粤教版高中物理课件:电势和电动势 1
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高中物理选修3-1(粤教版)课件:1.4电势和电势差
处时,若电场力做正功,则电荷的电势能减小,到无穷远处时电势能
减为零,电荷在电场中该点的电势能为正值,且等于移动过程中电
荷电势能的变化,也就等于电场力做的功,因此电场力做的正功越
多,电荷在该点电势能越大,A正确,B错误.电荷从无穷远处移到电场
中某点时,若克服电场力做功,则电势能由零增大到某值,此值就是
力做的正功越少,电荷在该点的电势能越大
C.无论是正电荷还是负电荷,从无穷远处移到电场中某点时,克服
电场力做功越多,电荷在该点的电势能越大
D.无论是正电荷还是负电荷,从无穷远处移到电场中某点时,电场
力做功越多,电荷在该点的电势能越大
一
二
三
知识精要
思考探究
典题例解
迁移应用
答案:AC
解析:选无穷远处的电势能为零,电荷从电场中某处移到无穷远
电场力做的功等于电势能的改变,用公式表示WAB=EpA-EpB.
3.电势差
(1)定义:电荷在电场中A、B两点间移动时电场力对电荷做的功
与电荷所带电荷量的比值.
(2)公式:UAB=
.
(3)单位:国际单位制中,电势差的单位是伏特,简称伏,符号是V.
(4)电势差可以是正值,也可以是负值,电势差也叫电压.
记住电势的值与零电势的选择有关.
3.知道什么是电势能,能记住电场力做功与电势能改变的关
系.
重点:电势、电势差的概念.
难点:电势、电势差的概念应用和理解.
目标导航
预习导引
一
二
三
一、电势差
1.电场力做功的特点
静电力做功与电荷移动的路径无关,只与电荷的初、末位置有关,
可见电场力做功与重力做功相似.
减为零,电荷在电场中该点的电势能为正值,且等于移动过程中电
荷电势能的变化,也就等于电场力做的功,因此电场力做的正功越
多,电荷在该点电势能越大,A正确,B错误.电荷从无穷远处移到电场
中某点时,若克服电场力做功,则电势能由零增大到某值,此值就是
力做的正功越少,电荷在该点的电势能越大
C.无论是正电荷还是负电荷,从无穷远处移到电场中某点时,克服
电场力做功越多,电荷在该点的电势能越大
D.无论是正电荷还是负电荷,从无穷远处移到电场中某点时,电场
力做功越多,电荷在该点的电势能越大
一
二
三
知识精要
思考探究
典题例解
迁移应用
答案:AC
解析:选无穷远处的电势能为零,电荷从电场中某处移到无穷远
电场力做的功等于电势能的改变,用公式表示WAB=EpA-EpB.
3.电势差
(1)定义:电荷在电场中A、B两点间移动时电场力对电荷做的功
与电荷所带电荷量的比值.
(2)公式:UAB=
.
(3)单位:国际单位制中,电势差的单位是伏特,简称伏,符号是V.
(4)电势差可以是正值,也可以是负值,电势差也叫电压.
记住电势的值与零电势的选择有关.
3.知道什么是电势能,能记住电场力做功与电势能改变的关
系.
重点:电势、电势差的概念.
难点:电势、电势差的概念应用和理解.
目标导航
预习导引
一
二
三
一、电势差
1.电场力做功的特点
静电力做功与电荷移动的路径无关,只与电荷的初、末位置有关,
可见电场力做功与重力做功相似.
(粤教版)选修3-1物理:第1章-电场《电势和电势差》ppt课件
WG= Ep
2.类比重力做功与重力势能变化的关系,静电力做正功,电势能如何变化?静
电力做负功,电势能如何变化?静电力做功与电势能变化有怎样的数量关系?
答案 静电力做正功,电势能减少;静电力做负功,电势能增加.
静电力做功的值等于电势能的变化量,即:WAB=EpA-EpB [要点提炼] 1.电场力做功的特点 电场力对某电荷所做的功,与该电荷的初末位置有关,与电荷经过的路径无关. (1)虽然此结论从匀强电场中推导出来,但也适用于非匀强电场. (2)电场力做功与重力做功相似,只要初末位置确定了,移动电荷做的功就是 确定值. 2.电场力做功与电势能变化的关系 电场力做正功,电势能减少,减少的电势能等于电场力做的功.电场力做负功, 电势能增加,增加的电势能等于克服电场力做的功,公式表达为WAB=EpA- EpB. 学习目标 知识储备 学习探究 典例精析 课堂小结 自我检测
学案5 电势和电势差
[延伸思考] 当正电荷顺着电场线运动时,静电力做什么功?电势能是增 加还是减少?当负电荷顺着电场线运动时,静电力做什么功?电势能是增
加还是减少?
v
F
E
W1>0, Ep↓
v
F
E
W2<0, Ep↑
学习目标
知识储备
学习探究
典例精析
课堂小结
自我检测
学案5 电势和电势差 二、电势
相对量,要与零势能点比较 如图所示的匀强电场,场强为E,取O点为零势能点,A 点距O点为l,AO连线与电场线的夹角为θ.电荷量分别为 q和2q的试探电荷在A点的电势能为多少?电势能与电荷 量的比值各是多少? 答案 由EpA-EpO=WAO=Eqlcos θ,得:q和2q在A点的电势能分别为Eqlcos θ、 2Eqlcos θ;Ep/q相同,都为Elcos θ.
2.类比重力做功与重力势能变化的关系,静电力做正功,电势能如何变化?静
电力做负功,电势能如何变化?静电力做功与电势能变化有怎样的数量关系?
答案 静电力做正功,电势能减少;静电力做负功,电势能增加.
静电力做功的值等于电势能的变化量,即:WAB=EpA-EpB [要点提炼] 1.电场力做功的特点 电场力对某电荷所做的功,与该电荷的初末位置有关,与电荷经过的路径无关. (1)虽然此结论从匀强电场中推导出来,但也适用于非匀强电场. (2)电场力做功与重力做功相似,只要初末位置确定了,移动电荷做的功就是 确定值. 2.电场力做功与电势能变化的关系 电场力做正功,电势能减少,减少的电势能等于电场力做的功.电场力做负功, 电势能增加,增加的电势能等于克服电场力做的功,公式表达为WAB=EpA- EpB. 学习目标 知识储备 学习探究 典例精析 课堂小结 自我检测
学案5 电势和电势差
[延伸思考] 当正电荷顺着电场线运动时,静电力做什么功?电势能是增 加还是减少?当负电荷顺着电场线运动时,静电力做什么功?电势能是增
加还是减少?
v
F
E
W1>0, Ep↓
v
F
E
W2<0, Ep↑
学习目标
知识储备
学习探究
典例精析
课堂小结
自我检测
学案5 电势和电势差 二、电势
相对量,要与零势能点比较 如图所示的匀强电场,场强为E,取O点为零势能点,A 点距O点为l,AO连线与电场线的夹角为θ.电荷量分别为 q和2q的试探电荷在A点的电势能为多少?电势能与电荷 量的比值各是多少? 答案 由EpA-EpO=WAO=Eqlcos θ,得:q和2q在A点的电势能分别为Eqlcos θ、 2Eqlcos θ;Ep/q相同,都为Elcos θ.
高中物理 1.4 电势和电势差 粤教版选修3-1
(双选)如图所示,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的试探电荷依次放在三点 上,关于它们所具有的电势能的正确说法是( AD ) A.放上+q时,它们的电势能EpA>EpB>EpC B.放上+q时,它们的电势能EpA<EpB<EpC C.放上-q时,它们的电势能EpA>EpB>EpC D.放上-q时,它们的电势能EpA<EpB<EpC [思路点拨] 解决本题的关键点是理解电场力做功与电势能变 化的关系.
第一章 电场
第四节 电势和电势差
第一章 电场
学习目标 1.了解电场力做功的特点和电势能的概念. 2.理解电场力做功与电势能变化的关系. 3.理解电势差和电势的概念. 4.了解等势面的概念,知道电荷在等势面上运动电场力不做 功.
一、电势差
1.功等于力乘以力的方向上的位移,恒力的功与物体运动路 径无关.一位同学,不论他走楼梯下楼,还是坐电梯下楼,只 要是从同一楼层下到地面的,重力对该同学做的功就相同. 在匀强电场中某电荷受到的电场力也是恒力,做功时是不是 也具有上述特点? 提示:是. 2.电场力做功和重力做功与各自相应势能的变化规律是否相 似? 提示:相似 势能的变化量都等于各自相应力做功的负值.
1.电场力做功的特点 电场力始末位
置决定.
2.电场力做功与电势能的关系 电场力做的功等于____电__势__能_____的改变量.如果电场力做正 功,则电势能____减__少_______,如果电场力做负功,则电势能 __增__加______.用公式表示WAB=__E_p_A_-__E_p_B_.
2.单位及矢标性 电势的单位与电势差的单位一样,也是___伏__特___.电势只有 大小,没有方向,是___标__量____.
高中物理 第四节:电势和电势差课件 粤教版选修3-1
则
B
A、B点的场强一定比A点的小
B、B点的电势一定比A点的低
C、将电荷从A点移到B点,电荷的电势能一定减小
D、A点的正电荷在只受电场力作用下一定沿电场线运动到B点
4、关于电势差UAB和电势φA 、φB的理解,正确的是 BD
A、UAB表示B点与A点之间的电势差,即UAB = φB − φA B、UAB和UBA是不同的,它们有关系:UAB = −UBA C、φA 、φB都有正负,所以电势是矢量 D、零电势点的规定虽然是任意的,但人们常常规定大地和无 穷远处为零电势点
重力势能等于重力与高
A
B
度的乘积
Ep=qφ 类比:Ep=mgh
如图A、B两点的电势哪个高?正电 荷在哪个位置的电势能大?负电荷 在哪个位置的电势能大?
• 某电场中的一条直电场线,一电子从a点 由静止释放,它将沿直线向b点运动,下 列有关该电场情况的判断正确的是
• (A)该电场一定是匀强电场 • (B)场强Ea一定小于Eb • (C)电子具有的电势能εa一定大于
既然在同一等势面上任意两点移动电荷时电场力 不做功,则电场线和等势面垂直吗?
不做功意味着电场力的 方向与电荷移动的方向 垂直,则电场线一定垂直 等势面
等势面特性
1.等势面与电场 线处处垂直! 2.等势面密的地 方电场强!
3.在等势面上移动电荷电场力不做功.
4. 等势面不相交.
3、图为电场中的一条电场线,A、B为这条电场线上的两点,
点2、,关电于场对力U做AB的=功WA与B/电q 和量W的A比B 值= q相U同AB的理解,正确的是 BC
A、电场中A、B两点的电势差和两点间移动电荷的电量q成反 比 B、在电场中A、B两点移动不同的电荷,电场力的功WAB和电 量q成正比 C、UAB与q、WAB无关,甚至与是否移动电荷都没有关系 D、WAB与q、UAB无关,与电荷移动的路径无关
高二物理粤教版选修3-1《14 电势和电势差》课件
问:1)它将向电势能高的地方运动还是向电势能低的地方运动?
2)它将向电势高的地方运动还是向电势低的地方运动?
3)若是负电荷情况又怎样?
F
E
结论: +q
F
E
-q
1) 初速度为零的正电荷或是负电荷,只在电场力的作用下 运动,电场力对电荷都做正功,所以它们都将向电势能低 的地方运动。 2)正电荷向电势低的地方运动,负电荷向电势高的地方运动。
择无关)
若U AB>0 则 A>B 若U AB<0 则 A<B
AB E
第四节 电势和电势差
二.电势差(定义)
① 定义:在电场中A、B两点间移动电荷 q 时,电场力做的
功W 跟q的比值,叫做这两点间的电势差 UAB。
U AB
W AB q
( UAB 与q无关)
② 电势差的单位:
AF B
+q
V(伏特)—— J/C(焦耳/库)
E
③ A、B两点间的电势差数值上等于把单位正电荷从A点移动 到B点时电场力所做的功。
电势差有正值也有负值,但它是标量。
第四节 电势和电势差
三.电势与电势差的关系:
UAB= A B
电势 可 电势差U 求
但电势 和电势差U还可用其
它方法来求!
第四节 电势和电势差
四.电场力做功
把电荷+q从A→B电场力做功多少?从A→C→B电 场力做功多少?电场力做功有什么特点?
【例1】将电荷量为q=3.0×10-9C的点电荷从电场中 的A点移动到B点,电场力所做的功为6.0×10-7J, 求A、B两点间的电势差。
U AB
WAB q
6.0 107 3.0 109 V
200V
【例2】将电荷量为q=-3.0×10-9C的点电荷从电场中 的A点移动到B点,克服电场力做的功为6.0×10-7J,求 A、B两点间的电势差。
新课标粤教版3-1选修三1.4《电势和电势差》课件
06 习题与解答
习题
判断题
电势差是标量,有正负之分。()
选择题
关于电势差的说法正确的是()
习题
B. 电势差是相对的,参考点选择不同,电势差可能为 零
输标02入题
C. 1C的电荷在A点具有的电势能是5J,则A点的电势 为5V
01
03
填空题:电荷在电场中某点的电势能是由_______在该 点所具有的电势能决定的,用符号_______表示,其值
要点一
重点
理解电势的概念和电势差的定义。
要点二
难点
掌握电势差与电场强度的关系,以及电势的计算方法。
学习建议和拓展阅读
学习建议 深入理解电势和电势差的概念,掌握它们的计算方法。
掌握电场强度与电势差的关系,理解它们在描述电场中的作用。
学习建议和拓展阅读
• 通过练习题和实验加深对电势和电势差的理解。
学习建议和拓展阅读
新课标粤教版3-1选修三1.4《电 势和电势差》课件
contents
目录
• 引言 • 电势和电势差的基本概念 • 电势的计算方法 • 电势差的应用 • 实验探究:测量电势差和电场强度 • 习题与解答 • 总结与回顾
01 引言
主题简介
主题名称
电势和电势差
主题内容
本课件主要介绍了电势和电势差的基本概念、性质和应用,以及它 们在电路中的重要地位。
与_______和_______有关。
04
D. 1C的电荷从A点移动到B点,电场力做功为5J,则 A、B间的电势差为5V
答案与解析
答案:对
解析:电势差是标量,有正负之分,正负号表示方向。
答案与解析
答案:ABD
解析:A、电势差是一个标量,没有方向,故A正确;
高中物理 1.4电势和电势差课件 粤教版选修3-1
而 φS=0,故 φM=-2 V. 同理可知:UMN=-7 V,φN=5 V. 答案:-2 V 5 V -7 V
(4)标矢性:电势差是标量.
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5
尝试应用 1.对于电场中的 A、B 两点,下列说法中正确的是(C)
A.电势差定义式 UAB=WqAB说明两点间的电势差与电场 力做功 WAB 成正比,与移动电荷电量 q 成反比
B.两点间的电势差等于将正电荷从 A 点移动 B 点电场力 做的功
C.将 1 C 的电荷从 A 点移动到 B 点,电场力做 1 J 的功, 这两点间的电势差为 1 V
(2)公式:UAB=WqAB. (3)单位:国际单位制中,电势差的单位是伏特,简称 伏,符号是 V. (4)电势差可以是正值,也可以是负值,电势差也叫做 这两点间的电压.
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4
3.对电势差的理解. (1)决定因素:由电场本身性质决定与 WAB、q 无关. (2)物理意义:反映电场能性质. (3)绝对性:电场中两点间的电势差只与两点位置有 关,与电势零点的选取无关.
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13
2.电势与电势差的关系. (1)电势与电势差都是反映电场本身的性质(能的性质) 的物理量,与试探电荷无关.也是采用比值定义法. (2)UAB=φA-φB,UBA=φB-φA.
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14
(3)某点的电势与零电势点的选取有关,两点间的电势 差与零电势点的选取无关.
(4)电场中各点的电势虽是由电场本身确定,但它的数 值大小又与零电势点的选择有关,是相对量;两点间的电势 差是由电场中两点的位置决定的,两点电势差的数值是固定 不变的,它不随零电势点的不同而改变.
而 UMN=φM-φN, 所以 φN=φM-UMN=[-2-(-7)] V=5 V.
(4)标矢性:电势差是标量.
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5
尝试应用 1.对于电场中的 A、B 两点,下列说法中正确的是(C)
A.电势差定义式 UAB=WqAB说明两点间的电势差与电场 力做功 WAB 成正比,与移动电荷电量 q 成反比
B.两点间的电势差等于将正电荷从 A 点移动 B 点电场力 做的功
C.将 1 C 的电荷从 A 点移动到 B 点,电场力做 1 J 的功, 这两点间的电势差为 1 V
(2)公式:UAB=WqAB. (3)单位:国际单位制中,电势差的单位是伏特,简称 伏,符号是 V. (4)电势差可以是正值,也可以是负值,电势差也叫做 这两点间的电压.
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4
3.对电势差的理解. (1)决定因素:由电场本身性质决定与 WAB、q 无关. (2)物理意义:反映电场能性质. (3)绝对性:电场中两点间的电势差只与两点位置有 关,与电势零点的选取无关.
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13
2.电势与电势差的关系. (1)电势与电势差都是反映电场本身的性质(能的性质) 的物理量,与试探电荷无关.也是采用比值定义法. (2)UAB=φA-φB,UBA=φB-φA.
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14
(3)某点的电势与零电势点的选取有关,两点间的电势 差与零电势点的选取无关.
(4)电场中各点的电势虽是由电场本身确定,但它的数 值大小又与零电势点的选择有关,是相对量;两点间的电势 差是由电场中两点的位置决定的,两点电势差的数值是固定 不变的,它不随零电势点的不同而改变.
而 UMN=φM-φN, 所以 φN=φM-UMN=[-2-(-7)] V=5 V.
物理粤教版选修3-1课件第一章第四节《电势和电势差》
解:(1)方法一:先求电势差的绝对值,再判断正、负. |UAB|=W|qA|B=63××1100--46 V=200 V 因负电荷从 A 移到 B 克服电场力做功,必是从高电势点移 到低电势点,即 φA>φB,UAB=200 V. |UBC|=W|qB|C=93××1100--46 V=300 V 因负电荷从 B 移到 C,电场力做正功,必是从低电势点移 到高电势点,即 φB<φC,UBC=-300 V. UCA=UCB+UBA=-UBC+(-UAB)=300 V-200 V=100 V.
解:由动能定理,合外力所做的功等于动能的变化量.即 电场力所做的功和其他力所做的功之和为动能的增加量.由题 意得,电场力做功为
Wab=8×10-5 J-6.0×10-5 J= 2×10-5 J 则 a、b 两点的电势差为 Uab=Wqab=22××1100--95 CJ =1×104 V.
知识点 4 电势
无关,因此从 A 到等势面上各点静电力所做的功一样多.所以 D 正确.
答案:D
【触类旁通】 1.如图 1-4-3 所示,在场强为 E 的匀强电场中有相距为
L 的 A、B 两点,连线 AB 与电场线的夹角为θ,将一电荷量为 q 的正电荷从 A 点移到 B 点.
(1)若沿直线 AB 移动该电荷,求电场力做的功 W1. (2)若沿路径 ACB 移动该电荷,求电场力做的功 W2. (3)若沿曲线 ADB 移动该电荷,求解电场力做的功 W3.
对电势能及其变化的理解 (1)WAB=EpA-EpB 既适应于匀强电场,也适应于非匀强电 场;既适应于正电荷,也适应于负电荷. (2)电荷在电场中某点的电势能的大小与零电势能点的选 取有关,但电荷在某两点之间的电势能之差与零电势能点的选 取无关.
粤教版高中物理选修3-1课件:第四节:电势和电动势1
A
WG=mgh=AGB h
AB
h下落的高度差 AB
h=h–h
AB
1
2
h1
WG=Gh-G1 h 2
以地面作为参考平面,A、B的重力势能
B
E=P1Gh 1 E=P2Gh 2
h2
h 1 h2表示A、B离地面的高度
ΔE P 重力势能的变化量
ΔE=P E-EP2 P1
WG EP1 EP2 EP
4、知道在电场中沿着电场线的方向电势越来越低。
一、电场力做功的特点
电场力做的功与电荷经过的路径无关,只与电荷的起 始位置和终止位置有关 (在匀强电场中,沿电场线方向的距离)
电势能是指电荷在电场中具有的能。
电势能与重力势能类似,电势能在选取零势点位置后,
才能确定它的大小
电场力做正功,电荷的电势能减少. 电场力做负功,即电荷克服电场力做功,电荷 的电势能增加.
A到地面,重力做的功是 WG=Gh 1
+A
W=qES AB
AB
SA运B 动的距离
U=Ed=ESAB
WA=B qU AB
F +B
UAAB(B两ψ点A)B的电势差
ψA=Bψ-ψA B
E
P 以p点为参考平面,电势为零,所以,A、B的电势能
E=PAqψ A E=PBqψ B ψA ψ表B 示A、B点的电势
电荷量q
电势ψ
什么是电势ψ? p15
相对零势点的电势,在电场中,用电势来表示电荷所在的位置
UAAB(B两ψ点A)B的电势差
UA=Bψ-ψA B
EP=qψ
相对零势点电势ψ
重要结论:沿电场线方向电势减小
UA=Bψ-ψA>0 B
粤教版高中物理选修3-1课件2.2电势与等势面
电势高低由电场决定,而电势能的大小由电场和电荷共同 决定,故B错;场强为零的点,电势和电势能都不一定为 零,故C错.由电势的定义式可知,D正确.故选A、B、C.
2.(2010·上海高考)(5分)三个点电荷电场的电场线 分布如图所示,图中a、b两点的场强大小分别为Ea、Eb, 电势分别为 a、 b,则( )
误;电场线的疏密只表示场强的大小,与电势、电势能
无关,D错误.
3.(2010·长沙高二检测)将一正电荷从无穷远处移入 电场中M点,电场力做功为6×10-9 J.若将一等电量的负
电荷从电场中N点移到无穷远处,电场力做功为7×
10-9 J,则M、N点的电势 M、 N的关系是( A. M< N<0 C. N< M<0 B. N> M>0 D. M> N>0 )
4.如图所示,虚线a、b、c代表电场中三个等势面,
相邻等势面间的电势差相等,实线为一带正电的质点 仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是 这条轨迹上的两点,据此可知( )
A.三个等势面中,Q点的电势最高 B.带电质点通过P点时电势能较大 C.带电质点通过P点时动能较大 D.带电质点通过P点时加速度较大
误;正电荷q在M点的电势能EM=q M,在N点的电势能EN=
q N,由于 M> N,所以EM>EN,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.
4.(5分)如图所示,虚线a、b、c代表静电场中的三个
等势面,它们的电势分别为 a、b和 线KLMN所示,由图可知( )
场是正点电荷产生的电场,带正电的粒子从K到L的过程
中,粒子受到库仑斥力的作用,K到L的过程中它克服电
2.(2010·上海高考)(5分)三个点电荷电场的电场线 分布如图所示,图中a、b两点的场强大小分别为Ea、Eb, 电势分别为 a、 b,则( )
误;电场线的疏密只表示场强的大小,与电势、电势能
无关,D错误.
3.(2010·长沙高二检测)将一正电荷从无穷远处移入 电场中M点,电场力做功为6×10-9 J.若将一等电量的负
电荷从电场中N点移到无穷远处,电场力做功为7×
10-9 J,则M、N点的电势 M、 N的关系是( A. M< N<0 C. N< M<0 B. N> M>0 D. M> N>0 )
4.如图所示,虚线a、b、c代表电场中三个等势面,
相邻等势面间的电势差相等,实线为一带正电的质点 仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是 这条轨迹上的两点,据此可知( )
A.三个等势面中,Q点的电势最高 B.带电质点通过P点时电势能较大 C.带电质点通过P点时动能较大 D.带电质点通过P点时加速度较大
误;正电荷q在M点的电势能EM=q M,在N点的电势能EN=
q N,由于 M> N,所以EM>EN,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.
4.(5分)如图所示,虚线a、b、c代表静电场中的三个
等势面,它们的电势分别为 a、b和 线KLMN所示,由图可知( )
场是正点电荷产生的电场,带正电的粒子从K到L的过程
中,粒子受到库仑斥力的作用,K到L的过程中它克服电
第一章+第四节+电势能与电势(Ⅰ)(课件PPT)新教材高中物理必修第三册同步导学案(粤教版)
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解析:电子带负电,由a→b电场力做负功,电势能增加,由c→d电场 力做正功,电势能减小,故A、C错误。由b→c,电场力对电子先做负 功后做正功,由对称性,b、c两点电子电势能相等,总功为零,故B正 确。由d→a,电场力对电子先做正功后做负功,故电子的电势能先减 小后增加,再由对称性可确定电势能变化量为零,故D错误。 答案:B
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解析:因为电场力做功只与初、末位置有关,而与电荷的运动路径无 关,故沿三条路径由A移动到D的过程中,电场力做功相等,选项B正 确。 答案:B
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2.如图所示,电荷的电荷量为+q,场强为E, A、B间距为d,分别求点电荷沿图中三条路 径从A运动到B时,电场力对它所做的功。 解析:当电荷沿AB连线运动到B时,W1=qEd, 当电荷沿ACB运动到B时,W2=FLcos θ+FL′cos 90°=qEd,当电荷沿 ADB运动到B时,W3=FL1cos α+FL2cos β=qEd。 答案:均为qEd
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提示:(1)正电荷顺着电场线运动时,电场力做正功,电势能减少。负 电荷顺着电场线运动时,电场力做负功,电势能增加。 (2)由于电势能具有相对性,选择不同的点作零势能点,表示同一点 A(或B)的电势能大小可能不相同,但在同一过程中由A到B,电场力做 功相同,电势能的变化相同。
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[典例1] 如图所示,在电场强度为E的 水平匀强电场中,一根长为l的绝缘杆,两 端分别固定着带有电荷量+q 和-q的小球 (大小不计)。现让绝缘杆绕中点O逆时针转 动α角,则转动过程中两个带电小球克服电场力做功为多少? [思路点拨]
电势能与电势 高二上学期物理粤教版(2019)必修第三册
二、教材内容分析 在本节教学的过程中,应注意通过演绎的方式培养学生的科学思维素
养。比如,恒力做功的普遍性公式与静电力做功相结合可推导出静电力 做功与路径无关。由静电力做的功与电势能变化量的关系,以及电势差 的定义和电势的定义推导出静电力做的功与电势差的关系式。将静电力 做的功与电势差的关系规律用于匀强电场,推导出匀强电场中电势差与 电场强度的关系。
径无关”,“重力做功与路径无关”的拓展。教材除了通过两种直线路径 外,还折线路径。运用微元和极限的思想可以拓展到任意曲线路径。教 材中有关“静电力做的功及其与电势能变化量之间的关系”是对之前所 学的“重力做功等于重力势能变化量的负值”的拓展。
在学习此部分内容时,学生已经学习了动能定理,因此教师在此可 以引导学生通过势能的功能关系和动能定理两个维度进行双向的教学建 构,从而使学生对相关概念和关系的理解更进一个层次。
第一章 静电场的描述
第四节 电势能与电势
一、课标分析及解读
1、内容要求 3.1.5 知道静电场中的电荷具有电势能。了解电势能、电势和电势差
的含义。知道匀强电场中电势差与电场强度的关系。能分析带电粒子在 电场中的运动情况,能解释相关的物理现象。
静电场中有关能量的概念和规律,包括电势能、电势、等势面、电 势差与电场强度的关系等。
静电场中涉及的物理量有六个,分别是:静电力、电场强度、静电 力做功、电势能、电势、电势差。这些概念和物理量是紧密相关的,教 师在教学中应使学生对上述相关物理概念的理解形成相互关联的、紧密 的知识闭环(可参考本单元知识结构图)。
二、教材内容分析 在教学中应注意知识的铺垫和引申。教材中有关“静电力做功与路
二、教材内容分析
本节包含静电力做功的特点、静电力做功与能量转化的关系、电势 能、电势四个三级主题。
高中物理 第1章 第4节电势和电势差课件 粤教版选修31
第一页,共49页。
第四节 电势(diànshì)和电势(diànshì)差
第二页,共49页。
精彩回眸
1.如图1-4-2所示的电场线为某一负点电荷产生的,A、 B为电场线上的两点,一电子以某一速度沿电场线由A运动到B 的过程中,速度增加,由此可知该电场线的方向(fāngxiàng)为 _由__B_指__向__(_zh_ǐ,xi电àn子ɡ)A所受的电场力的大小变化为______减__小(填“增 大”“减小”或“不变”).
(3)公式 UAB=WqAB不能认为 UAB 与 WAB 成正比,与 q 成反 比,只是可以利用 WAB、q 来测量 A、B 两点电势差 UAB,UAB 由电场和 A、B 两点的位置决定.
(4)WAB=qUAB,适用于任何电场.静电力做的功 WAB 与移 动电荷 q 的路径无关,只与初、末位置的电势差有关.
知识梳理
一、电势差
1.电场力做功的特点(tèdiǎn)
如图1-4-3在电场中将电荷q从A点
移到B点,沿着①②③不同的路径,电场
力做功相同,说明电场力做功与___路__径_无(lùjìng)
关,只与____始__末__(s_h_ǐ_m有ò)关位.置
图1-4-3
第六页,共49页。
2.电场力做功与电势能的关系
(1)M、N两点的电势各是多少? (2)M 、 N 两 点 间 的 电 势 差 是 多 少 ? 把 该 电 荷 由 M 移 到 N 点,电场力做功是多少?
第二十一页,共49页。
解析:本题考查电势、电势差及电场力做功的计算,根据 相关公式解决.
(1)将该电荷从 M 或 N 点移到无穷远处,由定义式得: UMO=WqMO=65××1100--39 V=1.2×106 V UNO=WqNO=35.6××1100--93 V=7.2×105 V 所以 φM=1.2×106 V,φN=7.2×105 V.
第四节 电势(diànshì)和电势(diànshì)差
第二页,共49页。
精彩回眸
1.如图1-4-2所示的电场线为某一负点电荷产生的,A、 B为电场线上的两点,一电子以某一速度沿电场线由A运动到B 的过程中,速度增加,由此可知该电场线的方向(fāngxiàng)为 _由__B_指__向__(_zh_ǐ,xi电àn子ɡ)A所受的电场力的大小变化为______减__小(填“增 大”“减小”或“不变”).
(3)公式 UAB=WqAB不能认为 UAB 与 WAB 成正比,与 q 成反 比,只是可以利用 WAB、q 来测量 A、B 两点电势差 UAB,UAB 由电场和 A、B 两点的位置决定.
(4)WAB=qUAB,适用于任何电场.静电力做的功 WAB 与移 动电荷 q 的路径无关,只与初、末位置的电势差有关.
知识梳理
一、电势差
1.电场力做功的特点(tèdiǎn)
如图1-4-3在电场中将电荷q从A点
移到B点,沿着①②③不同的路径,电场
力做功相同,说明电场力做功与___路__径_无(lùjìng)
关,只与____始__末__(s_h_ǐ_m有ò)关位.置
图1-4-3
第六页,共49页。
2.电场力做功与电势能的关系
(1)M、N两点的电势各是多少? (2)M 、 N 两 点 间 的 电 势 差 是 多 少 ? 把 该 电 荷 由 M 移 到 N 点,电场力做功是多少?
第二十一页,共49页。
解析:本题考查电势、电势差及电场力做功的计算,根据 相关公式解决.
(1)将该电荷从 M 或 N 点移到无穷远处,由定义式得: UMO=WqMO=65××1100--39 V=1.2×106 V UNO=WqNO=35.6××1100--93 V=7.2×105 V 所以 φM=1.2×106 V,φN=7.2×105 V.
2020-2021学年新教材高中物理第一章静电场的描述第四节电势能与电势课件粤教版必修3-2020
(1)电荷从 A 点移到 B 点,再从 B 点移到 C 点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?
[解析] (1)WAC=WAB+WBC=-3×10-5 J+1.2×10-5 J=-1.8×10-5 J。 电势能增加了 1.8×10-5 J。 (2)如果规定 A 点的电势能为零,由公式 WAB=EpA-EpB 得该电荷在 B 点 的电势能为 EpB=EpA-WAB=0-WAB=3×10-5 J。 同理,电荷在 C 点的电势能为 EpC=EpA-WAC=0-WAC=1.8×10-5 J。 (3)如果规定 B 点的电势能为零,则该电荷在 A 点的电势能为:EpA′= EpB′+WAB=0+WAB=-3×10-5 J。 电荷在 C 点的电势能为 EpC′=EpB′-WBC=0-WBC=-1.2×10-5 J。 [答案] 见解正点电荷的电场中,其运动轨迹
如图所示,粒子从 A 运动到 B,则
()
A.粒子带负电
B.粒子的动能一直变大
C.粒子的加速度先变小后变大
D.粒子在电场中的电势能先变小后变大
解析:根据运动轨迹可知,粒子带负电,粒子的动能先变大后变小,粒子的 加速度先变大后变小,选项 A 正确,B、C 错误;粒子在电场中运动,电场 力先做正功后做负功,粒子的电势能先变小后变大,选项 D 正确。
场中电势为正表示比零电势_高__,电势为负表示比零电势_低__。 (6)电势的相对性:只有规定了电势零点才能确定某点的电势大小,一般选
_大__地__或离场源电荷_无__限__远__处的电势为 0。
2.判一判
(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?
[解析] (1)WAC=WAB+WBC=-3×10-5 J+1.2×10-5 J=-1.8×10-5 J。 电势能增加了 1.8×10-5 J。 (2)如果规定 A 点的电势能为零,由公式 WAB=EpA-EpB 得该电荷在 B 点 的电势能为 EpB=EpA-WAB=0-WAB=3×10-5 J。 同理,电荷在 C 点的电势能为 EpC=EpA-WAC=0-WAC=1.8×10-5 J。 (3)如果规定 B 点的电势能为零,则该电荷在 A 点的电势能为:EpA′= EpB′+WAB=0+WAB=-3×10-5 J。 电荷在 C 点的电势能为 EpC′=EpB′-WBC=0-WBC=-1.2×10-5 J。 [答案] 见解正点电荷的电场中,其运动轨迹
如图所示,粒子从 A 运动到 B,则
()
A.粒子带负电
B.粒子的动能一直变大
C.粒子的加速度先变小后变大
D.粒子在电场中的电势能先变小后变大
解析:根据运动轨迹可知,粒子带负电,粒子的动能先变大后变小,粒子的 加速度先变大后变小,选项 A 正确,B、C 错误;粒子在电场中运动,电场 力先做正功后做负功,粒子的电势能先变小后变大,选项 D 正确。
场中电势为正表示比零电势_高__,电势为负表示比零电势_低__。 (6)电势的相对性:只有规定了电势零点才能确定某点的电势大小,一般选
_大__地__或离场源电荷_无__限__远__处的电势为 0。
2.判一判
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EP1 EP2 相对地面的重力势能(地面为参考平面) Δ EP 重力势能的变化量
+ F +
E
A
W = qE SAB AB
S AB 运动的距离
U=Ed=ESAB
W = qU AB AB
UAB(ψ AB 两点的电势差 ) AB
B P
E PA =q ψA E PB =q ψB ψ A ψ B
W = EPA - EPB = - ΔE P AB
UAB < 0 当W AB < 0 , q > 0时,
当W AB < 0 , q < 0时, UAB > 0
计算过程中要把正负号代入,正电荷是正,负电荷 是负。正功是正,负功是负。
怎么计算电势能 EP ?
回顾:怎么计算重力势能 EP ? E P =G h
要知道重力的大小和相对参考平面的高度h 求电势能需要知道哪些物理量?
hAB =h1 –h 2
W = qE SAB W = qU AB AB AB Δ EP =EPB - EPA
ψAB = ψ - ψB A
与零势点无关
WG EP1 EP 2 EP W = E - E = - ΔE PB PA P AB
重力做功,重力势能改变
重力做正功,重力势能就减少 重力做负功,重力势能就增加 电场力作功,电势能改变
第四节 电势和电势差
学习目标
1、知道什么是电势能,电场力做功和电势能改变的关系
2、理解电势差的概念及其定义式 UAB = W AB /q W 会根据已知条件求 UAB , AB
3、理解电势的概念,知道电势和电势差的关系 UAB = ψ - ψB ,知道电势的值与零电势的选择有关 A 4、知道在电场中沿着电场线的方向电势越来越低。
若B点的电势为0,求A点和C点的电势
重力势能和电势能类比
重力场中,重力:地球 和物体之间存在的吸引力 重力势能 EP = mgh
EP由物体和地面间的相对位置决定
电场中,电场力:电 荷之间的作用力 电势能 EP = qψ 与零势点无关
EP由电荷间的相对位置决定
W G = mghAB =GhAB Δ E P =EP2 -EP1
) 电势差 U AB (ψ AB ?
定义:电荷在电场中A、B两点间移动时电场力对电荷 做的功与电荷的所带电量的比值
U AB = W AB /q
、q 无关 1、决定因素:有电场本身性质决定,与 W AB
2、物理意义:反映电场能的性质 3、绝对性:反映电场中两点间的电势差只与两点位 置有关,与零势点的选取无关。 高度差只与两点位置有关,与参考平面的选取无关 4、电势差是标量,但可以是正值,也可以是负值
电场力做正功,电势能就减少 电场力做负功,电势能就增加
A
W hAB 下落的高度差 G = mghAB =GhAB
hAB =h1 –h2
h1
W G = Gh1 -Gh2
以地面作为参考平面,A、B的重力势能
B h2
E P1 =G h1
E P2 =G h2
h 1 h2 表示A、B离地面的高度
Δ EP 重力势能的变化量
B点的电势比A点的电势大
Δ EP =EPA - EPB = q ψA - q ψB >0 电势能增大
ψ - ψB >0 A
电势增大
+
A
W = qE SAB AB
S AB 沿电场线方向的距离 W = qU AB AB
U=Ed=ESAB
F +
E
B
P
UAB(ψ AB两点的电势差 ) AB
ψAB = ψ - ψB A
在电场中把一个电荷量q=6×10-6C的负电荷从A点移 动B点,克服电场力做功3×10-5J,再将此电荷从B点移动 到C点,电场力做功1.2×10-5J,求A与B、B与C、A与C 间的电势差
利用公式进行计算 UAB = W AB /q
当W AB > 0 , q > 0时, UAB > 0
当W AB > 0 , q < 0时, UAB < 0
Δ EP EP2 -EP1
WG EP1 EP 2 EP
A到地面,重力做的功是
W G = Gh1
+
F + E
A
W = qE SAB AB
S AB 运动的距离 W = qU AB AB
U=Ed=ESAB
B P
UAB(ψ AB两点的电势差 ) AB
ψAB = ψ - ψB A
以p点为参考平面,电势为零,所以,A、B的电势能
E PA =q ψA ψA ψB
E PB =q ψB
表示A、B点的电势
Δ EP 电势能的变化量
Δ EP =EPB -EPA W = EPA - EPB = - ΔE P AB
A
h1
B h2
W hAB 下落的高度差 G = mghAB =GhAB WG EP1 EP 2 EP E P1 =G h1 E P1 =G h2 h 1 h2 表示A、B点的高度
以p点为参考平面,电势为零,所以,A、B的电势能
E
+
A
E PA =q ψA ψA ψB
E PB =q ψB
表示A、B点的电势
F
+
Δ EP 电势能的变化量
Δ EP =EPB -EPA W = EPA - EPB = - ΔE P AB
在电场中把一个电荷量q=6×10-6C的负电荷从A点移 动B点,克服电场力做功3×10-5J,再将此电荷从B点移动 到C点,电场力做功1.2×10-5J,求A与B、B与C、A与C 间的电势差
一、电场力做功的特点
电场力做的功与电荷经过的路径无关,只与电荷 的起始位置和终止位置有关 (在匀强电场中,沿电场线方向的距离) 电势能是指电荷在电场中具有的能。
电势能与重力势能类似,电势能在选取
零势点位
置后,才能确定它的大小
电场力做正功,电荷的电势能减少. 电场力做负功,即电荷克服电场力做功, 电荷的电势能增加.
表示A、B点的电势
E PA E PB
相对P点的电势能(p点为参考平面,电势为零)
P
-
E
A
P
E
电荷量 q
电势ψ
什么是电势ψ ?p15
相对零势点的电势,在电场中,用电势来表示电荷所在的位置
UAB(ψ AB 两点的电势差 ) AB EP =q ψ
UAB = ψ - ψB A
相对零势点电势ψ
重要结论:沿电场线方向电势减小
UAB = ψ - ψB >0 A点的电势比B点的电势大 A UAB = ψ - ψB <0 A
+ F +
E
A
W = qE SAB AB
S AB 运动的距离
U=Ed=ESAB
W = qU AB AB
UAB(ψ AB 两点的电势差 ) AB
B P
E PA =q ψA E PB =q ψB ψ A ψ B
W = EPA - EPB = - ΔE P AB
UAB < 0 当W AB < 0 , q > 0时,
当W AB < 0 , q < 0时, UAB > 0
计算过程中要把正负号代入,正电荷是正,负电荷 是负。正功是正,负功是负。
怎么计算电势能 EP ?
回顾:怎么计算重力势能 EP ? E P =G h
要知道重力的大小和相对参考平面的高度h 求电势能需要知道哪些物理量?
hAB =h1 –h 2
W = qE SAB W = qU AB AB AB Δ EP =EPB - EPA
ψAB = ψ - ψB A
与零势点无关
WG EP1 EP 2 EP W = E - E = - ΔE PB PA P AB
重力做功,重力势能改变
重力做正功,重力势能就减少 重力做负功,重力势能就增加 电场力作功,电势能改变
第四节 电势和电势差
学习目标
1、知道什么是电势能,电场力做功和电势能改变的关系
2、理解电势差的概念及其定义式 UAB = W AB /q W 会根据已知条件求 UAB , AB
3、理解电势的概念,知道电势和电势差的关系 UAB = ψ - ψB ,知道电势的值与零电势的选择有关 A 4、知道在电场中沿着电场线的方向电势越来越低。
若B点的电势为0,求A点和C点的电势
重力势能和电势能类比
重力场中,重力:地球 和物体之间存在的吸引力 重力势能 EP = mgh
EP由物体和地面间的相对位置决定
电场中,电场力:电 荷之间的作用力 电势能 EP = qψ 与零势点无关
EP由电荷间的相对位置决定
W G = mghAB =GhAB Δ E P =EP2 -EP1
) 电势差 U AB (ψ AB ?
定义:电荷在电场中A、B两点间移动时电场力对电荷 做的功与电荷的所带电量的比值
U AB = W AB /q
、q 无关 1、决定因素:有电场本身性质决定,与 W AB
2、物理意义:反映电场能的性质 3、绝对性:反映电场中两点间的电势差只与两点位 置有关,与零势点的选取无关。 高度差只与两点位置有关,与参考平面的选取无关 4、电势差是标量,但可以是正值,也可以是负值
电场力做正功,电势能就减少 电场力做负功,电势能就增加
A
W hAB 下落的高度差 G = mghAB =GhAB
hAB =h1 –h2
h1
W G = Gh1 -Gh2
以地面作为参考平面,A、B的重力势能
B h2
E P1 =G h1
E P2 =G h2
h 1 h2 表示A、B离地面的高度
Δ EP 重力势能的变化量
B点的电势比A点的电势大
Δ EP =EPA - EPB = q ψA - q ψB >0 电势能增大
ψ - ψB >0 A
电势增大
+
A
W = qE SAB AB
S AB 沿电场线方向的距离 W = qU AB AB
U=Ed=ESAB
F +
E
B
P
UAB(ψ AB两点的电势差 ) AB
ψAB = ψ - ψB A
在电场中把一个电荷量q=6×10-6C的负电荷从A点移 动B点,克服电场力做功3×10-5J,再将此电荷从B点移动 到C点,电场力做功1.2×10-5J,求A与B、B与C、A与C 间的电势差
利用公式进行计算 UAB = W AB /q
当W AB > 0 , q > 0时, UAB > 0
当W AB > 0 , q < 0时, UAB < 0
Δ EP EP2 -EP1
WG EP1 EP 2 EP
A到地面,重力做的功是
W G = Gh1
+
F + E
A
W = qE SAB AB
S AB 运动的距离 W = qU AB AB
U=Ed=ESAB
B P
UAB(ψ AB两点的电势差 ) AB
ψAB = ψ - ψB A
以p点为参考平面,电势为零,所以,A、B的电势能
E PA =q ψA ψA ψB
E PB =q ψB
表示A、B点的电势
Δ EP 电势能的变化量
Δ EP =EPB -EPA W = EPA - EPB = - ΔE P AB
A
h1
B h2
W hAB 下落的高度差 G = mghAB =GhAB WG EP1 EP 2 EP E P1 =G h1 E P1 =G h2 h 1 h2 表示A、B点的高度
以p点为参考平面,电势为零,所以,A、B的电势能
E
+
A
E PA =q ψA ψA ψB
E PB =q ψB
表示A、B点的电势
F
+
Δ EP 电势能的变化量
Δ EP =EPB -EPA W = EPA - EPB = - ΔE P AB
在电场中把一个电荷量q=6×10-6C的负电荷从A点移 动B点,克服电场力做功3×10-5J,再将此电荷从B点移动 到C点,电场力做功1.2×10-5J,求A与B、B与C、A与C 间的电势差
一、电场力做功的特点
电场力做的功与电荷经过的路径无关,只与电荷 的起始位置和终止位置有关 (在匀强电场中,沿电场线方向的距离) 电势能是指电荷在电场中具有的能。
电势能与重力势能类似,电势能在选取
零势点位
置后,才能确定它的大小
电场力做正功,电荷的电势能减少. 电场力做负功,即电荷克服电场力做功, 电荷的电势能增加.
表示A、B点的电势
E PA E PB
相对P点的电势能(p点为参考平面,电势为零)
P
-
E
A
P
E
电荷量 q
电势ψ
什么是电势ψ ?p15
相对零势点的电势,在电场中,用电势来表示电荷所在的位置
UAB(ψ AB 两点的电势差 ) AB EP =q ψ
UAB = ψ - ψB A
相对零势点电势ψ
重要结论:沿电场线方向电势减小
UAB = ψ - ψB >0 A点的电势比B点的电势大 A UAB = ψ - ψB <0 A