沪科版高二第一学期3.7 电场的能的性质综合课件优秀课件
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注意:等量异种电荷等势面的分 布特征
【典型例题】
例6、如图所示,实线为某电场的电场线,虚线为等势面,已
B 知φa=3 V,φc=5 V,ab=bc,则( )
列关系中正确的有( ABC )
A.φA>φB>φC B.EC>EB>EA C.UAB<UBC D.UAB=UBC
【典型例题】
例5、如图所示,在真空中,ab、cd是圆O的两条直径,在a、b 两点分别固定有电荷量为+Q和-Q的点电荷,下列说法正确的
是( D )
A.c、d两点的电场强度相同,电势也相同 B.c、d两点的电场强度不同,但电势相同 C.将一个正试探电荷从c点沿直线移动到d点,电场力做功为零 D.一个正试探电荷在c点的电势能大于它在d点的电势能
势面?若能,则此过程小球的动能变化量为多少?
【作业讲评】
第7讲 电场的能的性质
2020.2.8
【知识梳理】
一、物理概念的含义比较
含义
电场强度
电势
电势差
物理 意义
定义 式
导出 式
标矢 量
表示电场力的性质, 表示电场能的性质,电势 由电场本身决定 还与零电势点的选择有关
EF q
A
EPA q
WA0 q
2、具体大小的判断: (1)利用电场线或等势线直观判断
电场线或等势线的疏密表示场强的大小,电场线是电势 降低最快的方向 (2)利用公式讨论计算判断
(3)利用公式U=Ed与UAB=φA-φB可计算电场能性质的物理量
在匀强电场中:
U AB
W AB q
Eqs cos q
Es cos
Ed
【知识梳理】
【作业讲评】
【作业讲评】
10. 空间有一匀强电场,电场方向与纸面平行.一带电量为-q 的小球(重力不计),在恒定拉力F的作用下沿虚线以速度v0由M匀 速运动到N,如图所示.已知力F和MN间夹角为θ,MN间距离为L,
则:
(1)匀强电场的电场强度大小为多少?并画出过M点的等势
线.
(2)MN两点的电势差为多少? (3)当带电小球到达N点时,撤去外力F,小球能否回到过M点的等
【知识梳理】
2.电势能高低的四种判断方法
判断角度
判断方法
做功判断 电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势
法
能增大
电荷电势 正电荷在电势越高的地方电势能越高,负电荷在电
法
势越低的地方电势能越高
公式法
由Ep=qφ,将q、φ的大小、正负号一起代入公式, 针对Ep数值可做如下判断:若Ep为正值,其绝对值越 大表示电势能越大;若Ep为负值,其绝对值越小表示
A.b点电势比a点电势高 B.c点电势为负值 C.a、b两点的场强方向相同 D.d点的电势和场强都为零
反思:点电荷的电场中,可以用电 场的叠加讨论电势和场强的大小
【典型例题】
例2、如图所示,MN板间匀强电场E=2.4×104 N/C,方向竖直 向上.电场中A、B两点相距10 cm,AB连线与电场方向夹角为 60°,A点和M板相距2 cm,求: (1)此时UBA等于多少? (2)一点电荷Q=5×10-8 C,它在A、B两点的电势能之差为 多少?若M板接地,A点电势是多少?B点电势是多少?
方向
依据电场力 做功
判断方法
沿电场线方向电势降低
根据UAB=WAB/q,将WAB、q的正负号代入, 由UAB的正负判断φA、φB的高低,即由UAB= φA-φB可知:若UAB>0,则φA>φB;若UAB
=0,则φA=φB;若UAB<0,则φA<φB
依据场源电 ห้องสมุดไป่ตู้的正负
取无穷远处电势为零,正电荷周围电势为 正值,负电荷周围电势为负值;越靠近正电 荷处电势越高,越靠近负电荷处电势越低
三、电势、电势差、电势能、电场力做功相互联系
W AB E p
电势能
电场力做功
E p -W AB
A
E pA q
E pA
qA
U AB
W AB q
W AB qU AB
A U AB B
电势
电势差
U AB A B
【知识梳理】
四、电势及电势能高低判断
1.电势高低的三种判断方法
判断角度 依据电场线
电势能越大
能量守恒 法
在电场中,若只有电场力做功时,电荷的动能和电 势能相互转化,两种能量之和守恒,所以若电荷动能
增加,则其电势能减小;反之,其电势能增大
【典型例题】
例1、有两个固定的等量异号的点电荷.a、b是它们连线的中垂 线上两个位置,c是它们产生的电场中的另一个位置(如图所
示).若取无穷远处电势φ=0。则以下认识中哪些是正确的( BC)
U AB A B
Q E k r2
EU d
是矢量,方向规定
为正电荷的受力方
向,与电场线的切
线重合,叠加满足
平行四边形定则
A
k
Q r
U AB
WAB q
是标量,都有正、负,电 势的正负要表大小,而电 势差的正负与大小无关, 叠加满足代数和运算
【知识梳理】
二、电场强度、电势、电势差的大小关系
1、场强和电势在大小上没有直接的联系,即电场强度为零时, 电势不一定为零,反之电势为零,电场强度也不一定为零。
反思:利用公式U=Ed要注意d、U
的含义,若φA>φB则:U=UAB 若φA<φB则: U=UBA
U AB
E d
E s cos
2.4
104
0.1
1V
2
1.2 103V
W AB qU AB 5 108 1.2 103 J 6 105 J
【典型例题】
例3、如图所示,ABCD是匀强电场中一正方形的四个顶点,已 知A、B、C三点的电势分别是φA=l5 V,φB=3 V,φC=-3 V,由 此: (1)推断D点电势φD是多少伏? (2)分别画出通过A、C点的的一条电场线。
15V
9V
E
3V
3V
反思:
-3V
1、匀强电场中,在同一方向上任意相等距离两
端的电势差大小相等
2、沿电场方向是电势降低最快的方向
【典型例题】
例4、如图所示,实线为电场线,虚线为等势线,且AB=BC, 电场中的A、B、C三点的场强分别为EA、EB、EC,电势分别 为φA、φB、φC,AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC,则下
【作业讲评】
9.如图所示,一半径为R的绝缘圆形轨道竖直放置,圆轨道最
低点与一条水平轨道相连,轨道都是光滑的.轨道所在空间存
在水平向右的匀强电场,场强为E.从水平轨道上的A点由静止 释放一质量为m的带正电的小球,为使小球刚好在圆轨道内做圆 周运动,求释放点A距圆轨道最低点B的距离s.已知小球受到的
电场力大小等于小球重力的3/4倍。
【典型例题】
例6、如图所示,实线为某电场的电场线,虚线为等势面,已
B 知φa=3 V,φc=5 V,ab=bc,则( )
列关系中正确的有( ABC )
A.φA>φB>φC B.EC>EB>EA C.UAB<UBC D.UAB=UBC
【典型例题】
例5、如图所示,在真空中,ab、cd是圆O的两条直径,在a、b 两点分别固定有电荷量为+Q和-Q的点电荷,下列说法正确的
是( D )
A.c、d两点的电场强度相同,电势也相同 B.c、d两点的电场强度不同,但电势相同 C.将一个正试探电荷从c点沿直线移动到d点,电场力做功为零 D.一个正试探电荷在c点的电势能大于它在d点的电势能
势面?若能,则此过程小球的动能变化量为多少?
【作业讲评】
第7讲 电场的能的性质
2020.2.8
【知识梳理】
一、物理概念的含义比较
含义
电场强度
电势
电势差
物理 意义
定义 式
导出 式
标矢 量
表示电场力的性质, 表示电场能的性质,电势 由电场本身决定 还与零电势点的选择有关
EF q
A
EPA q
WA0 q
2、具体大小的判断: (1)利用电场线或等势线直观判断
电场线或等势线的疏密表示场强的大小,电场线是电势 降低最快的方向 (2)利用公式讨论计算判断
(3)利用公式U=Ed与UAB=φA-φB可计算电场能性质的物理量
在匀强电场中:
U AB
W AB q
Eqs cos q
Es cos
Ed
【知识梳理】
【作业讲评】
【作业讲评】
10. 空间有一匀强电场,电场方向与纸面平行.一带电量为-q 的小球(重力不计),在恒定拉力F的作用下沿虚线以速度v0由M匀 速运动到N,如图所示.已知力F和MN间夹角为θ,MN间距离为L,
则:
(1)匀强电场的电场强度大小为多少?并画出过M点的等势
线.
(2)MN两点的电势差为多少? (3)当带电小球到达N点时,撤去外力F,小球能否回到过M点的等
【知识梳理】
2.电势能高低的四种判断方法
判断角度
判断方法
做功判断 电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势
法
能增大
电荷电势 正电荷在电势越高的地方电势能越高,负电荷在电
法
势越低的地方电势能越高
公式法
由Ep=qφ,将q、φ的大小、正负号一起代入公式, 针对Ep数值可做如下判断:若Ep为正值,其绝对值越 大表示电势能越大;若Ep为负值,其绝对值越小表示
A.b点电势比a点电势高 B.c点电势为负值 C.a、b两点的场强方向相同 D.d点的电势和场强都为零
反思:点电荷的电场中,可以用电 场的叠加讨论电势和场强的大小
【典型例题】
例2、如图所示,MN板间匀强电场E=2.4×104 N/C,方向竖直 向上.电场中A、B两点相距10 cm,AB连线与电场方向夹角为 60°,A点和M板相距2 cm,求: (1)此时UBA等于多少? (2)一点电荷Q=5×10-8 C,它在A、B两点的电势能之差为 多少?若M板接地,A点电势是多少?B点电势是多少?
方向
依据电场力 做功
判断方法
沿电场线方向电势降低
根据UAB=WAB/q,将WAB、q的正负号代入, 由UAB的正负判断φA、φB的高低,即由UAB= φA-φB可知:若UAB>0,则φA>φB;若UAB
=0,则φA=φB;若UAB<0,则φA<φB
依据场源电 ห้องสมุดไป่ตู้的正负
取无穷远处电势为零,正电荷周围电势为 正值,负电荷周围电势为负值;越靠近正电 荷处电势越高,越靠近负电荷处电势越低
三、电势、电势差、电势能、电场力做功相互联系
W AB E p
电势能
电场力做功
E p -W AB
A
E pA q
E pA
qA
U AB
W AB q
W AB qU AB
A U AB B
电势
电势差
U AB A B
【知识梳理】
四、电势及电势能高低判断
1.电势高低的三种判断方法
判断角度 依据电场线
电势能越大
能量守恒 法
在电场中,若只有电场力做功时,电荷的动能和电 势能相互转化,两种能量之和守恒,所以若电荷动能
增加,则其电势能减小;反之,其电势能增大
【典型例题】
例1、有两个固定的等量异号的点电荷.a、b是它们连线的中垂 线上两个位置,c是它们产生的电场中的另一个位置(如图所
示).若取无穷远处电势φ=0。则以下认识中哪些是正确的( BC)
U AB A B
Q E k r2
EU d
是矢量,方向规定
为正电荷的受力方
向,与电场线的切
线重合,叠加满足
平行四边形定则
A
k
Q r
U AB
WAB q
是标量,都有正、负,电 势的正负要表大小,而电 势差的正负与大小无关, 叠加满足代数和运算
【知识梳理】
二、电场强度、电势、电势差的大小关系
1、场强和电势在大小上没有直接的联系,即电场强度为零时, 电势不一定为零,反之电势为零,电场强度也不一定为零。
反思:利用公式U=Ed要注意d、U
的含义,若φA>φB则:U=UAB 若φA<φB则: U=UBA
U AB
E d
E s cos
2.4
104
0.1
1V
2
1.2 103V
W AB qU AB 5 108 1.2 103 J 6 105 J
【典型例题】
例3、如图所示,ABCD是匀强电场中一正方形的四个顶点,已 知A、B、C三点的电势分别是φA=l5 V,φB=3 V,φC=-3 V,由 此: (1)推断D点电势φD是多少伏? (2)分别画出通过A、C点的的一条电场线。
15V
9V
E
3V
3V
反思:
-3V
1、匀强电场中,在同一方向上任意相等距离两
端的电势差大小相等
2、沿电场方向是电势降低最快的方向
【典型例题】
例4、如图所示,实线为电场线,虚线为等势线,且AB=BC, 电场中的A、B、C三点的场强分别为EA、EB、EC,电势分别 为φA、φB、φC,AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC,则下
【作业讲评】
9.如图所示,一半径为R的绝缘圆形轨道竖直放置,圆轨道最
低点与一条水平轨道相连,轨道都是光滑的.轨道所在空间存
在水平向右的匀强电场,场强为E.从水平轨道上的A点由静止 释放一质量为m的带正电的小球,为使小球刚好在圆轨道内做圆 周运动,求释放点A距圆轨道最低点B的距离s.已知小球受到的
电场力大小等于小球重力的3/4倍。