电势能与电势差PPT教学课件
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（一）知识结构（1）（2）（3）（4） ( 二 ) 课堂练习
三种电荷：点电荷、元电荷、试探电荷 两种基本电荷：正电荷、负电荷
三种起电方式：摩擦起电、接触起电、 感应起电
电中和 电荷守恒定律 库仑定律
知识简析
1、两种电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷，用丝绸 摩擦过的玻璃棒带正电荷。 2、元电荷：一个元电荷的电量为1.6×10－19C，是一个 电子所带的电量 说明：任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。
A．F1
B．F2
C．F3
D．F4
解析:a对c为斥力，方向沿ac a
b
连线背离a；b对c为引力，方
向沿bc连线指向b．由此可知，
二力的合力可能为F3或F4．
F1
F4
又已知b的电量比a的大，由
此又排除掉F3，只有F4是可能 F2
c
F3
的．
例：在真空中同一条直线上的A、B两点固定有电 荷量分别为+4Q和-Q的点电荷。①将另一个点电 荷放在该直线上的哪个位置，可以使它在电场力 作用下保持静止？②若要求这三个点电荷都只在 电场力作用下保持静止，那么引入的这个点电荷 应是正电荷还是负电荷？电荷量是多大？
视为点电荷.
(这一点与万有引力很相似，但又有不同：对质量均匀分 布的球,无论两球相距多近,r都等于球心距;而对带电导 体球,距离近了以后,电荷会重新分布，不能再用球心距 代替r).点电荷很相似于我们力学中的质点．
知识简析
电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能被 消灭，它们只能从一个物体转移到另一个 物体，或者从物体的一部分转移到另一部 分，系统的电荷总数是不变的．
处的合场强方向。
答案：x=-5，向右
- 4Q +9Q -5 -3 -1 1
规律方法 库仑定律的理解和应用
【例】如图所示，三个完全相同的金属小球a、b、c位
于等边三角形的三个顶点上．a和c带正电，b带负电，a所
带电量的大小比b的小．已知c受到a和b的静电力的合力可
用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是
方法二:电场线上每一点的切线方向即 是该点的场强方向；
(A)若将放在电场中某点的电荷q改为－q，则该点 的电场强度大小不变，方向与原来相反。
（B）若取走放在电场中某点的电荷，则该点的电 场强度变为零。
（C）沿电场线方向，场强一定越来越小。 （D）若电荷q在A处受到的电场力比B点时大，则
A点电场强度比B点的大。 （E）电场中某点电场线的方向，就是放在该点的
电荷所受电场力的方向。 （F）已知A、B为某一电场线（直线）上的两点由
此可知，A、B两点的电场强度方向相同，但EA和 EB的大小无法比较。
3.场强的叠加
练习. 如图，在x轴上的x = -1和x =1两点分 别固定电荷量为- 4Q 和+9Q 的点电荷。求：x 轴上合场强为零的点的坐标。并求在x = -3点
定义式
单位： N / C
EF q
方向: 正电荷在该点所受的电场力的方向。
注意：电场强度E与F、q无关
Q2、－点产电生荷电电场场的：电荷，F q－K放rQ在2 电场中的检验电荷
3、匀强电场： E U
d
电场中各点的大小和方向都相同，电场 线是互相平行 的直线
4、电场叠加：用平行四边形法则
它在O处的场强为
E1
k
Q r2
k
Qd (2r l)r
2
设待求的场强为E2，由E1+E2=0可得
E2=-E1= -
k
Qd (2r l)r 2
负号表示E2与E1方向相反，即E2的方向指向缺口
知识简析
电场线是人们为了形象描述电场而引入的假想曲 线。
电场线的四个性质： （1）、从正电荷出发，终止于负电荷。 （2）、电场上某点的切线方向表示该点的场
1、如何比较电场中任两点的场强大 小和方向呢？
1、判断电场强度大小的几种方法：
方法一: 由定义式E=F／q决定； 方法二: 在点电荷电场中，E=kQ／r2； 方法三:在匀强电场中，场强处处相等； 方法四:电力线密（疏）处强大（小）。
2、判断电场强度方向的几种方法：
方法一:根据规定，正电荷所受电场力 的方向即是该点的场强方向；
3、起电：使物体带电叫起电，使物体带电的方式有三种 ①摩擦起电，②接触起电，③感应起电。
知识简析
1、表达式：
F
K
Q1Q2 r2
2、适用范围：适用于真空中的点电荷
3、K＝ 9.0109 Nm2 / c2
知识简析
点电荷：是一个理想化的模型,在实际中,当两个带电体本 身的线度比它们之间的距离小得多时，带电体的形状和大 小对相互作用力的影响可以忽略不计时,就可以把带电体
规律：
三点一线, 两大夹小；两同夹异, 近小远大
例：如图所示，半经为r的硬橡胶圆环上带有 均匀分布的正电荷，其单位长度上的带电量
为q，现截去环上一小段AB，AB长为l(l<<r),
则剩余部分在圆心O处产生的场强多大？方向 如何？
解析：设原缺口所带电荷的线密度为σ，
Q
2r l
则补上的金属小段带荷量Q′=σd，
注意：电荷的变化是电子的转移引起的；完全相同的带电 金属球相接触，同种电荷总电荷量平均分配，异种电荷先 中和后再平分。
知识简析
1、基本性质：电场对放入其中的电荷有 力的作用
2、电场强度 3、电场线
知识简析
三、电场能的性质
1、电场力做功与电势能 2、电势、电势差 3、等势面 4、电场中的导体
知识简析
解析：如图所示，
C
若引入另一小求， 则应放在B另一侧，
且为正电荷
设在C点放入点电荷QC，与B球距离为x，
Leabharlann Baidu
对A点处与平衡状态，由库仑定律得
k
4QQ r2
k
4QQC (r x)2
对B点处与平衡状态，由库仑定律得
解得x=r， QC=4Q
k 4QQ k QQC
r2
x2
故，在C ab=bc
QC 4 Q
强方向。 （3）、电场线某点的疏密表示该处场强的强弱。 （4）、电场线是不相交,不闭合的曲线。
规律方法 电场线的理解和应用
【例】如图所示,一电子沿等量异种电荷的中垂线由A— O—B匀速飞过,电子重力不计,则电子所受另一个力的大小 和方向变化情况是 A．先变大后变小,方向水平向左 B．先变大后变小，方向水平向右 C．先变小后变大，方向水平向左 D．先变小后变大，方向水平向右 分析: 由等量异种电荷电场线分布可知,从A到O,电场由疏 到密;从O到B,电场线由密到疏,所以从A—O—B,电场强度 应由小变大,再由大变小,而电场强度方向沿电场切线方向, 为水平向右.由于电子处于平衡状态,所受合外力必为零,故 另一个力应与电子所受电场力大小相等方向相反.电子受 的电场力与场强方向相反,即水平向左,电子从A—O—B过 程中,电场力由小变大,再由大变小,故另一个力方向应水平 向右, 其大小应先变大后变小,所以选项B正确.
三种电荷：点电荷、元电荷、试探电荷 两种基本电荷：正电荷、负电荷
三种起电方式：摩擦起电、接触起电、 感应起电
电中和 电荷守恒定律 库仑定律
知识简析
1、两种电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷，用丝绸 摩擦过的玻璃棒带正电荷。 2、元电荷：一个元电荷的电量为1.6×10－19C，是一个 电子所带的电量 说明：任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。
A．F1
B．F2
C．F3
D．F4
解析:a对c为斥力，方向沿ac a
b
连线背离a；b对c为引力，方
向沿bc连线指向b．由此可知，
二力的合力可能为F3或F4．
F1
F4
又已知b的电量比a的大，由
此又排除掉F3，只有F4是可能 F2
c
F3
的．
例：在真空中同一条直线上的A、B两点固定有电 荷量分别为+4Q和-Q的点电荷。①将另一个点电 荷放在该直线上的哪个位置，可以使它在电场力 作用下保持静止？②若要求这三个点电荷都只在 电场力作用下保持静止，那么引入的这个点电荷 应是正电荷还是负电荷？电荷量是多大？
视为点电荷.
(这一点与万有引力很相似，但又有不同：对质量均匀分 布的球,无论两球相距多近,r都等于球心距;而对带电导 体球,距离近了以后,电荷会重新分布，不能再用球心距 代替r).点电荷很相似于我们力学中的质点．
知识简析
电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能被 消灭，它们只能从一个物体转移到另一个 物体，或者从物体的一部分转移到另一部 分，系统的电荷总数是不变的．
处的合场强方向。
答案：x=-5，向右
- 4Q +9Q -5 -3 -1 1
规律方法 库仑定律的理解和应用
【例】如图所示，三个完全相同的金属小球a、b、c位
于等边三角形的三个顶点上．a和c带正电，b带负电，a所
带电量的大小比b的小．已知c受到a和b的静电力的合力可
用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是
方法二:电场线上每一点的切线方向即 是该点的场强方向；
(A)若将放在电场中某点的电荷q改为－q，则该点 的电场强度大小不变，方向与原来相反。
（B）若取走放在电场中某点的电荷，则该点的电 场强度变为零。
（C）沿电场线方向，场强一定越来越小。 （D）若电荷q在A处受到的电场力比B点时大，则
A点电场强度比B点的大。 （E）电场中某点电场线的方向，就是放在该点的
电荷所受电场力的方向。 （F）已知A、B为某一电场线（直线）上的两点由
此可知，A、B两点的电场强度方向相同，但EA和 EB的大小无法比较。
3.场强的叠加
练习. 如图，在x轴上的x = -1和x =1两点分 别固定电荷量为- 4Q 和+9Q 的点电荷。求：x 轴上合场强为零的点的坐标。并求在x = -3点
定义式
单位： N / C
EF q
方向: 正电荷在该点所受的电场力的方向。
注意：电场强度E与F、q无关
Q2、－点产电生荷电电场场的：电荷，F q－K放rQ在2 电场中的检验电荷
3、匀强电场： E U
d
电场中各点的大小和方向都相同，电场 线是互相平行 的直线
4、电场叠加：用平行四边形法则
它在O处的场强为
E1
k
Q r2
k
Qd (2r l)r
2
设待求的场强为E2，由E1+E2=0可得
E2=-E1= -
k
Qd (2r l)r 2
负号表示E2与E1方向相反，即E2的方向指向缺口
知识简析
电场线是人们为了形象描述电场而引入的假想曲 线。
电场线的四个性质： （1）、从正电荷出发，终止于负电荷。 （2）、电场上某点的切线方向表示该点的场
1、如何比较电场中任两点的场强大 小和方向呢？
1、判断电场强度大小的几种方法：
方法一: 由定义式E=F／q决定； 方法二: 在点电荷电场中，E=kQ／r2； 方法三:在匀强电场中，场强处处相等； 方法四:电力线密（疏）处强大（小）。
2、判断电场强度方向的几种方法：
方法一:根据规定，正电荷所受电场力 的方向即是该点的场强方向；
3、起电：使物体带电叫起电，使物体带电的方式有三种 ①摩擦起电，②接触起电，③感应起电。
知识简析
1、表达式：
F
K
Q1Q2 r2
2、适用范围：适用于真空中的点电荷
3、K＝ 9.0109 Nm2 / c2
知识简析
点电荷：是一个理想化的模型,在实际中,当两个带电体本 身的线度比它们之间的距离小得多时，带电体的形状和大 小对相互作用力的影响可以忽略不计时,就可以把带电体
规律：
三点一线, 两大夹小；两同夹异, 近小远大
例：如图所示，半经为r的硬橡胶圆环上带有 均匀分布的正电荷，其单位长度上的带电量
为q，现截去环上一小段AB，AB长为l(l<<r),
则剩余部分在圆心O处产生的场强多大？方向 如何？
解析：设原缺口所带电荷的线密度为σ，
Q
2r l
则补上的金属小段带荷量Q′=σd，
注意：电荷的变化是电子的转移引起的；完全相同的带电 金属球相接触，同种电荷总电荷量平均分配，异种电荷先 中和后再平分。
知识简析
1、基本性质：电场对放入其中的电荷有 力的作用
2、电场强度 3、电场线
知识简析
三、电场能的性质
1、电场力做功与电势能 2、电势、电势差 3、等势面 4、电场中的导体
知识简析
解析：如图所示，
C
若引入另一小求， 则应放在B另一侧，
且为正电荷
设在C点放入点电荷QC，与B球距离为x，
Leabharlann Baidu
对A点处与平衡状态，由库仑定律得
k
4QQ r2
k
4QQC (r x)2
对B点处与平衡状态，由库仑定律得
解得x=r， QC=4Q
k 4QQ k QQC
r2
x2
故，在C ab=bc
QC 4 Q
强方向。 （3）、电场线某点的疏密表示该处场强的强弱。 （4）、电场线是不相交,不闭合的曲线。
规律方法 电场线的理解和应用
【例】如图所示,一电子沿等量异种电荷的中垂线由A— O—B匀速飞过,电子重力不计,则电子所受另一个力的大小 和方向变化情况是 A．先变大后变小,方向水平向左 B．先变大后变小，方向水平向右 C．先变小后变大，方向水平向左 D．先变小后变大，方向水平向右 分析: 由等量异种电荷电场线分布可知,从A到O,电场由疏 到密;从O到B,电场线由密到疏,所以从A—O—B,电场强度 应由小变大,再由大变小,而电场强度方向沿电场切线方向, 为水平向右.由于电子处于平衡状态,所受合外力必为零,故 另一个力应与电子所受电场力大小相等方向相反.电子受 的电场力与场强方向相反,即水平向左,电子从A—O—B过 程中,电场力由小变大,再由大变小,故另一个力方向应水平 向右, 其大小应先变大后变小,所以选项B正确.