1.4 电势能 电势和电势差.ppt

第一章第一章 静电场静电场第第4 4课时课时 电势能电势能 电势与电势差电势与电势差新课标高中物理选修新课标高中物理选修31大连海湾高中：赵祥平大连海湾高中：赵祥平1 1.理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系。的关系。2 2.理解电势的概念，知道电势是描述电场的能的性质的物理量。理解电势的概念，知道电势是描述电场的能的性质的物理量。3.3.理解电势差的概念，知道电势差与零电势点的选择无关理解电势差的概念，知道电势差与零电势点的选择无关.4 4掌握两点间电势差的表达公式，知道两点之间电势差的掌握两点间电势差的表达公式，知道两点之间电势差的 正负号与这两点的电势高低之间的对应关系正负号与这两点的电势高低之间的对应关系.学习目标学习目标电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢？电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢？一、静电力做功的特点一、静电力做功的特点在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷经过的路径无关，仅在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷经过的路径无关，仅与电荷的起始位置和终止位置有关，与电荷的起始位置和终止位置有关，该结论对于非匀强电场也是适用的。该结论对于非匀强电场也是适用的。结论：结论：（Ep）标量）标量二、电势能AB+AB、定义：电荷在电场中受到、定义：电荷在电场中受到电场力电场力而具有的而具有的与与位置位置有关的势能叫做电势能。有关的势能叫做电势能。负电荷逆着电场线移动，电场力做正功，电势能减少负电荷逆着电场线移动，电场力做正功，电势能减少、电场力做功改变电势能、电场力做功改变电势能正电荷顺着电场线移动，电场力做正功，电势能减少正电荷顺着电场线移动，电场力做正功，电势能减少正电荷逆着电场线移动，电场力做负功，电势能增加正电荷逆着电场线移动，电场力做负功，电势能增加负电荷顺着电场线移动，电场力做负功，电势能增加负电荷顺着电场线移动，电场力做负功，电势能增加、电场力做的功等于电势能的减少量、电场力做的功等于电势能的减少量、相对性：大地或无穷远默认为零、相对性：大地或无穷远默认为零二、电势能、在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为正，、在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为正，负电荷在任一点具有的电势能都为负。负电荷在任一点具有的电势能都为负。在负电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为负，负电在负电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为负，负电荷在任意一点具有的电势能都为正。荷在任意一点具有的电势能都为正。7、电荷在电场中某一点、电荷在电场中某一点A具有的电势能具有的电势能EP等于将该点电荷由等于将该点电荷由A点移到点移到电势零点电场力所做的功电势零点电场力所做的功W的。即的。即EP=W6、电势能有正负，却是标量，正负表示该点的电势能比零点的电、电势能有正负，却是标量，正负表示该点的电势能比零点的电势能的高低。势能的高低。、下列说法中正确的是（、下列说法中正确的是（）A.A.当两正点电荷相互靠近时，它们的电势能增大当两正点电荷相互靠近时，它们的电势能增大B.B.当两负点电荷相互靠近时，它们的电势能增大当两负点电荷相互靠近时，它们的电势能增大C.C.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能减小一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能减小D.D.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能增大。一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能增大。ABC针对训练针对训练电场力做正功，电势能减少；电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加电场力做负功，电势能增加知识链接知识链接讨论讨论:1.1.将电荷将电荷q q从从A A点移到点移到B B点。若取点。若取B B点的电势能为零，则点的电势能为零，则A A点的电势能为多少？点的电势能为多少？M ME EA AB BL L2.2.若电荷的电量为若电荷的电量为2q2q、3q 3q 则则A A点的电势能为多少点的电势能为多少?3.3.求求E EPAPA/q/q，比值是否与电荷量有关？，比值是否与电荷量有关？+q qF F与电荷量无关与电荷量无关三、电势三、电势1、定义：（标量）标量）3、相对性：一般选取无穷远或大地电势为零。1J/C=1J/C=1V V2、EP及q含符号4、沿电场线(场强)方向电势越来越低5、正电荷的电场中电势为正，负电荷的电场中电势为负A B EA B6、电场中某点的电势的大小是由电场本身的性质决定的，与放不放电荷及放什么电荷无关7、电势是标量，在规定了零电势后，电场中各点的电势可以是正值，也可以是负值。正值表示该点电势比零高，负值表示该点电势比零低。在重力场中，当选取的势能零点不同时，在重力场中，当选取的势能零点不同时，对各点高度的描述也会不同，但是高度差对各点高度的描述也会不同，但是高度差不会随着势能零点的改变而改变。不会随着势能零点的改变而改变。四、电势差四、电势差（U）同理，在电场中，各点电势也同理，在电场中，各点电势也会随电势零点的改变而改变，会随电势零点的改变而改变，ABCD0V1V2V3V0V1V2V-1V因此，因此，电势的差值往往比电势更重要。电势的差值往往比电势更重要。但两点间的电势的差值却保持不变。但两点间的电势的差值却保持不变。1、电场中两点间电势的差值，叫电势差，也叫电压。、电场中两点间电势的差值，叫电势差，也叫电压。则有则有或者或者显然显然 电场中电场中A点的电势为点的电势为，B点的电势为点的电势为2、设电场中、设电场中A、B两点的电势为两点的电势为UAB（一）电势差（一）电势差（U）3 3 3 3、电势差是标量，正负不表示方向，表示两点间电势的高低。、电势差是标量，正负不表示方向，表示两点间电势的高低。、电势差是标量，正负不表示方向，表示两点间电势的高低。、电势差是标量，正负不表示方向，表示两点间电势的高低。；即即或或 电荷电荷q从电场中从电场中A点移到点移到B点，点，A AB B五、电场力做功与电势差的关系五、电场力做功与电势差的关系六、等势面六、等势面2、几种常见的等势面1、定义：电场中电势相同的各点构成的面，叫做等势面。E+（1 1）在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功）在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功（2 2）电场线（或）电场线（或E E）等势面，且由电势较高的等势面指向电势较低等势面，且由电势较高的等势面指向电势较低的等势面的等势面 3 3、等势面的特点：、等势面的特点：（4 4）等势面密处场强大、电场线密，等势面疏处场强小、电场线疏）等势面密处场强大、电场线密，等势面疏处场强小、电场线疏 （3 3）不同等势面在空间不相交、不相切，闭合）不同等势面在空间不相交、不相切，闭合（5 5）沿电场方向电势降低最快）沿电场方向电势降低最快（6 6）匀强电场中电势均匀变化。）匀强电场中电势均匀变化。20100例例1：第：第1组、组、3组组1号同学号同学例例2：第：第2组、组、4组组1号同学号同学例例3：第：第5组、组、7组、组、9组组1号同学号同学例例4：第：第6组、组、8组组1号同学号同学【例1】如图所示，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，将一带电荷量为q的正电荷从A点移到B点。若沿直线AB移动该电荷，电场力做功W1_；若沿路径ACB移动该电荷，电场力做W2_；若沿曲线ADB移动该电荷，电场力做的功W3_。由此可知，电荷在电场中移动时，电场力做功的特点是_。类型一：型一：电场力做功的特点力做功的特点类型二：型二：电场力做功与力做功与电势能的能的变化关系化关系【例2】在一个点电荷Q形成的电场中，检验电荷q从A点移到B点时，检验电荷的电势能增加了3.0105J，试问这个过程中，电场力做的功是多少？质疑提高：质疑提高：1、电场力做功和电势能间具有怎样的关系？、电场力做功和电势能间具有怎样的关系？2、怎样判断电荷具有的电势能？、怎样判断电荷具有的电势能？方法一方法一:根据电场力做功的正负判断：根据电场力做功的正负判断：如何比较电荷电势能的大小呢？方法二方法二:直接根据公式直接根据公式 判断判断电场力做正功，电势能减少；电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加。电场力做负功，电势能增加。方法三方法三:根据电场线来判断根据电场线来判断 负电荷电势能增加电场力做负功顺着电场线移动正电荷电势能减小电势能减小电场力做正功顺着电场线移动【例4】在静电场中，把一个电荷量为q2.0105 C的负电荷由M点移到N点，静电力做功6.0104 J，由N点移到P点，静电力做负功1.0103 J，则M、N、P三点电势高低关系是_类型四：判断型四：判断电势的高低的高低质疑提高：质疑提高：1、判断电势高低的方法有哪些呢？、判断电势高低的方法有哪些呢？1.场源电荷判断法场源电荷判断法离场源正电荷越近的点，电势越高；离场源负电荷越近的点，离场源正电荷越近的点，电势越高；离场源负电荷越近的点，电势越低电势越低2.电场线判断法电场线判断法沿着电场线的方向，电势越来越低沿着电场线的方向，电势越来越低3.做功的判断法做功的判断法正电荷：正电荷：W0，从高电势到低电势从高电势到低电势W0，从低电势到高电势从低电势到高电势负电荷：负电荷：W0,从低电势到高电势从低电势到高电势W0，从高电势到低电势，从高电势到低电势类型三：型三：电势差与差与电场力做功力做功【例3】在一个带电荷量为q3106C的点电荷从某电场中的A点移到B，电荷克服电场力做功6104J；从B点移到C点，电场力对电荷做功9104J。求A、C两点间的电势差，并说明A、C两点中哪点的电势较高。质疑提高：质疑提高：1、判断电势差大小的方法有哪些呢？、判断电势差大小的方法有哪些呢？1、UAB=2 2、W WABAB=qU=qUABAB4 4、A A=U=UAO AO=W=WAOAO/q/q3 3、U UABAB=A A-B B U UABAB=-U=-UABAB（将（将W WABAB和和q q正、负号一同代入）正、负号一同代入）（两种处理方法）（两种处理方法）1 1、将、将U UABAB和和q q正、负号一同代入；正、负号一同代入；2 2、将、将U UABAB和和q q的绝对值代入，根据力和位移的绝对值代入，根据力和位移 （或运动）方向来判断（或运动）方向来判断功的正、负。功的正、负。一般取绝对值一般取绝对值相对于零电势点的电势差相对于零电势点的电势差W WABABq课堂小结：课堂小结：1.电势能：电势能：2.电势：电势：4.电场力做功：电场力做功：3.电势差：电势差：注：在计算过程中，以上公式中的各物理量均带其正负号！注：在计算过程中，以上公式中的各物理量均带其正负号！