电势能与电势差 PPT课件

运动到最低点的过程中
F电
W电＝EqR >0，电势能减少
根据动能定理：
B.小球经过环的最低点时速度最大 mgR＋EqR＝△EK
C.小球电势能增加EqR D.小球由静止释放到达最低点，
动能的增量等于mgR
WG＝mgR >0 △EK＞ mgR
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D．24 V
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静电场的性质
电场力做功与电势、电势 差、电势能的综合问题
4．如图所示，光滑绝缘半圆环轨
道放在竖直向下的匀强电场中，场 解析
强为E.在与环心等高处放有一质量 为m、带电荷量＋q的小球，由静 止开始沿轨道运动，下列说法正确
的是( B )
A.小球在运动过程中机械能恒定
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静电场的性质
三、等分法确定等势点
1．在匀强电场中，沿任意一 2．在匀强电场中，相互平 个方向，电势降落都是均匀的， 行且相等的线段两点间的电 故在同一直线上相同间距的两 势差相等． 点间电势差相等．
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静电场的性质
例5 如图所示，虚线方框内有
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静电场的性质
例 1 如图所示，虚线a、b、 c代表电场中的三条电场线,实 线为一带负电的粒子仅在电场
力作用下通过该区域时的运动 轨迹,P、R、Q是这条轨迹上的
三点,由此可知( A )
解析
根据电场线的疏密程度
ER>EQ 根据ma＝qE
v
aR>aQ
F
＞90°
A．带电粒子在R点时的速度大小 假设粒子从P向 Q运动，
5. qUAB
qU
6．Ed
静电场的性质
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一、电场线、等势线和运动轨迹
静电场的性质
1．已知等势面的形状分布，根据相互垂直可以绘制电场线
2．由电场线和等差等势面的疏密，可以比较不同点的场强大小. 3．根据电荷的运动轨迹可以判断电荷受力方向和做功的正负.
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静电场的性质
电场强度和电势的理解
2.由如图所示的电场线，可判定( C )
A．该电场一定是匀强电场 B．A点的电势一定低于B点的电势 C．负电荷放在B点的电势能比A点的电势能大 D．负电荷放在B点所受电场力方向向右
F
A B
解析 电场线的疏密程度表示的强弱; 一条电场线无法判断疏密程度。
用虚线画出通过A、B两点的等
势线，并标明它们的电势值．
F＝F静
E
电荷带负电
故E与F静方向相反 E＝ F ＝1 .5 1 0 -4 N/C
| q | 3 1 0 -7
＝5×102 N/C
100V
UBA＝φB－φA＝ElABcosα ，
φB＝φA＋ElABcosα＝－60 V 等势线与电场线垂直，如图.
和电势的说法正确的是(D )
A．电场强度大的地方电势一 定高
B．电势为零的地方场强也一 定为零
C．场强为零的地方电势也一 定为零
D．场强大小相同的点电势不 一定相同
解析 沿着电场线的方向电 势逐渐降低；
电势的高低与场强无关； 电场线的疏密程度反映了场强 的大小；
电场线疏的地方场强小， 电场线密的地方场强大。 场强的大小于与电势高低无关。
12 V
一匀强电场，A、B、C为该电 场中三点，已知：φA＝12 V， 解析 φB＝6 V，φC＝-6 V，试在该虚
· ·
F
·D
－6 V
线框内作出该电场的示意图， 要画电场线，先找等势面(线) 连AC、BC，
(画出几条电场线)，并要求保 依题意知BC的中点D点电势必为零
留作图时所用的辅助线。
AC的1/3处F点电势必为零
F
点电荷，虚线是该点电荷产生的
电场中的三条等势线，正点电荷
q仅受电场力的作用下沿实线所
示的轨迹从a处运动到b处，然后
F斥
又运动到c处．由此可知( A．O为负电荷
CD)
借题发挥
B．在整个过程中q的电势能先 根据所给的等势面，明确电场
变小后变大
分布情况，画出电场线，再根
C．在整个过程中q的加速度 据轨迹弯曲方向找电荷的受力
等分为5份
A．4 V B．8 V C．12 V D．24 V
解题方法有两种： 一是找等势点法； 二是利用推论法.
e＝20V 连接ae
由对称可知h点与c点电势相等
φc＝8 V
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静电场的性质
等分法确定等势点
3．a、b、c、d是匀强电场中的
四个点，它们正好是一个矩形
(2)q在由A到B的过程中电势能 的变化量是多少？
（2）电场力做负功，电势能增加
ΔEp＝qEd＝qUBA ＝－3×10－7×(－160) J＝4.8×10－5 J
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静电场的性质
等势线和运动轨迹
1.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 电的质点仅在静电力作用下通过 该区域时的运动轨迹,P、Q是这
A．O为负电荷 B．在整个过程中q的电势能先 W电=Uq=0
变小后变大
等势线的疏密程度反映了E的大小
C．在整个过程中q的加速度 先变大后变小
D．在整个过程中，电场力做
Eb>Ea＝Ec
ab>aa＝ac
根据ma＝qE
功为零
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静电场的性质
例 2 如图所示，O是一固定的
先变大后变小
方向、受力大小变化；根据运
D．在整个过程中，电场力做 动轨迹或路径，判断功的正负、
功为零
动能及电势能的变化
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静电场的性质
二、电场强度和电势的关系 1．电场强度的大小和电势高低没有直接关系．电场强度为 零，电势不一定为零．电势为零，电场强度也不一定为 零．电场强度越大的地方，电势不一定高(请同学们自行举 例说明)．
大于在Q点时的速度大小 B．带电粒子在P点时的电势能比
在Q点时的电势能大
电场力做负功 电势能增大，动能减少，
C．带电粒子在R点时的动能与电 EPP＜EPQ
势能之和比在Q点时的小，比 在P点时的大
vR＞vQ 动能与电势能之间的相互转化，则带
D．带电粒子在R点时的加速度大 电粒子的动能与电势能之和不变
小小于在Q点时的加速度大小
h g
的四个顶点．电场线与矩形所
f
在平面平行．已知a点的电势为
e
20 V，b点的电势为24 V，d点
的电势为4 V，如图所示．由此
可知c点的电势为( )
法二
A．4 V
对顶点两角电势之和相等，
B．8 V
解题方法有两种： 一是找等势点法；
C．12 V 二是利用推论法.
φb＋φd＝φc＋φa， 解得φc＝8 V
见的有以下几种：
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静电场的性质
例5 为使带负电的点电荷q在 解析 一匀强电场中沿直线匀速地由 (1)由平衡条件可知
－60 V
A运动到B，必须对电荷施加 一恒力F，如图所示．若AB＝ 0.4m，α＝37°，q＝－3×10 －7C，F＝1.5×10－4N，A点电 势φA＝100V．(不计重力) (1)在图中用实线画出电场线，
探电荷无关，其大小与参考 点的选取有关，有相对性．
关系求解：WAB＝EpA－EpB. (2)利用W＝Fd求解，此公式只 适用于匀强电场.
2．电势差是电场中两点电势的
差值，其计算公式有： UABA-B，UABWqAB 3．计算静电力做功的方法，常
(3)利用公式WAB＝qUAB求解． (4)利用动能定理求解．
解析
v
由P→Q 力指向曲线的内侧
P Q
900
条轨迹上的两点,据此可知(BD)
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
W电 0 EKp EKQ
由于P处等势面密集，所以Ep>EQ
a＝Eq/m，P点时加速度较大
D．带电质点通过P点时加速 度较大
连FD即为等势线，
由电场线与等势面(线)垂直
且由高电势指向低电势
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静电场的性质
例4 如图所示，虚线方框内有
12 V
一匀强电场，A、B、C为该电 场中三点，已知：φA＝12 V， φB＝6 V，φC＝-6 V，试在该虚
· ·
F
Baidu Nhomakorabea·D
－6 V
线框内作出该电场的示意图， 借题发挥
(画出几条电场线)，并要求保 留作图时所用的辅助线。
“等分法”关键在于能找到“ 等分”线段的等势点．画出等
势线，然后根据等势线与电场
线处处垂直，画出电场线．
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静电场的性质
四、电场力做功与电势、电势差、(1)利用静电力做功与电势能的
电势能的综合问题 1．电势由电场本身决定，与试
沿电场线方向，电势逐渐降低。
W电>0，EP减少，EK增加
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静电场的性质
等分法确定等势点
3．a、b、c、d是匀强电场中的
四个点，它们正好是一个矩形
h g
的四个顶点．电场线与矩形所
f
在平面平行．已知a点的电势为
e
20 V，b点的电势为24 V，d点 解析：法一
的电势为4 V，如图所示．由此 连接bd 可知c点的电势为( )
高中物理·选修3-1·
第二章 电势能与电势差
第四讲 习题课 静电场的性质
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静电场的性质
1 会分析带电粒子在电场中的运动特点.
能求解静电力做的功和电场中的电势、电势能的 2 变化．
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1. 合外力 变化
2. 速度方向 受力方向 3. 零电势 零电势
4．电荷
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静电场的性质
例 2 如图所示，O是一固定的 解析
F
点电荷，虚线是该点电荷产生的
电场中的三条等势线，正点电荷
逐渐变小， 电场力先做
q仅受电场力的作用下沿实线所 负功后做
示的轨迹从a处运动到b处，然后 正功
F斥
又运动到c处．由此可知( CD ) a、c两点在同一等势面
2．沿电场线方向电势降低，这是判断电势高低的主要方 法．若两点不在同一电场线上，应通过等势面，化为同一 电场线上的两点.
3．电场强度和等势面垂直，且由电势较高的等势面指向电势 较低的等势面．
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大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
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静电场的性质
例 3 在静电场中，关于场强