高中物理 第1章 第4节 电势能和电势（第2课时）课件 新人教版选修31.ppt

第一章静电场 第四节电势能和电势 第二课时 本节课件通过与前面知识的结合 从电场对电荷做功的角度出发 推知在匀强电场中电场力做功与移动电荷的路径无关 由此与重力做功相类比 说明电荷在电场中也具有电势能 再通过电势能零点的选取过渡到对电势能的计算上 进而理解电势的含义 在教学中通过动画视频等工具 理解电势能与静电力做的功的关系 从而更好的了解电势能和电势的概念 1 理解静电力做功的特点 电势能的概念 电势能与电场力做功的关系 2 理解电势的概念 知道电势是描述电场的能的性质的物理量 明确电势能 电势 静电力的功 电势能的关系 3 了解电势与电场线的关系 了解等势面的意义及与电场线的关系 重点 理解掌握电势能 电势 等势面的概念及意义 难点 掌握电势能与做功的关系 并能用此解决相关问题 能量间可以相互转化 不同能量的表述一般是不同的 重力势能与物体质量 相对高度有关 那么电势能与哪些因素有关呢 通过研究电荷在电场中的电势能与它的电荷量的比值 你有什么发现 1 定义 电荷电场中在某一点的电势能与它的电荷量的比值 2 公式 计算时要代入正负号 3 单位 伏特 v 1v 1j c 4 电势是标量 只有大小 没有方向 三 电势 电势能 重力势能 电势 高度 电场中在某一点的电势能ep与它的电荷量q的比值大小是由电场本身的性质决定的 与放不放电荷及放什么电荷无关 类比 1 电势是表征电场中某点能的性质的物理量 仅与电场中某点性质有关 与电场力做功的值及试探电荷的电荷量 电性无关 2 电势的具体值只有在选定了零电势点后才有意义 故电势是相对的 电势零点的选取是任意的 一般选无穷远或大地的电势为零 3 电势是标量 在规定了零电势后 电场中各点的电势可以是正值 也可以是负值 正值表示该点电势比零高 负值表示该点电势比零低 例2 将一电量为210 6c的点电荷从电场外一点p移至电场中某点a 电场力做功410 5j 求a点的电势 解 设场外一点p的电势为 从p到a 电场力做的功 电场中两点电势高低的判断方法 1 根据电场力做功来判断在两点间移动正 负 电荷 电场力做正功 电势降低 升高 做负功 电势升高 降低 2 根据电荷电势能的变化来判断在两点间移动正 负 电荷 电势能增加 电势升高 降低 电势能减小 电势降低 升高 3 根据电场线方向来判断电场线的方向就是电势降低最快的方向 注意 电势与场强没有直接关系 例3 如图所示 a b为某电场线上的两点 那么以下的结论正确的是 a 把正电荷从a移到b 电场力做正功 电荷的电势能减少 电势升高b 把正电荷从a移到b 电场力做负功 电荷的电势能增加 电势降低c 把负电荷从a移到b 电场力做正功 电荷的电势能减少 电势升高d 把负电荷从a移到b 电场力做负功 电荷的电势能增加 电势降低 d a b 例4 如图所示 虚线a b和c是某静电场中的三个等势面 它们的电势分别为 和 一带正电粒子射入电场中 其运动轨迹如实线klmn所示 由图可知 a 粒子从k到l的过程中 电场力做负功b 粒子从l到m的过程中 电场力做负功c 粒子从k到l的过程中 电势能增加d 粒子从l到m的过程中 动能减少 ac 1 定义 电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面 2 等势面是为了形象描述电场中各点电势面 人为画出的曲面 四 等势面 类比地理等高线 等势面的特点 1 沿着同一等势面移动电荷时 静电力不做功 2 两个电势不同的等势面不能相交 3 电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面 4 等势面一定与电场线垂直 即跟场强方向垂直 5 等差等势面分布越密 场强越大 分布越疏 场强越小 1 点电荷的电场的等势线 特点 以点电荷为球心的一族球面 特点 垂直于电场线的一簇平面 2 匀强电场的等势面 3 等量异种电荷电场的等势面 特点 连线中垂面上的电势为零 4 等量同种正点电荷电场的等势面 特点 连线上 中点电势最低 中垂线上 中点电势最高 5 带电导体周围的电场和等势面 1 如图所示 在等量正点电荷形成的电场中 它们连线的中垂面ab上 有一电子 从静止开始由a运动到b的过程中 a b相对o对称 下列说法正确的是 a 电子的电势能始终增多b 电子的电势能始终减少c 电子的电势能先减少后增加d 电子的电势能先增加后减少 c e 2 如图所示 实线为某点电荷的电场线 但其方向未标明 虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹 a b是轨迹上的两点 若带电粒子在运动中只受到电场力作用 则下列说法正确的是 a 带电粒子所带电荷的性质b 带电粒子在a b两点的受力方向c 带电粒子在a b两点的速度何处较大d