页,3,、在匀强电场中有,a,、,b,、,c,三点，位置关系如图所表示，其中,ab=1.732 cm,，,bc=1cm,已知电场线与,abc,三点所在平面平行,若将电量为,-210,C,点电荷从,a,移到,b,，电场力不做功，而把该电荷从,a,移到,c,，电场力做功为,1.810,J,（,1,）画出经过,a,、,b,、,c,三点电场线,（,2,）求该匀强电场电场强度,答案：,910,2,V/m,第44页,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（）,D,第45页,如图所表示，虚线a、b和c是某静电场中三个等势面，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,AC,第46页如图所表示，,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,a,、,b,、,c,、,d,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,第47页,B,如图所表示，,P,、,Q,是等量正点电荷，,O,是它们连线中点，,A,、,B,是中垂线上两点，,OA,OB,，用,E,A,、,E,B,和,A,、,B,分别表示,A,、,B,两点电场强度和电势，则（）,A,E,A,一定大于,E,B,，,A,一定大于,B,B,E,A,不一定大于,E,B,，,A,一定大于,B,C,E,A,一定大于,E,B,，,A,不一定大于,B,D,E,A,不一定大于,E,B,，,A,不一定大于,B,第48页,AD,如右图所表示，真空中等量异种点电荷放置在,M,、,N,两点，在,MN,连线上有对称点,a,、,c,，,MN,连线中垂线上有对称点,b,、,d,，则以下说法正确是（）,A,a,点场强与,c,点场强一定相同,B,a,点电势一定小于,c,点电势,C,负电荷在,c,点电势能一定大于在,a,点电势能,D,正电荷从,d,点移到,b,点电场力不做功,第49页,B,以下电场中，,a,、,b,两点场强和电势都相同是（）,A,、距正点电荷等距离,a,、,b,两点,B,、等量异种点电荷连线中垂线上，距连线中点O,等距离,a,、,b,两点,C,、等量同种点电荷连线上，距连线中点,O,等距离,a,、,b,两点,D,、两块带有等量异种电荷平行金属板间，距同一板,不等距离,a,、,b,两点,第50页,C,(,江苏单科,),空间有一沿,x,轴对称分布电场，其电场强度,E,随,x,改变图象如图所表示，以下说法中正确是,(,),A,、,O,点电势最低,B,、,x,2,点电势最高,C,、,x,1,和,x,1,两点电势相等,D,、,x,1,和,x,3,两点电势相等,第51页,第52页,2,、如图所表示，点电荷静电场中电场线用实线表示，但其方向未标明，虚线是某一带电粒子经过该电场区域时运动轨迹。,a,、,b,是轨迹上两点。若带电粒子在运动中只受到电场力作用，依据此图可作出正确判断是（）,A.,带电粒子所带电荷性质,B.,带电粒子在,a,、,b,两点受力方向,C.,带电粒子在,a,、,b,两点速度何处较大,D.,带电粒子在,a,、,b,两点电势能何处较大,BCD,a,b,第53页,3,、,A,和,B,为电场中某条电场线上点，如图：将,q=410,-9,C,正电荷从,A,点移到,B,点需克服电场力做功,5 10,-7,J,，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54页,5、有一电荷量q=-3x,10,-,6,C点电荷，从电场中A点移到B点时，克服静电力做功,-,6,10,-,4,J,从B点到C点时静电力做功,-,9,10,-,4,J，问：,以B为零势能点，电荷在A点时电势能E,PA1,是多少？,若选取C点得电势能为0，则电荷在A点时电势能E,PA2,又是多少？,第55页,以下说法中正确是（）,A.,当两正点电荷相互靠近时，它们电势能增大,B.,当两负点电荷相互靠近时，它们电势能增大,C.,一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们电势能减小,D.,一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们电势能增大。,ABC,第56页,如图所表示,在等量正点电荷形成电场中,它们连线中垂线,ab,上,有一电子,从静止开始由,a,运动到,b,过程中（,a,、,b,相对,O,对称以下说法正确是（）,A.,电子电势能一直增多,B.,电子电势能一直降低,C.,电子电势能先降低后增加,D.,电子电势能先增加后降低,C,O,a,b,+,+,-,第57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58页,