2013【创新设计】选修3-1课件和随堂练习全套1-11-4PPT

1、4电势能和电势,1通过讨论静电力对试探电荷做功，知道静电力做功与路径无关的特点 2将静电力做功与重力做功进行类比，理解静电力做功与电势能变化的关系认识电势能的相对性 3知道电势的定义方法及其定义公式、单位 4知道等势面的定义，知道电场线一定垂直于等势面.,一、静电力做功的特点 在电场中把点电荷q从A点移动到B点，不管走什么路径，静电力所做的功都相同说明静电力做功与电荷经过的 无关，与电荷的 位置和 位置有关(如图141所示),路径,起始,终止,电场,减少量,WABEpAEpB,无限远处,零势能,比值,伏特,V,标量,降低,垂直,永不相交,3等势面的应用 (1)由等势面可以判断电场中各点电势的高

2、低及差别 (2)由等势面可以判断电荷在电场中移动时静电力做功情况 (3)已知等势面的分布和其形状，再根据电场线与等势面相互垂直的特点，就能描绘出电场线的分布情况，确定电场的分布,二、比较电荷在电场中某两点电势能大小的方法 1做功判断法 无论正、负电荷，电场力做正功，电势能就减小，电场力做负功，电势能就增大 2电场线法 正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大 负电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小 3由公式Epq判断 设AB，当q0时，qAqB，即EpAEpB.当q0时，qAqB即EpAEpB，可总结为正

3、电荷在电势高的地方电势能大，而负电荷在电势高的地方电势能小,4场源电荷判断法 离场源正电荷越近，试探正电荷的电势能越大，试探负电荷的电势能越小离场源负电荷越近，试探正电荷的电势能越小，试探负电荷的电势能越大 5能量守恒法 只有电场力做功时，电荷的动能和电势能互相转化，由此可由动能的变化确定电势能变化，即只有电场力做功时，动能减少多少，电势能就增加多少，反之，动能增加多少，电势能就减少多少,教材资料分析 思考与讨论 1如果电荷沿不同路径移动时静电力做的功不一样，还能建立电势能的概念吗？为什么？ 点拨电势能是电荷在电场中具有的势能由于移动电荷时静电力做的功与移动的路径无关，所以电荷在某点的电势能才

4、是确定的；如果电荷沿不同的路径移动时静电力做功不一样，则电荷从电场中某点移到电势能的零点时，电场力做功也就不同，电荷在该点的电势能也不是唯一确定的，电势能的概念也就无法建立了,2在上面关于电势能和电势的讨论及插图中，我们一直把试探电荷q当做正电荷处理请把q当做负电荷，重复以上讨论其结果与上面的结果是否一致？ 点拨把q当成负电荷，与把q当成正电荷所得的结果仍是一致的 根据电场力做功与电势能变化的关系可知：电荷在某点的电势能，就等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功在教材图1.44所示中，q为正电荷时，正电荷在A点的电势能为正值，正电荷的电势能Ep与它的电荷量q的比值为正；q为负电荷时，负

5、电荷在A点的电势能为负值，负电荷的电势能Ep与它的电荷量q的比值仍为正，并且比值都是相同的常数，所以不管正电荷还是负电荷，电荷在A点的电势能Ep与它的电荷量q的比值都是不变的，即A点的电势与所移动电荷的正负无关,【典例1】 如图142所示，在静电场中，一个负电荷q受到一个非静电力作用，由A点移动到B点，则下列说法正确的是() A非静电力和电场力做功之和等于电荷电势能增量和动能增量之和 B非静电力做功等于电势能增量和动能增量之和 C电荷克服电场力做功等于电势能的增量 D非静电力做功和电场力做功之和等于电荷动能的增量,解析根据动能定理，合外力对电荷所做的功等于电荷动能的增量，对电荷和电场组成的系统

6、而言，非静电力是外力，非静电力对电荷做了多少正功，系统能量(电势能和电荷动能)就增加多少据电场力做功与电势能变化的关系(WFE)，及电场力对电荷做负功，得电荷克服电场力做功等于电荷电势能的增量所以B、C、D对 答案BCD 借题发挥功是能量转化的量度，但要理解并区别电场力的功与电势能变化的关系、合外力的功与动能变化的关系(动能定理)，即搞清功与能的变化的对应关系,A若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则静电力对该电荷做正功，电势能减小 B若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则该电荷克服静电力做功，电势能增加 C若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点，则静电力对该电荷做正功，电势能减小 D若把一

7、负的点电荷从M点沿直线移到N点，再从N点沿不同路径移回到M点，则该电荷克服静电力做的功等于静电力对该电荷所做的功，电势能不变,解析由点电荷产生的电场的特点可知，M点的电势高，N点的电势低，所以正电荷从M点到N点，静电力做正功，电势能减小，故A对、B错；负电荷由M点到N点，克服静电力做功，电势能增加，故C错；静电力做功与路径无关，负点电荷又回到M点，则整个过程中静电力不做功，电势能不变，故D对 答案AD,【典例2】 将带电荷量为6106 C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了3105 J的功，再从B移到C，电场力做了1.2105 J的功，则 (1)电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电

8、势能共改变了多少？ (2)如果规定A点的电势为零，则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少？B点和C点的电势分别为多少？ (3)如果规定B点的电势为零，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？A点和C点的电势分别为多少？,答案见解析,【变式2】 如图144所示，真空中等量异种点电荷放置在M、N两点，在MN的连线上有对称点a、c，MN连线的中垂线上有对称点b、d，则下列说法正确的是() Aa点场强与c点场强一定相同 Ba点电势一定低于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,解析根据真空中等量异种点电荷电场线分布特点，在MN的连线上对称点a、c场强一定

9、相同，故A正确；因沿着电场线方向电势逐渐降低，但电场方向未知，则a点电势不一定低于c点电势，故B错误；电荷从a点移到c点，电场力做功正负未知，则不能判断电势能增减，负电荷在c点电势能不一定大于在a点电势能，故C错误；而MN连线的中垂线是等势线，其上的对称点b、d电势相等，则正电荷从d点移到b点电场力不做功，故D正确 答案AD,【典例3】 (2009上海高考)位于A、B处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图145所示，图中实线表示等势线，则() Aa点和b点的电场强度相同 B正电荷从c点移到d点，电场力做正功 C负电荷从a点移到c点，电场力做正功 D正电荷从e点沿图中虚线移到f点，电

10、势能先减小后增大,解析a、b两点场强方向不同，A错c点电势低于d点，正电荷从c点移到d点，即正电荷向高电势处移动、电场力做负功，B错a点电势低于c点，从a到c，把负电荷向高电势处移动，电场力做正功，C对从e到f，电势先变低后变高，故沿此方向移动正电荷，电场力先做正功，后做负功，电势能先减小后增大，D对 答案CD 借题发挥等势面的应用 (1)利用等势面和电场线垂直以及沿电场线电势降低的特点可判断电场线的方向(2)利用等势面的密集程度也可以比较场强大小，密大疏小(3)在等势面上移动电荷时，或者带电粒子从一个等势面运动又返回到这个等势面上时，电场力均不做功,【变式3】 如图146所示，某区域电场线左

11、右对称分布，M、N为对称线上的两点下列说法正确的是() AM点电势一定高于N点电势 BM点场强一定大于N点场强 C正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能 D将电子从M点移动到N点，电场力做正功,解析沿电场线方向，电势降低，所以M点电势一定高于N点电势，A正确；电场线的疏密程度表示电场的强弱，由题图可知，M点场强一定小于N点场强，B错；正电荷q在M点的电势能EpMqM，在N点的电势能EpNqN，由于MN，所以EpMEpN，C正确；电子在电场中受电场力的方向沿NM指向M，故从M移动到N，电场力做负功，D错误 答案AC,电场力做功与电势能变化的关系 1如果把q1.0108 C的电荷从无穷远处移到电场中的A点，需要克服电场力做功W1.2104 J，那么： (1)q在A点的电势能和A点的电势各是多少？ (2)q在未移入电场前A点的电势是多少？,电势、电势能计算,电势高低的判断方法 3(2010重庆高二检测)一个带电粒子在匀强电场中运动的轨迹如图148中曲线AB所示，平行的虚线a、b、c、d表示该电场中的四个等势面不计粒子重力，下列说法中正确的是 () A该粒子