高中物理选修31人教同课异构教学课件第一章静电场第四节电势能和电势课件1

1、第一章 静电场,第四节 电势能和电势,新课标高中物理选修31,1.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。 3.明确电势能、电势、静电力做功和电势能的关系。 4.了解电势与电场线的关系，了解等势面的意义及等势面与电场线的关系。,学习目标,引：一个试探电荷在电场中某点由静止释放,将如何运动?,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.,什么能转换为动能的呢，能否从能量的角度解释呢,一、静电力做功的特点,1.将电荷q从A沿直线移至B:,2.将电荷q从A沿折线移至B:,对AM:,对MB

2、:,对全程:,一、静电力做功的特点,3.将电荷q从A沿曲线移至B:, ,x1,x2,x3,一、静电力做功的特点,电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢？,一、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，,该结论对于非匀强电场也是适用的。,4、结论,回顾重力做功的特点?,A,B,C,1.在这三种情况下重力做功的关系？,3.可以引进重力势能的概念。,2.,4.类比可以给出电势能的概念。,（Ep）标量,二、电势能,、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。,负电荷逆着电场线移动，电场力做正功，电势能减少,、电场

3、力做功改变电势能,正电荷顺着电场线移动，电场力做正功，电势能减少,正电荷逆着电场线移动，电场力做负功，电势能增加,负电荷顺着电场线移动，电场力做负功，电势能增加,、电场力做的功等于电势能的减少量,、相对性：大地或无穷远默认为零,二、电势能,、在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为正，负电荷在任一点具有的电势能都为负。 在负电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为负，负电荷在任意一点具有的电势能都为正。,7、电荷在电场中某一点A具有的电势能EP等于将该点电荷由A点移到电势零点电场力所做的功W的。即EP=W,6、电势能有正负，却是标量，正负表示该点的电势能比零点的电势能的高低

4、。,、下列说法中正确的是（ ） A.当两正点电荷相互靠近时，它们的电势能增大 B.当两负点电荷相互靠近时，它们的电势能增大 C.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能减小 D.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能增大。,ABC,针对训练,电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加,知识链接,CD,针对训练,由动能定理可知，电荷的动能将增加5106J ，D正确,根据功能关系，电荷的电势能将减少5106J ，C正确,由于不知道电荷的初动能和初势能，所以A、B错误,、一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场力做了5106J的功，那么 ( ) A电荷在B处时

5、将具有5106J 的电势能 B电荷在B处将具有5106J 的动能 C电荷的电势能减少了5106J D电荷的动能增加了5106J,、将带电量为610-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了310-5J的功，再从B移到C，电场力做了1.210-5J的功，则 （1）电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能共改变了多少？ （2）如果规定A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少？ （3）如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？,增加了1.810-5J.,EPC=1.810-5 J,EPC=-1.210-5 J,EPB=310-5 J,EPA= -3

6、10-5 J,针对训练,4、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,O,a,b,+,+,E,E,F,F,做正功,做负功,电势能减少,电势能增加,针对训练,5、一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图虚线所示,电场方向竖直向下.若不计空气阻力,则此带电油滴从a运动到b的过程中,能量变化情况为( ) A.动能减小 B.电势能增加 C.动能和电势能之和减少 D.重力势能和电势能之

7、和增加,C,针对训练,mg,F电,受力分析,合力向上，合力做正功，油滴动能增加，A错,电场力做正功，电势能减少，B错,根据能量守恒可知，C对、D错,讨论:,1.将电荷q从A点移到B点。若取B点的电势能为零，则A点的电势能为多少？,2.若电荷的电量为2q、 3q 则A点的电势能为多少?,3.求EPA/q，比值是否与电荷量有关？,与电荷量无关,三、电势,1、定义：,（ 标量）,3、相对性：一般选取无穷远或大地电势为零。,1J/C=1V,2、EP及q含符号,4、沿电场线 (场强)方向电势越来越低,5、正电荷的电场中电势为正，负电荷的电场中电势为负,A B,6、电场中某点的电势的大小是由电场本身的性质

8、决定的，与放不放电荷及放什么电荷无关,7、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。,6、如图所示，点电荷的静电场中电场线用实线表示，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，根据此图可作出正确判断的是( ) 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.带电粒子在a、b两点的电势能何处较大,BCD,F,F,v,v,若粒子ab，a、b两点的速度方向如图所示,根据力与运动轨迹的关系

9、，受力方向如图所示,B正确,由动能定理和功能关系可知C、D在正确,若粒子ba，a、b两点的速度方向如图所示,v,v,7、如图所示，是负点电荷产生的电场中的一条电场线。一个带正电的粒子（不计重力）从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示，则该带电粒子在a点的加速度一定在b点的加速度。带电粒子在a点的电势能一定在b点的电势能。（填“大于”、“小于”式“等于”）。,N,b,a,小于,大于,-,四、等势面,2、几种常见的等势面,1、定义：,电场中电势相同的各点构成的面，叫做等势面。,+,（1）在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功,（2）电场线（或E）等势面，且由电势较高的等势面指向电势较

10、低的等势面,3、等势面的特点：,（4）等势面密处场强大、电场线密，等势面疏处场强小、电场线疏,（3）不同等势面在空间不相交、不相切，闭合,（5）沿电场方向电势降低最快,（6）匀强电场中电势均匀变化。,针对训练,8、关于等势面，正确的说法是（） A电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功 B等势面上各点的场强大小相等 C等势面一定跟电场线垂直 D两等势面不能相交,CD,C,针对训练,UabUbc,qUabqUbc,9、孤立点电荷电场中的一簇等势面如图所示中虚线所示，其电势分别为1、2、3，a、b、c是某电场线与这簇等势面的交点，且ab=ac.现将一负正电荷由a移到b，电场力做正功W1；再由b移至c，电场力做正功W2,则（） A.W1=W2，123 B.W1=W2，123 C.W1W2，123 D.W1W2，123,10、如图，虚线a、b、c势某静电场中的三个等势面，它们的电势a最大，c最少，一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如图实线KLMN所示，由图可知（ ）,粒子从K到L的过程中，电场力做负