《电势能电势与电势差》参考.ppt

1、第一章,第4节,理解教材新知,把握热点考向,应用创新演练,知识点一,知识点二,知识点三,考向一,考向三,随堂基础巩固,课时跟踪训练,考向二,1电势能是能量的一种 形式，由电荷和电场所共有。 2电场力做功与路径无关， 电场力做的功等于电荷电势 能的减少量。 3电场线的方向就是电势降落最 快的方向。 4电场线与等势面垂直，并且由电 势高的等势面指向电势低的等势面。,自学教材,1静电力做功的特点 (1)在匀强电场中，静电力做的功为：W ，其中d为沿电场线方向的位移。 (2)在电场中移动电荷时，静电力做的功与 无关，只与 有关。,qEd,路径,始末位置,2电势能 (1)定义：电荷在电场中具有的势能。

2、(2)静电力做功与电势能的关系： 静电力做的功等于电势能的 ，表达式为： WABEpAEpB。 电荷在某点的电势能，等于把它从这点移到 位置时静电力做的功。,减少量,零势能,重点诠释,(1)与重力势能类似，电势能在选取零电势能位置后，才能有确定的值。一般选取无限远处或大地作为零势能位置。若将无穷远处的电势能定为零，则电荷在电场中某点的电势能的大小就等于将电荷从该点移到无穷远处电场力所做的功。 (2)电场力做功一定伴随着电势能的变化，电势能的变化只有通过电场力做功才能实现，与其他力是否做功，及做功多少无关。,(3)同一个电荷在同一位置的电势能与零电势能位置的规定有关，因此电势能是相对的。 (4)

3、电势能是能量的一种形式，电荷的电势能是由电荷和电场共有的。 (5)电场力做的功只能决定电势能的变化量，而不能决定电荷在电场中某点的电势能的大小。,1一负电荷仅受静电力的作用，从电场中的A点运动到B 点，在此过程中该电荷做初速度为零的匀加速直线运动，则A、B两点的电场强度EA、EB及该电荷在A、B两点的电势能EpA、EpB之间的关系为 () AEAEBBEAEpB,解析：电荷做匀加速直线运动，说明电荷所受静电力恒定，由FqE可知，A、B两点电场强度相等，故A对，B错。由于静电力做正功，所以电势能减小，即EpAEpB，故C错，D对。 答案： AD,自学教材,电势能,电荷量,2电势差 (1)定义：电

4、场中两点的 之差。 (2)定义式：UAB UBA。 (3)性质：电势差是标量，其大小只与电场中两点的位置有关，与是否存在检验电荷无关。,电势,A,B,重点诠释,1对电势的理解 (1)电势的相对性：电势是相对的，与电势零点的选取有关。只有先确定了电势零点，才能确定电场中各点的电势。 (2)电势的固有性：电势是表示电场能量属性的一个物理量，由电场本身决定，与是否放电荷、电荷的电性及电荷量均无关。,(3)电势是标量：电势只有大小，没有方向，但有正负，正值表示该点电势比零电势点高，负值表示电势比零电势点低。 (4)点电荷周围电势的高低：若规定无穷远处为零电势点时，则正电荷产生的电场中各点的电势均为正值

5、，且越靠近正电荷的地方电势越高，负电荷形成的电场则相反。,2电势与电势差的关系,2电场中有A、B两点，其电势分别为A和B，场强分 别为EA和EB。若AEB BEAEB CEAEB D条件不足，不能确定,解析：在正点电荷的电场中，AEB，在匀强电场中AB时，EAEB，而题中没有给出电场的分布情况，故不能确定EA与EB的大小关系。,答案：D,1定义 电场中电势值相等的各点构成的曲面。 2特点 (1)在同一等势面内任意两点间移动电荷时，静电力 。 (2)在空间没有电荷的地方两等势面不相交。,自学教材,不,做功,(3)电场线跟等势面 ，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。 (4)在电场线 的地方，

6、等差等势面密集。在电场线 的地方，等差等势面稀疏。 (5)等势面是虚拟的、为描述电场的性质而假想的面。,垂直,密集,稀疏,重点诠释,1等势面的应用 (1)由等势面可以判断电场中各点电势的高低及差别。 (2)由等势面可以判断电荷在电场中移动时静电力做功的情况。 (3)由于等势面和电场线垂直，若已知等势面的形状分布，可以绘制电场线，从而确定电场大体分布。 (4)由等差等势面的疏密，可以定性地确定某点场强的大小。,2几种常见电场的等势面 (1)点电荷电场的等势面，如图141中虚线所示。,图141,(2)等量异种电荷的电场的等势面，如图142甲所示，过两点电荷连线中点的中垂面是一个等势面。,图142,

7、(3)等量同种电荷的电场的等势面，如图142乙所示。 (4)匀强电场的等势面，是与电场线垂直的，间隔相等且相互平行的一簇平面，如图143所示。,图143,3关于等势面的说法，正确的是 () A电荷在等势面上移动时，由于不受电场力作用， 所以说电场力不做功 B在同一个等势面上各点的场强大小相等 C两个不等电势的等势面可能相交 D若相邻两等势面的电势差相等，则等势面的疏密 程度能反映场强的大小,答案：D,解析：电荷在等势面上移动时，静电力与等势面垂直，静电力不做功，A错误；在同一等势面上各点的电势相等，但场强大小不一定相等，B错误；等差等势面越密的地方，电场越强，D正确；等势面相交处其电势相等，故

8、不等电势的等势面不可能相交，C错误。,例1有一带负电的点电荷，从电场中的A点移动到B点时，克服电场力做功6104 J，从B点移动到C点，电场力做功9104 J，求： (1)若以A为零势能点，点电荷在B、C两点的电势能各为多少？点电荷在A、C两点的电势能之差为多少？ (2)若以B为零势能点，点电荷在A、C两点的电势能各为多少？在A、C两点的电势能之差为多少？,审题指导解答本题时应注意以下两点： (1)点电荷的电势能与零势能点的选取有关。 (2)点电荷在电场中两点间电势能的差值与零势能的选取无关。,解析(1)以A为零势能点时，由题意可知，把点电荷从B点移动到A点， 电场力做功W16104 J， 所

9、以点电荷在B点的电势能为EpBW16104 J， 把点电荷从C点移动到A点，电场力做功等于把点电荷从C点移动到B点、再从B点移动到A点电场力做功的代数和，即W29104 J6104 J3104 J 所以点电荷在C点的电势能为,EpCW23104 J， A、C两点的电势能之差 EpAEpC0(3104 J)3104 J。 (2)以B为零势能点时，把点电荷从A点移动到B点， 电场力做功W16104 J，点电荷在A点的电势能为EpAW16104 J， 从C点移动到B点，电场力做功W29104 J，点电荷在C点的电势能为EpCW29104 J， A、C两点的电势能之差 EpAEpC6104 J(910

10、4 J)3104 J。,答案见解析,(1)求解电荷的电势能时，往往是从电场力做功入手加以解决。 (2)判定电势能增减的方法： 做功判定法：无论是哪种电荷，只要电场力做正功，电荷的电势能一定减少；只要电场力做负功，电荷的电势能一定增加。,电场线法：正电荷顺着电场线方向移动，电势能一定减小，逆着电场线方向移动，电势能一定增加；负电荷顺着电场线方向移动，电势能一定增加，逆着电场线方向移动，电势能一定减小。 电性判定法：同种电荷靠近时电势能增大，远离时电势能减小；异种电荷靠近时电势能减小，远离时电势能增大。,1如图144所示，在点电荷 电场中的一条电场线上依次有 A、B、C三点，分别把q和q的试探电荷

11、依次放在三点上，关于它们所具有的电势能E的正确说法是 () A放上q时，它们的电势能EAEBEC B放上q时，它们的电势能EAEBEC D放上q时，它们的电势能EAEBEC,图144,解析：放上q时，电荷从位置ABC，都是电场力做正功，电势能应减小，可见EAEBEC。 放上q时，电荷从位置ABC，都是克服电场力做功，电荷的电势能应增大，即EAEBEC，故正确选项为A、D。,答案：AD,例2有一个带电荷量q3106 C的点电荷，从某电场中的A点移到B点，电荷克服静电力做6104 J的功，从B点移到C点，静电力对电荷做9104 J的功，问： (1)AB、BC、CA间电势差各为多少？ (2)如以B点

12、电势为零，则A、C两点的电势各为多少？电荷在A、C两点的电势能各为多少？,审题指导解答本题时应注意以下三点： (1)电荷克服电场力做功的含义。 (2)电势差与电场力做功的大小关系。 (3)电势差与电势的关系。,(2)若B0，由UABAB得AUAB200 V， 由UBCBC， 得CBUBC0(300) V300 V 电荷在A点的电势能 EpAqA3106200 J6104 J 电荷在C点的电势能 EpCqC3106300 J9104 J。,答案(1)200 V300 V100 V (2)200 V300 V6104 J9104 J,2如图145所示为一匀强电 场，场强E2102 N/C，现让一

13、个电荷量q4108 C的负电荷 沿电场方向从M点移到N点，MN间 的距离x30 cm。试求： (1)电荷从M点移到N点电势能的变化； (2)M、N两点间的电势差。,图145,答案：(1)增加了2.4106 J(2)60 V,例3(2011江苏高考)一粒 子从 A 点射入电场，从 B 点射出， 电场的等势面和粒子的运动轨 迹如图146所示，图中左侧 前三个等势面彼此平行，不计粒 子的重力。下列说法正确的有 () A粒子带负电荷 B粒子的加速度先不变，后变小 C粒子的速度不断增大 D粒子的电势能先减小，后增大,图146,解析根据电场线与等势面垂直并指向电势低的等势面，可大致画出电场线的形状，粒子在

14、电场力的作用下轨迹向下弯曲，根据曲线运动的特点，可以说明电场力指向轨迹内侧，与场强方向相反，所以粒子带负电，A正确；等势面先是平行等距，后变得稀疏，则电场强度先是匀强电场，后场强变小，即电场力先不变，后变小，B正确；根据电场力做功WqU，电场力做负功，所以粒子速度减小，C错误；电场力始终做负功，由功能关系可知，粒子的电势能始终增加，所以D错误。,答案AB,(1)根据带电粒子的运动轨迹分析有关问题时，隐含条件往往是电荷所受电场力方向确定。这是根据“带电粒子的运动轨迹一定夹在速度方向和合外力(这里是电场力)方向之间”得出的，分析问题时要注意挖掘隐含条件。 (2)等势面的疏密对应电场的弱强，并且等势面上各处均与该点的电场线垂直。,3如图147所示，图中实线表 示一匀强电场的电场线，一带负电 荷的粒子射入电场，虚线是它的 运动轨迹，a、b是轨迹上的两点， 若粒子所受重力不计，则下列判断中正确的是 () A电场线方向向下 B粒子一定从a点运动到b点 Ca点电势比b点电势高 D粒子在a点的电势能大于在