电势能和电势好讲稿.ppt

关于电势能和电势好第一页，讲稿共五十四页哦复习回顾复习回顾1 1、功的计算：、功的计算：2 2、重力做功有什么特点？、重力做功有什么特点？(1)(1)与路径无关与路径无关,由初末位置的高度差来决定由初末位置的高度差来决定.(2)W(2)WG G与重力势能的关系与重力势能的关系.(3)(3)重力势能是相对的重力势能是相对的,有零势能面有零势能面.(.(人为选定人为选定)重力势能具有系统性重力势能具有系统性功是能量转化的量度功是能量转化的量度第二页，讲稿共五十四页哦一、静电力做功的特点一、静电力做功的特点 正电荷正电荷q q在电场在电场强度为强度为E E的匀强的匀强电场中由电场中由A A运动运动到到M M电场力做功电场力做功吗？做了多少吗？做了多少功？功？Eqq受力吗？多大？AMW=qEAMF F第三页，讲稿共五十四页哦求试探电荷求试探电荷q q沿直线沿直线ABAB移动到移动到B B时电场力时电场力做的功：做的功：E+q ABMF F第四页，讲稿共五十四页哦E+q ABM第五页，讲稿共五十四页哦结论：结论：在在匀强电场匀强电场中移动电荷时，静电力做中移动电荷时，静电力做的功与电荷的的功与电荷的起始位置和终止位置起始位置和终止位置有有关，但与电荷经过的关，但与电荷经过的路径路径无关。无关。(对于非匀强电场也适用对于非匀强电场也适用)这与什么力做功相似呢？第六页，讲稿共五十四页哦 将将+q+q由由A A移移到到B B的过程静电的过程静电力对电荷做功为：力对电荷做功为：将将-q-q由由A A移到移到B B的过程，静电的过程，静电力对电荷做功为：力对电荷做功为：dAB+qEL做功的过程是一个做功的过程是一个能量转化的过程，能量转化的过程，那么静电力做功的那么静电力做功的过程是什么能转化过程是什么能转化为什么能呢？为什么能呢？第七页，讲稿共五十四页哦二、电势能二、电势能静电力做功与电势能有什么关系？（联系重静电力做功与电势能有什么关系？（联系重力做功与重力势能的关系）力做功与重力势能的关系）电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能，叫电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能，叫电电势能势能。物体被举高具有重力势能。物体被举高具有重力势能。1 1、电荷在电场中具有电势能。、电荷在电场中具有电势能。重力对物体做正功，物体的重力势重力对物体做正功，物体的重力势能减小能减小 2 2、静电力对电荷做正功，电荷的电势能、静电力对电荷做正功，电荷的电势能减小减小 重力对物体做负功，物体的重力势重力对物体做负功，物体的重力势能增大能增大 3 3、静电力对电荷做负功，电荷的电势能增、静电力对电荷做负功，电荷的电势能增大大第八页，讲稿共五十四页哦 重力做多少功，物体重力势能就重力做多少功，物体重力势能就变化多少。变化多少。4 4、静电力做多少功，电荷电势能就变化、静电力做多少功，电荷电势能就变化多少。多少。重力势能是相对的，与零势能面有关重力势能是相对的，与零势能面有关5 5、电势能是相对的，与零电势能面有关、电势能是相对的，与零电势能面有关通常把电荷在离场源电荷通常把电荷在离场源电荷无限远处无限远处的的电势能规定为电势能规定为零零，或把电荷在，或把电荷在大地大地表面表面上电势能规定为上电势能规定为零零。电荷在某点的电势能，等于静电力把它从电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该处移动到零势能位置所做的功该处移动到零势能位置所做的功第九页，讲稿共五十四页哦重力势能是物体和地球所共有的，具有重力势能是物体和地球所共有的，具有系统性系统性6 6、电势能是电荷和电场所共有的，具、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性有系统性7 7、电势能是标量、电势能是标量由此可见，静电力做功与重力做功，由此可见，静电力做功与重力做功，电势能与重力势能都很相似，所以大电势能与重力势能都很相似，所以大家在学习电势能过程中应该多联系重家在学习电势能过程中应该多联系重力做功与重力势能的关系帮助理解电力做功与重力势能的关系帮助理解电势能。势能。第十页，讲稿共五十四页哦尽管重力做功与静电力做功很相似，但还是存在很尽管重力做功与静电力做功很相似，但还是存在很大差异大差异n正电荷顺着电场线移动，正电荷顺着电场线移动，静电力做正功，电势能减少静电力做正功，电势能减少n 负电荷顺着电场线移动，负电荷顺着电场线移动，静电力做负功，电势能增加静电力做负功，电势能增加n 正电荷逆着电场线移动，正电荷逆着电场线移动，静电力做负功，电势能增加静电力做负功，电势能增加n 负电荷逆着电场线移动，负电荷逆着电场线移动，静电力做正功，电势能减少静电力做正功，电势能减少存在两种电荷存在两种电荷存在两种电荷存在两种电荷第十二页，讲稿共五十四页哦例例1 1右图中右图中MNMN为电场中某一条电场线方为电场中某一条电场线方向向右，在线上取两点向向右，在线上取两点a a、b b 今将一电荷今将一电荷q q从从a a移到移到b b则则（）A.A.静电力做正功，静电力做正功，q q的电势能增加；的电势能增加；B.B.静电力做负功，静电力做负功，q q的电势能增加；的电势能增加；C.C.静电力做正功，静电力做正功，q q的电势能减少；的电势能减少；D.D.静电力做负功，静电力做负功，q q的电势能减少。的电势能减少。C C第十三页，讲稿共五十四页哦 例例2 2：A A和和B B为电场中某条电场线上的点，如为电场中某条电场线上的点，如图：将图：将q=410q=410-9-9的正电荷从的正电荷从A A点移到点移到B B点需点需克服静电力做功克服静电力做功5 105 10-7-7J J，则，则 电场方向由电场方向由ABAB还是还是BABA？电荷在哪点时电势能大？大多少？电荷在哪点时电势能大？大多少？AB第十四页，讲稿共五十四页哦 电场的电场的力的性质力的性质我们必须用我们必须用场强场强E E来描述，那么电来描述，那么电场的场的能的性质能的性质我们又应该用什么物理量来描述呢？能否我们又应该用什么物理量来描述呢？能否用用“电势能电势能”呢？呢？问题问题1：同样的电荷处在电场中不同位置，具有的电势：同样的电荷处在电场中不同位置，具有的电势能相同吗？能相同吗？问题问题2：不同的电荷放在电场中同一点，具有的电势能相：不同的电荷放在电场中同一点，具有的电势能相同吗？同吗？不同的电荷在电场中同一点具有的电势能不同不同的电荷在电场中同一点具有的电势能不同,但电但电场中同一点的电场的能的性质是一定的，场中同一点的电场的能的性质是一定的，故不能用故不能用“电势能电势能”来描述电场的能的性质，来描述电场的能的性质，我们引入一个新的物理量我们引入一个新的物理量“电势电势”来表示它。来表示它。第十五页，讲稿共五十四页哦A0lE+该比值是一个与该比值是一个与q q无关，仅与电场及无关，仅与电场及A A点的位置有关的量。点的位置有关的量。三、电势三、电势设EP0=0该比值称为该比值称为A A点的点的电势电势零势能零势能参考点参考点第十六页，讲稿共五十四页哦电荷电场中在某一点的电势能与它电荷电场中在某一点的电势能与它的电荷量的比值的电荷量的比值1 V=1 J/C1.1.定义定义:2.2.公式公式:3.3.单位单位:伏特伏特(V)(V)(计算时要计算时要代入正负号代入正负号)4.标量标量 (有正负有正负)5.5.电势具有电势具有相对性相对性：确定电势确定电势,应先规定电场中应先规定电场中某处的电势为零某处的电势为零.(.(通常规定离场源电荷通常规定离场源电荷无限远处无限远处或或大地大地的电势为零的电势为零.).)第十七页，讲稿共五十四页哦 例例3.3.试探电荷试探电荷q q1 1放在电场中的放在电场中的A A点点,电势电势能为能为E(E(规定无限远处电势能为零规定无限远处电势能为零),A),A点的点的电势为电势为_,_,若把试探电荷若把试探电荷q q1 1换成试换成试探电荷探电荷q q2 2放在电场中的放在电场中的A A点点,A,A点的电势点的电势为为_(_(仍规定无限远处电势能仍规定无限远处电势能为零为零).).第十八页，讲稿共五十四页哦 例例4.4.将一电量为将一电量为 的点电荷从电场外的点电荷从电场外一点一点P P移至电场中某点移至电场中某点A,A,电场力做功电场力做功 ,求求A A点的电势点的电势.解解:设场外一点设场外一点P P的电势为的电势为从从P A,电场力做的功电场力做的功 PAEW-=点评点评:电势的确定首先要确定零电势电势的确定首先要确定零电势处处,且电势可以为负且电势可以为负.第十九页，讲稿共五十四页哦沿着电场线方向，电势如何变化呢？沿着电场线方向，电势如何变化呢？4、沿着电场线的方向，电势越来越低、沿着电场线的方向，电势越来越低如何确定电场中某点的电势呢？如何确定电场中某点的电势呢？5、电势具有相对性，先规定电场中某处的电势为、电势具有相对性，先规定电场中某处的电势为零，然后才能确定电场中其他各点的电势。（通零，然后才能确定电场中其他各点的电势。（通常取离场源电荷无限远处或大地的电势为零）常取离场源电荷无限远处或大地的电势为零）第二十页，讲稿共五十四页哦对电势的理解 n1.1.电势的相对性：某点电势的大小是相电势的相对性：某点电势的大小是相对于零点电势而言的。零电势的选择是对于零点电势而言的。零电势的选择是任意的，一般选地面和无穷远为零势能任意的，一般选地面和无穷远为零势能面。面。n2.2.电势的固有性：电场中某点的电势的电势的固有性：电场中某点的电势的大小是由电场本身的性质决定的，与放大小是由电场本身的性质决定的，与放不放电荷及放什么电荷无关。不放电荷及放什么电荷无关。n3.3.电势是标量电势是标量n4.4.计算时计算时E EP P,q,q,都带正负号。都带正负号。第二十一页，讲稿共五十四页哦 练习练习:如图所示如图所示,在同一条电场线上有在同一条电场线上有A.A.B.C B.C 三点三点,将将 的点电荷由的点电荷由A A点移动到点移动到B B点点,静电力做什么功静电力做什么功?做多少功做多少功?电电势能变化了多少势能变化了多少?在将该电荷由在将该电荷由B B点移到点移到C C点点,静电力做什么功静电力做什么功?做多少功做多少功?电势能变化了多电势能变化了多少少?A AB BC C第二十三页，讲稿共五十四页哦等势面等势面地理上，等高线表示地势的高低。地理上，等高线表示地势的高低。在电场中常用等势面来表示电势的高低。在电场中常用等势面来表示电势的高低。电场中电势相同的各点构成的面叫做电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面等势面第二十四页，讲稿共五十四页哦等势面的特点：等势面的特点：1 1、等势面一定跟电场线、等势面一定跟电场线垂直垂直，在同一等势，在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功不做功；2 2、电场线总是从电势高的等势面指向电势、电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面，任意两个等势面都低的等势面，任意两个等势面都不会相交不会相交；3 3、等差、等差等势面越密等势面越密的地方的地方电场强度越大电场强度越大等势面等势面第二十五页，讲稿共五十四页哦几种典型电场的等势面：几种典型电场的等势面：1 1、点电荷电场中的等势面：、点电荷电场中的等势面：以点电荷为球心的一簇球面以点电荷为球心的一簇球面等势面等势面第二十六页，讲稿共五十四页哦2 2、等量异种点电荷电、等量异种点电荷电场中的等势面：场中的等势面：两簇对称曲面两簇对称曲面等势面等势面第二十七页，讲稿共五十四页哦3 3、等量同种点电荷电场、等量同种点电荷电场中的等势面：中的等势面：两簇对称曲面两簇对称曲面等势面等势面第二十八页，讲稿共五十四页哦5 5、匀强电场中的等势面：、匀强电场中的等势面：垂直于电场线的一簇平垂直于电场线的一簇平面面4 4、形状不规则的带电、形状不规则的带电导体附近的电场线及等导体附近的电场线及等势面势面等势面等势面第二十九页，讲稿共五十四页哦第三十页，讲稿共五十四页哦n1.(2010广东理综)图是某一点电荷的电场线分布图，下列表述正确的是()nAa点的电势高于b点的电势nB该点电荷带负电nCa点和b点电场强度的方向相同nDa点的电场强度大于b点的电场强度n解析：沿电场线方向电势降低，故A选项错误；由图中电场线分布知，此场为一负点电荷的电场线分布图，B项正确；电场线密集处场强大，C项错、D项正确n答案：BD第三十一页，讲稿共五十四页哦n2某静电场的电场线分布如下图所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ，电势分别为P和Q，则()nAEPEQ，PQnBEPEQ，PQnCEPEQ，PQ nDEPEQ，PQn解析：P点处电场线分布的密集些，Q处电场线分布稀疏些，则EPEQ.图中，电场线的方向是由P指向Q，根据顺着电场线的方向，电势依次降落，有P点电势大于Q点电势n答案：A第三十二页，讲稿共五十四页哦n3在如图所示的四个电场中，均有相互对称分布的a、b两点，其中a、b两点电势和场强都相同的是()第三十三页，讲稿共五十四页哦n解析：本题考查电场的叠加因为电势是标量，并在题中的四个电场中具有对称性，故四个电场中a、b两点的电势都是相等的；而电场强度则是矢量，所以A图中点电荷的电场对称点的电场强度大小相等方向相反；B图中叠加后a点斜向右上方，b点斜向右下方；C图中叠加后都是水平向右；D图中叠加后a点向上，b点向下因此只有选项C正确n答案：C第三十四页，讲稿共五十四页哦n4如右图所示，某区域电场线左右对称分布，M、N为对称线上的两点下列说法正确的是()nAM点电势一定高于N点电势nBM点场强一定大于N点场强nC正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能nD将电子从M点移动到N点，电场力做正功第三十五页，讲稿共五十四页哦n解析：沿电场线方向，电势降低，所以M点电势一定高于N点电势，A正确；电场线的疏密程度表示电场的强弱，由题图可知，M点场强一定小于N点场强，B错；正电荷q在M点的电势能EpMqM，在N点的电势能EpNqN，由于MN，所以EpMEpN，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n答案：AC第三十六页，讲稿共五十四页哦练规范、练技能、练速度第三十七页，讲稿共五十四页哦1.1.如图所示，虚线如图所示，虚线a a、b b和和c c是某静电场中的三个等势面，它是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为们的电势分别为 、和和 ，一带正电粒子射入电场中，一带正电粒子射入电场中，其运动轨迹如实线其运动轨迹如实线KLMNKLMN所示。由图可知：所示。由图可知：A A、粒子从、粒子从K K到到L L的过程中，静电力做负功的过程中，静电力做负功B B、粒子从、粒子从L L到到M M的过程中，静电力做负功的过程中，静电力做负功C C、粒子从、粒子从K K到到L L的过程中，电势能增加的过程中，电势能增加D D、粒子从、粒子从L L到到M M的过程中，动能减少的过程中，动能减少等势面等势面第三十八页，讲稿共五十四页哦等势面等势面2.2.如图所示，三个等差等势面上有如图所示，三个等差等势面上有a a、b b、c c、d d四点，四点，若将一个正电荷由若将一个正电荷由c c经经a a移动到移动到d d静电力做正功静电力做正功W W1 1，若由，若由c c经经b b移动到移动到d d静电力做正功静电力做正功W W2 2，则：，则：第三十九页，讲稿共五十四页哦n如右图所示，a、b为某电场线上的两点，那么以下结论正确的是()nA把正电荷从a移到b，静电力做正功，电荷的电势能减小nB把负电荷从a移到b，静电力做负功，电荷的电势能增加nC把负电荷从a移到b，静电力做正功，电荷的电势能增加nD不论正电荷还是负电荷，从a到b电势能逐渐降低第四十页，讲稿共五十四页哦n解析：n答案：AB第四十一页，讲稿共五十四页哦n如右图所示，真空中等量异种点电荷放置在M、N两点，在MN的连线上有对称点a、c，MN连线的中垂线上有对称点b、d，则下列说法正确的是()nAa点场强与c点场强一定相同nBa点电势一定小于c点电势nC负电荷在c点电势能一定大于在a点电势能nD正电荷从d点移到b点电场力不做功第四十二页，讲稿共五十四页哦n解析：根据真空中等量异种点电荷电场线分布特点，在MN的连线上对称点a、c场强一定相同，故A正确；因沿着电场线方向电势逐渐降低，但电场方向未知，则a点电势不一定小于c点电势，故B错误；电荷从a点移到c点，电场力做功正负未知，则不能判断电势能增减，负电荷在c点电势能不一定大于在a点电势能，故C错误；而MN连线的中垂线是等势线，其上的对称点b、d电势相等，则正电荷从d点移到b点电场力不做功，故D正确n答案：AD第四十三页，讲稿共五十四页哦n位于A、B处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如右图所示，图中实线表示等势线，则()nAa点和b点的电场强度相同nB正电荷从c点移到d点，电场力做正功nC负电荷从a点移到c点，电场力做正功nD正电荷从e点沿图中虚线移到f点电势能先减小后增大第四十四页，讲稿共五十四页哦n解析：同一检验电荷在a、b两点受力方向不同，所以A错误；因为A、B两处有负电荷，所以，等势线由外向内表示的电势越来越低将正电荷从c点移到d点，正电荷的电势能增加，电场力做负功，B错误；负电荷从a点移到c点，电势能减少，电场力做正功，C正确；正电荷沿虚线从e点移到f点的过程中，电势先降低再升高，电势能先减小后增大n答案：CD 第四十五页，讲稿共五十四页哦第四十六页，讲稿共五十四页哦n如下图所示，在静电场中，一个负电荷q受到一个非静电力作用，由A点移动到B点，则下列说法正确的是()nA非静电力和电场力做功之和等于 电荷电势能增量和动能增量之和nB非静电力做功等于电势能增量和动能增量之和nC电荷克服电场力做功等于电势能的增量nD非静电力做功和电场力做功之和等于电荷 动能的增量第四十七页，讲稿共五十四页哦n解析：根据动能定理，合外力对电荷所做的功等于电荷动能的增量，对电荷和电场组成的系统而言，非静电力是外力，非静电力对电荷做了多少正功，系统能量(电势能和电荷动能)就增加多少据电场力做功与电势能变化的关系(WFE)，及电场力对电荷做负功，得电荷克服电场力做功等于电荷电势能的增量所以B、C、D对n答案：BCDn【反思总结】功是能量变化的量度，但要理解并区别电场力的功与电势能变化的关系、合外力的功与动能变化的关系(动能定理)，即搞清功与能的变化的对应关系第四十八页，讲稿共五十四页哦n【跟踪发散】11：如右图，光滑绝缘半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为E.在与环心等高处放有一质量为m、带电q的小球，由静止开始沿轨道运动，下列说法正确的是()nA小球在运动过程中机械能守恒nB小球经过环的最低点时速度最大nC小球电势能增加EqRnD小球由静止释放到达最低点，动能的增加量等于mgR第四十九页，讲稿共五十四页哦n解析：小球在运动过程中除重力做功外，还有电场力做功，所以机械能不守恒，A错；小球运动到最低点的过程中，重力与电场力均做正功，重力势能减少mgR，电势能减少EqR，而动能增加mgREqR，到最低点时动能最大，所以速度最大，因此B正确，C、D错误n答案：B第五十页，讲稿共五十四页哦n【跟踪发散】21：(2010山东理综)某电场的电场线分布如图所示，以下说法正确的是()nAc点场强大于b点场强nBa点电势高于b点电势nC若将一试探电荷q由a点释放，它将沿电场线运动到b点nD若在d点再固定一点电荷Q，将一试探电荷q由a移至b的过程中，电势能减小第五十一页，讲稿共五十四页哦n解析：电场线的疏密表示电场的强弱，A项错误；沿着电场线方向电势逐渐降低，B项正确；q在a点所受电场力方向沿电场线的切线方向，由于电场线为曲线，所以q不沿电场线运动，C项错误；在d点固定一点电荷Q后，a点电势仍高于b点，q由a移至b的过程中，电场力做正功，电势能减小D项正确n答案：BD第五十二页，讲稿共五十四页哦n【跟踪发散】31：带负电的粒子q2.0109 C，在静电场中由A点运动到B点这一过程中，除电场力外，其他力做功为6.0105 J，粒子的动能增加了8.0105 J取A点为零电势点，求B点的电势B.第五十三页，讲稿共五十四页哦感谢大家观看第五十四页，讲稿共五十四页哦