（电势能和电势）人教版高中物理选修3-1教学课件

1、讲解人：精品课件 时间：2020.5.20MENTAL HEALTH COUNSELING PPT第4节 电势能和电势 第一章 静电场人教版高中物理选修3-1第一页，共三十一页。课堂导入一个试探电荷在匀强电场中某点由静止释放,它将如何运动?动能将如何变化？（不计重力）在电场力作用下电荷做加速运动,一段时间后获得一定的速度,试探电荷的动能增加。E+是什么能转化为试探电荷的动能的呢？ 第二页，共三十一页。【探究一：静电力做功的特点】ME【情景一】：在匀强电场中，将电荷q从A沿直线移至B:AB+qF问题：静电力做功多少？分析结果：一、静电力做功的特点第三页，共三十一页。MEAB【情景二】：在匀强电场

2、中将电荷q从A沿折线移至B:对AM:对MB:对全程:+qF+qF问题：静电力做功多少？分析结果：一、静电力做功的特点第四页，共三十一页。【情景三】：在匀强电场中，将电荷q从A沿曲线移至B:MEAB+qFEAB+qF+qF+qF+qF MX1X2X3一、静电力做功的特点。第五页，共三十一页。【讨论】将电荷q从A沿其他曲线移至B，静电力做功多少？如果移动电荷-q，14的结论又如何？MEAB-qFB+MAFq+一、静电力做功的特点第六页，共三十一页。【探究归纳】静电力做功的特点在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷经过的路径无关，仅与电荷的起始位置和终止位置有关，与初、末两点在电场线上的距离有关

3、。该结论对于非匀强电场也是适用的。什么力做功还有这个特点？一、静电力做功的特点第七页，共三十一页。静电力做功的特点与重力做功情况相似。【思考】那么电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢？做功的过程是一个能量转化的过程。重力做功的过程是重力势能转化为动能的过程。一、静电力做功的特点第八页，共三十一页。定义：电荷在电场中受到电场力而具有的与位置有关的势能叫做电势能。符号EP。相对性：规定无限远处或大地表面的电势能为0。标量：电势能是标量,有正负，正负表示该点的电势能比零势能点的电势能的高低。4. 电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性。5. 电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该处移 动到零势能位

4、置所做的功。电势能第九页，共三十一页。正电荷从A点移到B点时,静电力做正功,电荷的电势能减少。【情景1】：电荷仅在电场力作用下从A运动到B，静电力做什么功？电荷的电势能如何变化？AB+二、静电力做功与电势能的关系第十页，共三十一页。正电荷从B点移到A点时,静电力做负功, 电荷的电势能增加。【情景2】：电荷仅在电场力作用下从B运动到A，静电力做什么功？电荷的电势能如何变化？AB+二、静电力做功与电势能的关系第十一页，共三十一页。电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大【总结】【类比】重力做功与重力势能的关系重力对物体做正功，物体重力势能减小；重力对物体做负功，物体

5、重力势能增加；即：重力做功等于重力势能的减少量；二、静电力做功与电势能的关系第十二页，共三十一页。静电力做功与电势能的关系： 静电力做的功等于电势能的减少量。关系式：【探究结论】二、静电力做功与电势能的关系第十三页，共三十一页。【典例1】. 如图，在场强 的匀强电场中，将点电荷q=+1C从A移动到B，AB相距L=1m，静电力做功为多少？电势能如何变化？若规定EPA=0，则EPB=？EABFq+【解析】：静电力的方向与运动方向相同，静电力做正功，电势能减小。典型案例第十四页，共三十一页。EABFq+解：静电力做的功静电力做正功，电势能减小。若EPA=0，由得若规定其他点的电势能为0，还成立吗？某

6、一点的电势能，与零势能点的选取有关。【互动探究】典型案例第十五页，共三十一页。可见：比值 能够描述电场的能的本领大小，我们引入一个新的物理量“电势”来表示它。三：描述电场的能的性质的物理量第十六页，共三十一页。电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值。1V=1J/C。1.定义:2.公式:3. 单位: 伏特 ( V ) (计算时要代入正负号)。4.电势的性质电势具有相对性,要确定电势,应先规定电场中某处的电势为零。(通常取离场源电荷无限远处或大地表面的电势为零)电势是标量,有正负,数值取决于零电势面的选取。(负电势表示该处的电势比零电势处电势低)沿电场线方向电势降低。电势第十七页，共三十一页

7、。地图中常用等高线来表示地势的高低 2课堂活动四：形象描述电势高低的方法第十八页，共三十一页。电场中，电势相等的点构成等势面。BA+mpq在同一等势面上移动电荷，静电力不做功。E同一等势面上的点，电势都相等电场线与等势面垂直，并指向电势低的等势面。+CD+知识点3：等势面第十九页，共三十一页。1.点电荷电场中的等势面：以点电荷为球心的一簇球面几种典型电场的等势面：点电荷的等势面与等高线对比示意图知识点3：等势面第二十页，共三十一页。2.等量异种点电荷电场中的等势面：两簇对称曲面等量异种点电荷的等势面与等高线对比示意图知识点3：等势面第二十一页，共三十一页。OMN【小组讨论】在电荷连线中垂线上电

8、势分布规律1.若规定无限远处电势为零，则0 0（大于、等于、小于）2.比较M、N两点的电势大小？等于知识点3：等势面第二十二页，共三十一页。3.等量同种点电荷电场中的等势面：两簇对称曲面等量同种点电荷的等势面与等高线对比示意图知识点3：等势面第二十三页，共三十一页。OMN【小组讨论】在电荷连线中垂线上电势分布规律1.若规定无限远处电势为零，则0 0（大于、等于、小于） 2.比较M、N两点的电势大小？大于知识点3：等势面第二十四页，共三十一页。4.匀强电场中的等势面：垂直于电场线的一簇平面知识点3：等势面第二十五页，共三十一页。5.形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面知识点3：等势面第二十六

9、页，共三十一页。【典例2】(2017全国卷I)在一静止点电荷的电场中,任一点的电势与该点到点电荷的距离r的关系如图所示。电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec和Ed。点a到点电荷的距离ra与点a的电势a已在图中用坐标(ra,a)标出,其余类推。现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点,在相邻两点间移动的过程中,电场力所做的功分别为Wab、Wbc和Wcd。下列选项正确的是( )A.EaEb=41 B.EcEd=21C.WabWbc=31 D.WbcWcd=13AC典型例题第二十七页，共三十一页。1.电势能大小的判定方法方法一：从做功角度来判断（利用功能关系）【创设情景】：将电荷从A移动到B，在这一过程中若电场力做正功，电势能减少若电场力做负功，电势能增加注意：做功正负依据静电力与速度的夹角来判定方法二：利用 来判断对于正电荷，电势大处，电势能就是大；对于负电荷，电势大处，电势能反而小；【规律方法】第二十八页，共三十一页。2.电势高低的判定方法方法一：沿电场线方向电势降低方法二：从 来判断对于正电荷，电势能大处，电势就是大；对于负电荷，电势能大处，电势反而小；【规律方法】第二十九页，共三十一页。1.静电力做功的特点静电力做的功与电荷经过的路径无关，与电荷的起始位置和终止位置有关。2.电势能电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该点移动到零势能位