湖南省双峰一中高中物理 第一章 4 电势和电势能 电势课件2 新人教版选修31.ppt

4电势和电势能 2 电势 本节课学习目标 1掌握电势的概念 理解电势的意义 掌握电势的计算方法2能判断电场中两点电势的高低3掌握等势面的概念4掌握等势面的特点 请同学们阅读教材第17页至第19页 然后将请同学回答问题 一自主学习 电场有力的性质 我们用电场强度来描述电场这个力的性质 而现在我们已经知道电场还有能的性质 那么我们又用一个什么样的物理量来描述电场这个能的性质呢 电势 电势 2电势的单位是 符号为 1v 伏特 v 1j c 3电势只有大小 没有方向 是个 但电势有 标量 正负 4沿着电场线方向电势 逐渐降低 5应该先规定 然后才能确定电场中其他各点的电势 电场中某处的电势为0 一自主学习 6在物理学的理论研究中常取离场源电荷的电势为0 在实际应用中常的电势为0 无限远处 大地 7电场中电势相同的各点构成的面叫做 等势面 8等势面有如下性质 1 在同一等势面移动电荷时 2 电场线跟等势面 3 电场线由电势的等势面指向电势的等势面 静电力不做功 垂直 高 低 二质疑提问 1电势是一个什么样的物理量 电势是一个描述电场能的性质的物理量 根据 ep q 则ep q 即同一电荷在电势高处电势能也越大 2如果把电势能比做重力势能 那么电势又相当于什么呢 相当于高度 3电场强度越大的地方 电势一定越高吗 不一定 如负电荷形成的电场中 4如果规定无限远处的电势为零 则在正电荷形成的电场中 电势是大于零带是小于零 负电荷形成的电场呢 对于正电荷 从无限远处进入电场 是逆着电场线方向进行 而逆着电场线方向电势升高 从零的基础上升高 则大于零 负电荷则相反 小于零 二质疑提问 5等势面有什么意义 等势面的意义是 能形象反映出电势分布 等势面相当于地图上的等高线 等高线能形象反映出地势分布 通过等势面能确定电场分布 因为没有专门确定电场分布的仪器 但有确定电势分布的仪器 先用仪器确定电势分布图 再根据电场线跟等势面垂直 画出电场分布 6两个等势面能相交吗 不相交 论证1 若两个等势面相交 则这两个等势面的电势就相等了 论证2 根据电场线跟等势面垂直 若相交 则电场有两个方向了 三问题探究 1一个电荷量是q 2 10 8的正电荷从电场中的a点移动b点时 静电力做功wab 4 10 4j 1 若规定b点的电势为零 则此电荷在a点时的的电势能是多大 电场中a点的电势是多少 2 若把另一个电荷是q 4 10 8的负电荷同样从电场中的a点移动b点 则静电力做功是多少 若规定b点的电势为零 则此电荷在a点时的的电势能是多大 电场中a点的电势是多少 1 epa wab 4 10 4j 2 根据w flcos qelcos 电场没变 故e不变 因为还是从a点移到b点 则l不变 且因为是负电荷 静电力的方向反向 则cos 大小不变 变为负值 则w ab q elcos 8 10 4j e pa w ab 8 10 4j 三问题探究 2如图 空间有一匀强电场 电场强度为e 4 104n c 在电场线上有两点ab 离o点的距离分别是0 2m和0 15m 若规o点为零电势 求ab两点的电势是多少 思路 求电势要先算电势能 因 ep q 而求电势能先要算静电力做功 即把一个正电荷q 也可以是负电荷 分别从a移到o和从b移到o时 静电和做的功就等于它在该点的电势能 所以 epa wao qed1 epb wbo qed2 于是 a epa q ed1 800v b epb q ed2 600v 问题讨论通过上面两个例题请思考一个问题 电场中的电势的大小及正负与电场中另一个检验电荷的大小和正负有关吗 电场中的电势究竟由什么决定 电场中的电势与检验电荷无关 只与电场本身及电场空间的位置有关 3如图是一对等量异种电荷的电场线 两电荷连线的垂直平分面是等势面吗 是等势面 因为电场强度方向是沿电场线的切线方向 所以在两电荷连线的垂直平分面上 电场强度方向都该面垂直 在此面上移动电荷时 静电力不做功 4如图是一对等量异种电荷的电场线 abc是此电场中的三点 虚线是两电荷连线的垂直平分面 b点在虚线上 若规定无限远处的电势为零 则abc三点中 哪一点的电势大于零 哪一点小于零 哪一点小于零 三问题探究 因虚线是等势面 且伸展到无限远处 所以虚线上的电势均为零 即 b 0 而逆着电场线电势升高 顺着电场线电势降低 所以 a 0 c 0 5如图 虚线是电场线 实线是一个负电荷的运动轨迹 不计粒子重力 1 确定电场强度的方向 2 比较ab两点电势的高低 3 比较粒子在ab两点电势能的大小和速度的大小 1 凡做曲线运动的物体 受到的力是指向曲线内侧的 而静电力方向又要沿电场线切线方向 所以静电力方向是向上的 三问题探究 因是负电荷 电场场强方向向下 2 顺着电场线方向电势降低 a点电势高 3 从a到b 静电力做负功 电势能增大 速度减小 四课堂检测 1将一电荷量是q 3 10 9的电荷放在电势 1000v的地方 该电荷的电势能是多少 2将一个电荷是q 2 10 8的负电荷从电场中的a点移动b点时 克服静电力做功4 10 4j 若规定a点的电势为零 则电场中b点的电势是多少 四课堂检测 3如上图所示 a b c是某电场中一条电场线ab上的三点 用 a b c和ea eb ec分别表示三点的电势和电场强度大小 1 若该电场是匀强电场 则 a b c的大小关系为 ea eb ec的大小关系为 2 若该电场是a处的点电荷产生的 则 a b c的大小关系为 ea eb ec的大小关系为 3 若该电场是b处的点电荷产生的 则 a b c的大小关系为 ea eb ec的大小关系为 4 若a b处分别为两个等量异种电荷 则 a b c的大小关系为 ea eb ec的大小关系为 四课堂检测 4如图 实线是某电场的等势面 虚线是一个带电粒子的运动轨迹 试画出电场线 此粒子带电 比较粒子在ab两的速度和加速度有aa ab va vb 五小结评价 1静电力做功的特点 只与始末位置有关 与路径无关2电势能 放入电场中的电荷具在电势能 因静电力具有对电荷做功的本领3静电力对电荷做了多少正功 电荷的电势能就减少多少 静电力对电荷做了多少负功 电荷的电势能就增加多