《电势能和电势》公开课教案整编.ppt

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1、1、功的计算：,2、重力的特点：,(1)与路径无关,由初末位置的高度差来决定.,(2)重力做功WG与重力势能变化的关系,(3)重力势能是相对的,须选定零势能参考面,功是能量转化的量度！,重力做正功，重力势能减少 重力做负功，重力势能增加,复习：,一个试探电荷在电场中某点由静止释放,将如何运动?,在电场力作用下电荷做加速运动,一段时间后获得一定的速度,试探电荷的动能增加.,什么能转换为动能的呢?,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,只与电荷的起始位置和终止位置有关。,对于非匀强电场也适用,B,+,M,A,F,q,+,WAB = F|AB|cos=qE|

2、AM|,把正电荷沿不同路径从A点移到B电场力做功？,将+q由A移到B的过程电场力对电荷做功为：,将-q由A移到B的过程，电场 力对电荷做功为：,做功的过程是一个 能量转化的过程， 那么电场力做功的 过程是什么能转化 为什么能呢？,二、电势能,电场中的电荷由于受到电场力作用而具有的势能。,正电荷从A点移到B点时,静电力做正功,电荷的电势能减少.,正电荷从B点移到A点时,静电力做负功,即电荷克服静电力做功,电荷的电势能增加.,如果是负电荷情况相同,二、电势能,1、电荷在电场中具有与其位置有关的能量叫电势能。,2、电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小,3、电场力对电荷做负功，电荷的电势能增加,电场力

3、做的功等于电势能变化量的负值,例1. 如图,在场强 的匀强电场中,点电荷q=+1c从A移动到B,AB相距L=1m,电场力做功为多少?电势能如何变化?,电荷在B点具有的电势能多大？,电势能减少,设A点的电势能,WAB = EPAEPB =103J,电势能为负表示的物理意义是什么？,+,通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上电势能规定为零。,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,2、通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上电势能规定为零。,1、 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,3

4、、电势能是相对的，与零电势能面有关,电势能为负表示电荷在该处的电势能比零还要小,4、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性,5、电势能是标量,电势能的特点,重力势能和电势能类比,重力场中，重力：地球和物体之间存在的吸引力,电场中，电场力：电荷之间的作用力,有重力就有重力势能Ep= mgh,有电场力就有相应的能，叫电势能EP,Ep由物体和地面间的相对位置决定,EP由电荷间的相对位置决定,W重 = EP1-EP2,W电 = EPA-EPB,1、下列说法中，正确的是： A、把两个同种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加 B、把两个同种点电荷间的距离减小一些，电荷的电势能一定增加 C、把两个异

5、种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加 D、把两个异种点电荷间的距离减小一些，电荷的电势能一定增加,课堂训练：,2、把电量q1=510-5C的电荷从电场中的A点移到B点，电场力做功W1=10-3J，则电荷q1在A、B两点的电势能EA1与EB1之差EA1-EB1=_J； 若把q2=-110-4C的电荷从A点移到B点，电场力做功W2=_J，电荷q2从A到B电势能的变化量为多少？,3、将带电量为610-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了310-5J的功，再从B移到C，电场力做了1.210-5J的功，则 （1）电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能共改变了多少？ （2）如果

6、规定A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少？ （3）如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？,增加了1.810-5J.,EPC=1.810-5 J,EPC=-1.210-5 J,EPB=310-5 J,EPA= -310-5 J,电荷电场中在某一点的电势能与它的电荷量的比值,1 V = 1 J/C,三、电势,1. 定义:,2. 公式:,3. 单位: 伏特(V),(计算时要代入正负号),4. 标量 (有正负),5. 电势具有相对性：确定电势,应先规定电场中某处的电势为零.(通常规定离场源电荷无限远处或大地的电势为零.),(3)特性： 电势的相对性：电势

7、是相对的，电场中某点的电势跟零电势位置的选取有关，常选取无限远处或大地的电势为零。 电势的固有性：电势是表示电场能的性质的物理量，电场中某点处的大小是由电场本身决定的，与在该点处是否放入试探电荷、电荷的电性、电荷量均无关。这和许多用比值定义的物理量相同，如电场强度EF/q 电势的标量性：在规定了电势零点后，电场中各点的电势可以是正值，也可以是负值，正值表示该点电势高于零电势，负值表示该点电势低于零电势。显然，电势的正、负只表示大小，不表示方向。,三、电势,当正电荷顺着电场线运动时，静电力做什么功？电势能是增加还是减少？当负电荷顺着电场线运动时，静电力做什么功？电势能是增加还是减少？,正电荷顺着

8、电场线运动时，静电力做正功，电势能减少,电势降低。 负电荷顺着电场线运动时，静电力做负功，电势能增加，电势降低。,三、电势,例1. 试探电荷q1放在电场中的A点,电势能为E(规定无限远处电势能为零),A点的电势为_,若把试探电荷q1换成试探电荷q2放在电场中的A点,A点的电势为_ (仍规定无限远处电势能为零).,例2. 将一电量为 的点电荷从电场外一点P移至电场中某点A, 电场力做功 ,求A点的电势.,解:,场外一点P的电势为,注意:计算电势首先要规定零电势处,且电势可以为负.,如何判断电场中两点电势的高低？,电场线法：沿电场线方向，电势越来越低。例如：离场源正电荷越近的点，电势越高；离场源负

9、电荷越近的点，电势越低。 电势能判断法：由 知，对于正电荷，电势能越大，所在位置的电势越高；对于负电荷，电势能越小，所在位置的电势越高。 根据UAB 判断出UAB的正负，再由UABA-B，比较A、B的大小，若UAB0，则AB，若UAB0，则AB。,三、电势,如何比较电荷在电场中两点电势能的大小？ (1)利用表达式Epq分析。正电荷在电势越高的地方电势能越大，负电荷在电势越高的地方电势能越小。 (2)利用电场力做功分析。电场力做正功，电荷(无论是正电荷还是负电荷)的电势能减小；电荷克服电场力做功，电荷的电势能增大。 (3)利用电场线判断。正电荷顺着电场线方向移动时，电势能逐渐减小；逆着电场线方向

10、移动时，电势能逐渐增大。负电荷顺着电场线方向移动时，电势能逐渐增大；逆着电场线方向移动时，电势能逐渐减小。,四、等势面：电场中电势相同的各点构成的面。,（1）在同一等势面上移动电荷，电场力不做功； （2）等势面与电场线处处垂直； （3）等势面间的疏密程度表示了场强的大小；等势面的法线表示了电场的方向，电场线的方向是由高等势面指向低等势面。 （4）匀强电场的等势面是一组相互平行的疏密均匀的平面；,什么是等势面？等势面有哪些特点？,(1)定义：电场中电势相等的点构成的面叫等势面。 (2)特点： 在等势面上移动电荷时，静电力不做功。 电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。 等势

11、面密的地方，电场强度较强；等势面疏的地方，电场强度较弱。 任意两个等势面不相交。,四、等势面,推论：地球是处于静电平衡状态的大导体 （1）跟地球相连的导体是等势体 （2）实际中常取地球或与地球相连的导体的电势作参考，认为它们的电势为零,例、关于等势面正确的说法是（ ）A电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功；B等势面上各点的场强相等；C等势面一定跟电场线垂直；D两不同等势面在空间不能相交。,CD,【反思小结】 1电势高低常用的判断方法 (1)依据电场线的方向沿电场线方向电势逐渐降低。 (2)依据UABA-BUAB0，AB，UAB0，AB。 2电势能增、减的判断方法 (1)做功判断法电场

12、力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增大。 (2)公式法由Epq，将q、的大小、正负号一起代入公式，Ep的正值越大电势能越大，Ep的负值越小，电势能越大。 (3)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，动能增加，电势能减小，反之，电势能增加。,3在电场中带电粒子运动轨迹问题的分析方法 (1)从轨迹的弯曲方向判断受力方向(轨迹向合外力方向弯曲)，从而分析电场方向或电荷的正负； (2)结合轨迹、速度方向与静电力的方向，确定静电力做功的正负，从而确定电势能、电势和电势差的变化等； (3)根据动能定理或能量守恒定律判断动能的变化情况。,如图所示，虚线a、b和c是某静电

13、场中的三个等势面，它们的电势分别为 、 和 ，一带正电粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示。由图可知： A、粒子从K到L的过程中，电场力做负功 B、粒子从L到M的过程中，电场力做负功 C、粒子从K到L的过程中，电势能增加 D、粒子从L到M的过程中，动能减少,如图所示，三个等差等势面上有a、b、c、d四点，若将一个正电荷由c经a移动到d电场力做正功W1，若由c经b移动到d电场力做正功W2，则：,随堂训练,两块带电的平行金属板相距2cm，板间有一与板面垂直的匀强电场，一电子从负极板自由释放，经1.510-8s打到对面极板上，求该电场的电场强度。（电子质量m=9.110-31kg）,随堂训练,如图所示，细线一端系着一个带电量为+q、质量为m的小球，另一端固定于O点，加一匀强电场后可使小球静止于图示位置，此时悬线与竖直方向夹角为。要使电场的场强最小，该电场场强的方向怎样？大小如何？,垂直悬线斜向上方,祝同学们学习愉快！ 再见！,