2.1-电场能的性质ppt课件

1、知知 识识 要要 点点知知 识识 梳梳 理理知知 识识 迁迁 移移课课 堂堂 小小 结结授课老师授课老师: :尤溪一中尤溪一中 张其凤张其凤20192019年年1111月于明溪一中月于明溪一中物理物理3-1复习二复习二考点自清考点自清一、电场力做功与电势能一、电场力做功与电势能1.1.电荷在电场中移动时电荷在电场中移动时, ,电场力做功跟重力做功相似电场力做功跟重力做功相似, ,只与只与 电荷的始末位置有关电荷的始末位置有关, ,与电荷经过的与电荷经过的 无关无关. .电场力做电场力做 功的计算公式功的计算公式: :W=qU;W=qU;在匀强电场中在匀强电场中, ,电场力做的功电场力做的功 W

2、=qEd, W=qEd,其中其中d d为沿电场线方向的位移为沿电场线方向的位移. .2.2.电场力对电荷做正功电场力对电荷做正功, ,电势能电势能 ; ;电场力对电荷做负功电场力对电荷做负功, , 电势能电势能 . .电场力做功等于电势能变化的负值电场力做功等于电势能变化的负值, ,即即 WAB=EpA-EpB. WAB=EpA-EpB.3.3.电荷在某点具有的电势能电荷在某点具有的电势能, ,等于把它从该点移动到零势能等于把它从该点移动到零势能 面位置时电场力所做的功面位置时电场力所做的功. .电势能是相对的电势能是相对的, ,通常把电荷通常把电荷 在离场源电荷无穷远处的电势能规定为零在离场

3、源电荷无穷远处的电势能规定为零, ,或把电荷在大或把电荷在大 地表面上的电势能规定为零地表面上的电势能规定为零. .途径途径减少减少增加增加知识要点 1二、电势二、电势1.1.定义定义: :电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值, , 叫做这一点的电势叫做这一点的电势, ,用用 表示表示. .在数值上等于单位正电荷由在数值上等于单位正电荷由 该点移到零电势点时该点移到零电势点时 , ,电势是标量电势是标量, ,只有大只有大 小小, ,没有方向没有方向, ,但有正负但有正负. .2.2.公式公式: (: (与试探电荷无关与试探电荷无关) )3.3

4、.单位单位: :伏特伏特(V)(V)4.4.电势与电场线的关系电势与电场线的关系: :沿电场线方向电势降低沿电场线方向电势降低.(.(电场线指电场线指 向电势降低的方向向电势降低的方向) )5.5.零电势位置的规定零电势位置的规定: :电场中某一点的电势的数值与零电势电场中某一点的电势的数值与零电势 的选择的选择 关关, ,即电势的数值决定于零电势的选择即电势的数值决定于零电势的选择.(.(大地或大地或 无穷远默认为零无穷远默认为零) )电场力所做的功电场力所做的功有有qEp三、等势面三、等势面1.1.定义定义: :电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面.

5、 .2.2.等势面的特点等势面的特点 (1) (1)等势面一定和电场线垂直等势面一定和电场线垂直. . (2) (2)等势面上各点电势相等等势面上各点电势相等, ,在等势面上移动电荷电场力在等势面上移动电荷电场力 不做功不做功. . (3) (3)电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面. . (4) (4)电场线越密的地方电场线越密的地方, ,等差等势面越密等差等势面越密. .四、电势差与电场强度四、电势差与电场强度1.1.电势差电势差: :电荷电荷q q在电场中在电场中A A、B B两点间移动时两点间移动时, ,电场力所做的电场力所做的 功功

6、WAB,WAB,跟它的电荷量跟它的电荷量q q的比值的比值, ,叫做叫做A A、B B间的电势差间的电势差, ,也叫也叫 电压电压. . 公式公式: .: .单位单位: :伏伏(V).(V).2.2.电势差与电势的关系电势差与电势的关系:UAB= ,:UAB= ,电势差是标量电势差是标量, ,可以是可以是 正值正值, ,也可以是负值也可以是负值. .3.3.电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系: :匀强电场中两匀强电场中两 点间的电势差等于电场强度与这两点沿电点间的电势差等于电场强度与这两点沿电 场线方向的距离的乘积即场线方向的距离的乘积即U=Ed,U=Ed,也可以写也可以写 作作 (

7、 (如图如图1 1所示所示).).特别提醒特别提醒电势具有相对性电势具有相对性, ,而电势差与零电势点的选取无关而电势差与零电势点的选取无关, ,电势差具电势差具有绝对性有绝对性. .qWUABABBAdUE 图图1 1电势：电势：UAB=A-0在数值上等于单位正在数值上等于单位正电荷由该点移到零电电荷由该点移到零电势点电场力做的功势点电场力做的功电场力做的功等于电电场力做的功等于电势能的减少量势能的减少量WABEpAEpB电势能电势能:WABEpA0把它从该点移动到零把它从该点移动到零势能面位置时电场力势能面位置时电场力所做的功所做的功电势差电势差: WAB/q=UAB在数值上等于单位正在数

8、值上等于单位正电荷从电荷从A点移到点移到B电场电场力做的功力做的功规规定定零零电电势势能能功能关系功能关系特点特点:与路径无关与路径无关规规定定零零电电势势点点qEp定义定义:知识梳理 2电场电场重力场重力场物理量比较物理量比较电势电势:与零势面选取有关与零势面选取有关高度高度:与参考面选取有关与参考面选取有关电势差电势差:与零势面选取无关与零势面选取无关高度差高度差:与参考面选取无关与参考面选取无关电场强度电场强度:E=F/q矢量矢量重力加速度重力加速度:g=G/m矢量矢量场力做功与场力做功与势能变化关势能变化关系系电场力做正功电场力做正功,电势能电势能的减的减少少;电场力做负功电场力做负功

9、,电势能的电势能的增加增加.重力做正功重力做正功,重力势能重力势能的的减少减少;重力做负功重力做负功,重力势能重力势能 的增加的增加.电场力做功电场力做功与路径无关。与路径无关。同一电荷，决定于两位置。同一电荷，决定于两位置。两位置确定，两位置确定，W电电/q=U 为一为一恒量恒量重力做功重力做功与路径无关。与路径无关。同一物体，决定于两位置。同一物体，决定于两位置。两位置确定，两位置确定，WG/q=h为一为一恒量恒量1、关于电势、电势差、电势能、静电力做功这四个物理量、关于电势、电势差、电势能、静电力做功这四个物理量建立建立. 采用了类比法推导。说明如下采用了类比法推导。说明如下:知识梳理

10、2E+2 2、几种常见的等势面、几种常见的等势面( (同一图中相邻的等势面之间电势差相同同一图中相邻的等势面之间电势差相同) )ABC问题讨论问题讨论1：在等势面密集在等势面密集的地方，场强的地方，场强有何特征有何特征?问题讨论问题讨论2:在甲图中的在甲图中的A,B两点两点,它们的电势是否相同它们的电势是否相同?它们的场强是否相同它们的场强是否相同?利用图中某些点说明利用图中某些点说明:电场强度为零的点电场强度为零的点,电势电势不一定为零不一定为零.电势为零的电势为零的点点,电场强度不一定为零电场强度不一定为零. 根据以上知识解决下列问题：根据以上知识解决下列问题：1 1、电场中电势高低的判断

11、、电场中电势高低的判断2 2、关于电势能增减的判断、关于电势能增减的判断3 3、电场力做功和电势差的计算、电场力做功和电势差的计算知识迁移应用 3题型题型1 电势高低判断电势高低判断知识迁移应用 3【例【例1】 如图，如图，a、b、c是一条电场线上的三个点，电场是一条电场线上的三个点，电场线的方向由线的方向由a到到c, a、b间的距离等于间的距离等于b、c间的距离。用间的距离。用a、b、c和和Ea、Eb、Ec分别表示分别表示a、b、c三点的电势和场三点的电势和场强。下列哪个正确？强。下列哪个正确？ A.aA.abbc B. Eac B. EaEbEbEc Ec C.aC.ab=bb=bc D.

12、 Ea=Eb=Ec c D. Ea=Eb=Ec a b a b c Ec E变式练习：变式练习：知识迁移应用 3下列关于电势高低的判断，正确的选项是（下列关于电势高低的判断，正确的选项是（ ）A、正电荷从、正电荷从A点移到点移到B点时，其电势能增加，点时，其电势能增加，A点电势一定点电势一定低低B、正电荷只在电场力作用下，从、正电荷只在电场力作用下，从A点移到点移到B点时，点时，A点电势点电势一定高一定高C、负电荷从、负电荷从A点移到点移到B点时，外力做正功，点时，外力做正功，A点电势一定高点电势一定高D、负电荷从、负电荷从A点移到点移到B点时，其电势能增加，点时，其电势能增加，A点电势一定点

13、电势一定低低 方法总结：方法总结：1 1、根据电场力方向判断：沿着电场线方向电势降、根据电场力方向判断：沿着电场线方向电势降低。低。2 2、根据电势能、根据电势能 判断：正电荷在电势判断：正电荷在电势高处电高处电势能大；负电荷在电势高处电势能小。势能大；负电荷在电势高处电势能小。qEp题型题型2 2、关于电势能增减的判断、关于电势能增减的判断【例【例2】 、如下图、如下图,在等量正点电荷形成的电场中在等量正点电荷形成的电场中,它们连它们连线的中垂面线的中垂面ab上上, 有一电子有一电子,从静止开始由从静止开始由a运动到运动到b的过程的过程中中(a、b相对相对O对称对称),下列说法正确的是下列说

14、法正确的是( )A.电子的电势能始终增多电子的电势能始终增多B.电子的电势能始终减少电子的电势能始终减少C.电子的电势能先减少后增加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电子的电势能先增加后减少Oab+- 方法总结：根据电场力做功的正负判断方法总结：根据电场力做功的正负判断知识迁移应用 3知识迁移应用 3题型题型3、电场力做功和电势差的计算、电场力做功和电势差的计算【例【例4】如图所示的匀强电场方向水平向左，一质量为】如图所示的匀强电场方向水平向左，一质量为m带电带电量为量为q的小球从的小球从A点飞入电场，在电场力和重力作用下，以点飞入电场，在电场力和重力作用下，以 V0初速度沿

15、图示径迹自下而上直线运动到最高点初速度沿图示径迹自下而上直线运动到最高点B。初速度方向。初速度方向和场强方向成和场强方向成角。求角。求(1)小球带正电还是带负电小球带正电还是带负电?(2)小球运动到最高点时，电场力所做的功？小球运动到最高点时，电场力所做的功？(3)电场中电场中AB之间的电势差之间的电势差? AV0BAV0mgqEF合合试题分析：试题分析：设电场强度为设电场强度为E，因小球做直线，因小球做直线运动，它受的电场力和重力的运动，它受的电场力和重力的合力必定沿此直线，如下图。合力必定沿此直线，如下图。且且Mg=qEtan由图可知，小球作匀减速运动由图可知，小球作匀减速运动的加速度大小为的加速度大小为a=g/Sin设从设从A到最高点的位移为到最高点的位移为SV02=2aS那么，电场力功那么，电场力功W=qESCos得：得： 22021CosmvW试分析：在此过程中，关于小球能量试分析：在此过程中，关于小球能量转化的情况，下列分析正确的是转化的情况，下列分析正确的是（ ） A.动能增加了动能增加了 B.电势能减少了电势能减少了 C.重力势能增加重力势能增加 D.小球机械能减少小球机械能减少3知识迁移应用