人教版选修3-1物理1.4 电势能和电势 课件 (共49张PPT)

三. 电势
1.定义：检验电荷在电场中某点的电势能与其 电量的比值叫做该点的电势。
EP 2.定义式： q
3.标量 4.单位：伏特（V）（1V=1J/C）
1、试探电荷q1放在电场中的A点,电势
能为E(规定无限远处电势能为零),A点的 E 若把试探电荷q1换成试 电势为________, q1 探电荷q2放在电场中的A点,A点的电势
-5J的电势能和2J的电势能，谁大？ 势能的符号表示势能的大小： 正的势能>零势能>负的势能
三、课堂导学
场强E可以来描述电场。 除了这个量我们还可以用什么物理量来描述电 场呢？能否用“电势能”呢？ 不能！因为检验电荷在电场中的电势能不但与 电场有关，还与检验电荷本身有关。
【思考2】考查计算结果，如何剥离掉电势能对检验 电荷的依赖关系，定义一个与检验电荷无关的量来 描述电场？
E (仍规定无限远处电势能 为___________ q1 为零).
问题2：正的试探电荷沿着电场线移动，电势能如何变化 ？电势如何变化？
若负的试探电荷沿着电场线移动，电势能又如何变化？电 势又如何变化？
问题2：正的试探电荷沿着电场线移动，电势能如何变化 ？电势如何变化？ 我的结论：电势能 减小 ，电势 减小 。
b
a L K
M
N
4、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( C )
A.动能减小
B.电势能增加
C.动能和电势能之和减少
b
D.重力势能和电势能之和增加
a E
5、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( BCD ) a 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 b 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
B
+q
θ
E
从B点移到A点，电场力做功：
A
M
W电=-qE xAB cosθ=-qE xAM
先选择一个零势能参考面，物体在其他位置的电势 能在数值上等于把电荷从该位置移动到参考面时， 电场力做的功。
WA0 EPA
问题6：在正负电荷产生的电场中，正负试探电荷在其 中的电势能在数值上有什么特点？
结论：正试探电荷在正电荷产生的电场中的电势能 都为 正 ，在负电荷产生的电场中的电势能都 为 负 ；负试探电荷则反之。
+q
A
F
正电荷q在电场强度为E的匀强电场中沿任意曲线 由A运动到B电场力做功吗？做了多少功？
B
+q
E F M
A
从A到B电场力做功 W=qE xAM
结论： 在匀强电场中移动电荷时，静电力移 动电荷做的功只与 电荷的初位置和末位置 有关，而与 电荷经过的路径 无关。
(对于非匀强电场也适用)
问题2 ：（1）一个试探电荷在电场中某点由静止 释放（仅受电场力作用）,将如何运动?动能怎么 E 变？ + F
20 10 0
课后练习
【思考】判断以下说法是否正确( D ) A.电场强度为0的地方，电势也一定为0 B.电势为0的地方一定没有电场 C.场强越大的地方电势也一定越高 D.场强为0的地方电势可能不为0 【分析】 （1）特例1：在等量异号电荷的中垂线上的中点O 处，电势为0，但场强不为0 （2）特例2：在等量同号电荷的中垂线上的中点O 处，场强电势为0，但电势不为0 可见：场强与电势并没有直接的联系！
2、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φ1、φ2、φ3，a、b、c是 某电场线与这簇等势面的交点，且ab=bc.现将一 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（ C ） A.W1=W2，φ1＜φ2＜φ3 B.W1=W2，φ1＞φ2＞φ3 1 C.W1＞W2，φ1＞φ2＞φ3 2 D.W1＜W2，φ1＞φ2＞φ3 3
加速运动, 动能增加。 (2)从功能关系看，是什么力做功，使 它的动能变化呢？ 电场力做正功, 动能增加。
（3）做功的过程是一个能量转化的过程，那么 电场力做功的过程是什么能转化为动能呢？
由于移动电荷时静电力做的功与移动的路径无关，电 荷在电场中也具有势能，这种势能叫做电势能，用Ep 表示。
电场力做功将电势能转化为动能。
6、如图所示，ＭＮ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 小于 在b点的加速度。带电粒子在a点 的电势能一定 大于 在b点的电势能。（填“大于”、 “小于”式“等于”）。
a Ｍ b F N
2.常见电场的等势面
+
E －
4、等势面的特点： （ 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）电场线垂直等势面，且由电势较高的等势面指 向电势较低的等势面 。 （3）不同等势面在空间不相交、不相切。 （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。 （5）沿电场方向电势降低最快。 （6）匀强电场中电势均匀变化。
第四节
电势能和Байду номын сангаас势
一、知识回顾
1、功的计算： W F L cos 2、重力做功有什么特点？
(1)与路径无关,只与初末位置的高度差有关. (2)WG与重力势能的关系.
WG EP1 EP 2 EP
功是能量转化的量度！
二、课堂导学
问题1：正电荷q在电场强度为E的匀强电场中沿直 线路径由A运动到B的过程中电场力做功吗？做了 多少功？ B
场强与电势对比
场强 1.定义 2.物理量种类 3.符号的涵义 4.有无相对性 5. 图形描述 6.联系
EF q
电势
EP q
矢量 表示场强方向
标量 表示电势大小 有相对性
无相对性 电场线 等势面 场强与电势无直接联系！
1、关于等势面，正确的说法是（ CD ） 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
问题3 ： 根据重力做功与重力势能变化的关系，你能 否得到电场力做功与电势能变化的关系？
1.（1）电场力做正功时，电势能减小； （2）电场力做负功时，电势能增大；
2.电场力做功与电势能的变化量之间的关系：
W电 EP电 EP初 EP末
结论：电场力做的功等于 电势能的减少量 ，即电场力 做多少功，电势能就 减少多少 。
+q
（一）、电场力做功的特点
θ
A
F电 M
E
W电=qE xAB cosθ=qE xAM
正电荷q在电场强度为E的匀强电场中沿折线从A 到M，再从M到B电场力做功吗？做了多少功？ (1)从A到M电场力做功 W1=qE xAM E M (2)从M到B电场力不做功 因此从A到B电场力 做功W=qE xAM
B
3、如图，虚线a、b、c是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（ AC ） A、粒子从K到L的过程中，电场力做负功 B、粒子从L到M的过程中，电场力做负功 C、粒子从K到L的过程中，电势能增加 c D、粒子从L到N的过程中，动能减少
若负的试探电荷沿着电场线移动，电势能又如何变化？电 势又如何变化？
我的结论：电势能 增大 ，电势 减小 电场线方向电势 减小 。 。因此，沿着
问题3：与电势能情况相似，我们规定无穷远或大地 的电势为零，则正电荷电场中各点电势和负电荷电场 中各点电势有何特点（+ -）？
【特点】 （1）正电荷：各点电势均为正值 （2）负电荷：各点电势均为负值
问题4：在匀强电场中与电场线垂直的各点的电势 有什么关系？ （电势相等）
四.等势面
1.定义：电场中电势相等的点构成的面叫做等势面
问题5：与电场线相似，等势面也是用来形象地描述电场 的，等势面与电场线有什么关系？
我的结论： ⑴等势面一定与电场线 垂直 ，即跟电场强度的方向 垂直 。 ⑵电场线由电势 高 的等势面指向电势 低 的等势面。
问题4 ：
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数值，怎样才能确定电 荷在电场中某点的电势能呢？
零势面的选择是任意的，但在电场中通常 选择距场源电荷无穷远处或大地表面为参考面。
问题5：如果把问题1中的A点电势能规定为0， 则正电荷q在B点所具有的电势能Ep= -qE xAM F电