第2讲电场的能的性质PPT讲稿.ppt

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1、第2讲电场的能的性质第1页，共30页，编辑于2022年，星期一教学目标1.知道电势、电势能.2.理解电势差。3.知道电势差与电场强度的关系。4.理解电场力做功与电势能变化之关系。第2页，共30页，编辑于2022年，星期一1.1.定义定义：电电荷在荷在电场电场中，由一点中，由一点A A移到另一点移到另一点B B时时，_与移与移动电动电荷的荷的_的比的比值值电势差电势差 (考纲要求考纲要求)2 2定义式定义式：U UABAB.电场电场力力做功做功电电荷量荷量3 3电势差与电势的关系电势差与电势的关系：U UABAB_，U UABABU UBABA.4 4影响因素影响因素：电势电势差差U UABAB

2、由由电场电场本身的性本身的性质质决定，与移决定，与移动动 的的电电荷荷q q及及电场电场力做的功力做的功WWABAB_，与零，与零电势电势点的点的选选取取_._.无关无关 A A B B无关无关第3页，共30页，编辑于2022年，星期一电势电势能能(1)(1)电场电场力做功力做功特点：特点：电场电场力做功与力做功与_无关，只与无关，只与_有关有关计计算方法算方法a aWWqEdqEd，只适用于匀，只适用于匀强强电场电场，其中，其中d d为为沿沿_的距离的距离b bWWABABqUqUABAB，适用于，适用于_电势能、电势电势能、电势(考纲要求考纲要求)1.1.路径路径初、末位置初、末位置电场电

3、场方向方向任何任何电场电场第4页，共30页，编辑于2022年，星期一(2)(2)电势电势能能定定义义：电电荷在荷在_中具有的中具有的势势能，数能，数值值上等于将上等于将电电荷从荷从该该点移点移到到_位置位置时电场时电场力所做的功力所做的功电场电场力做功与力做功与电势电势能能变变化的关系：化的关系：电场电场力做的功等于力做的功等于_，即，即WWABABE Ep pA AE Ep pB B E Ep p.电势电势(1)(1)定定义义：电电荷在荷在电场电场中某一点的中某一点的电势电势能与它的能与它的电电荷量的比荷量的比值值，叫做，叫做这这一点的一点的电势电势，用，用 表示在数表示在数值值上等于上等于

4、单单位正位正电电荷由荷由该该点移到点移到零零电势时电势时_，电势电势是是标标量，只有大小，没有方向，但量，只有大小，没有方向，但有正有正负负2 2零零势势能能电场电场(3)(3)单位单位：伏特：伏特(V)(V)(4)(4)电势与电场线的关系电势与电场线的关系：沿：沿电场线电场线方向方向电势电势降低降低(电场线电场线指向指向电势电势降低最快的方向降低最快的方向)电势电势能的减小量能的减小量电场电场力所做的功力所做的功第5页，共30页，编辑于2022年，星期一(5)(5)零零电势电势位置的位置的规规定：定：电场电场中某一点的中某一点的电势电势的数的数值值与零与零电势电势的的选择选择_关，即关，即电

5、势电势的数的数值值决定于零决定于零电势电势的的选择选择(大地或无大地或无穷远穷远默默认为认为零零)等等势势面面(1)(1)定义定义：电场电场中中电势电势相同的各点构成的面叫做等相同的各点构成的面叫做等势势面面(2)(2)等势面的特点等势面的特点等等势势面一定和面一定和电场线电场线垂直垂直等等势势面上各点面上各点电势电势相等，在等相等，在等势势面上移面上移动电动电荷荷时电场时电场力不做功力不做功电场线总电场线总是由是由电势电势高的等高的等势势面指向面指向电势电势低的等低的等势势面面电场线电场线越密的地方，等差等越密的地方，等差等势势面越密面越密.3 3有有第6页，共30页，编辑于2022年，星期

6、一电势差与电场强度的关系式电势差与电场强度的关系式：U UABABEdEd，其中，其中d d为电场中两点间为电场中两点间_的距离的距离(如图如图6 62 21 1所示所示)电场强度的方向和大小电场强度的方向和大小：电场电场中，中，电场电场强强匀强电场中电势差与电场强度的关系匀强电场中电势差与电场强度的关系(考纲要求考纲要求)图图6 62 21 11 12 2沿沿电场电场方向方向度方向是指度方向是指_最快的方向在匀最快的方向在匀强强电场电场中，中，电场电场强强度在数度在数值值上等于沿上等于沿_方向每方向每单单位距离上降低的位距离上降低的电势电势电势电势降低降低电场电场 特特别别提醒提醒(1)(1

7、)U UEdEd只适于匀只适于匀强强电场电场的定量的定量计计算算.(2)(2)在非匀在非匀强强电场电场中也可用中也可用U UEdEd定性判断定性判断电势电势差的大小差的大小.第7页，共30页，编辑于2022年，星期一静静电电感感应应、静、静电电平衡：把金属平衡：把金属导导体放在外体放在外电场电场中，中，导导体内的自由体内的自由电电子受子受电场电场力作用而力作用而_，使，使导导体的两面出体的两面出现现等量的等量的_电电荷，荷，这这种种现现象叫静象叫静电电感感应应；当；当导导体内自由体内自由电电子的定向移子的定向移动动_时时，导导体体处处于静于静电电平衡状平衡状态态静静电电屏蔽屏蔽金属壳或金属网罩

8、所包金属壳或金属网罩所包围围的区域，不受的区域，不受_电场电场的影响，的影响，这这种种现现象叫做静象叫做静电电屏蔽屏蔽静电现象的解释静电现象的解释(考纲要求考纲要求)1.1.2 2发发生迁移生迁移异种异种停止停止外部外部第8页，共30页，编辑于2022年，星期一下列关于下列关于电电荷在荷在电场电场中中电势电势能的能的说说法正确的是法正确的是()A A电电荷在荷在电场电场强强度大的地方，度大的地方，电势电势能一定大能一定大B B电电荷在荷在电场电场强强度度为为零的地方，零的地方，电势电势能一定能一定为为零零C C电电荷只在荷只在电场电场力的作用下从某点移力的作用下从某点移动动到另一点，到另一点，

9、电电荷荷的的电势电势能一定减少能一定减少D D电电荷只在荷只在电场电场力的作用下从某点移力的作用下从某点移动动到另一点，到另一点，电电荷荷的的电势电势能可能增加，也可能减少能可能增加，也可能减少1 1答案答案D D第9页，共30页，编辑于2022年，星期一下列下列说说法正确的是法正确的是()A AA A、B B两点的两点的电势电势差等于将正差等于将正电电荷从荷从A A点移到点移到B B点点时电时电场场力所做的功力所做的功B B电势电势差是一个差是一个标标量，但是有正量，但是有正值值或或负值负值之分之分C C由于由于电场电场力做功跟移力做功跟移动电动电荷的路径无关，所以荷的路径无关，所以电势电势

10、差差也跟移也跟移动电动电荷的路径无关，只跟荷的路径无关，只跟这这两点的位置有关两点的位置有关D DA A、B B两点的两点的电势电势差是恒定的，不随零差是恒定的，不随零电势电势面的不同而面的不同而改改变变，所以，所以U UABABU UBABA2 2答案答案BCBC第10页，共30页，编辑于2022年，星期一(2012(2012重庆模拟重庆模拟)如如图图6 62 22 2所示，正所示，正点点电电荷荷Q Q产产生的生的电场电场中，已知中，已知A A、B B间间的的电势电势差差为为U U，现现将将电电荷量荷量为为q q的正点的正点电电荷从荷从B B移到移到A A，则则()A A外力克服外力克服电场

11、电场力做功力做功QUQU，电势电势能增加能增加qUqUB B外力克服外力克服电场电场力做功力做功qUqU，电势电势能增加能增加QUQU3 3图图6 62 22 2C C外力克服外力克服电场电场力做功力做功qUqU，电势电势能增加能增加qUqUD D外力克服外力克服电场电场力做功力做功QUQU，电势电势能减少能减少QUQU答案答案C第11页，共30页，编辑于2022年，星期一(2012(2012湖北宜昌高三检测湖北宜昌高三检测)如如图图6 62 23 3所示是一个匀所示是一个匀强强电场电场的等的等势势面，每两个相面，每两个相邻邻等等势势面相距面相距2cm2cm，由此可以确定，由此可以确定电场电场

12、强强度的方向度的方向和数和数值值是是()A A竖竖直向下，直向下，E E100V/m100V/mB B水平向左，水平向左，E E100V/m100V/mC C水平向左，水平向左，E E200V/m200V/mD D水平向右，水平向右，E E200V/m200V/m图图6 62 23 34 4答案答案B B第12页，共30页，编辑于2022年，星期一(2012(2012江苏盐城江苏盐城、泰州联考泰州联考)如如图图6 62 24 4所示，所示，虚虚线线a a、b b、c c代表代表电场电场中的三个等中的三个等势势面，相面，相邻邻等等势势面之面之间间的的电势电势差相等，即差相等，即U UababU

13、Ubcbc，实线实线为为一一带带正正电电的的质质点点仅仅在在电场电场力作用下通力作用下通过该过该区区域域时时的运的运动轨动轨迹，迹，P P、Q Q是是这这条条轨轨迹上的两点迹上的两点据此可知据此可知()A A三个等三个等势势面中，面中，c c的的电势电势最高最高B B带电质带电质点通点通过过P P点点时时的的电势电势能能较较Q Q点大点大C C带电质带电质点通点通过过P P点点时时的的动动能能较较Q Q点大点大D D带电质带电质点通点通过过P P点点时时的加速度的加速度较较Q Q点大点大图图6 62 24 45 5答案答案ABD第13页，共30页，编辑于2022年，星期一1 1电场线与电场强度

14、的关系电场线与电场强度的关系：电场线电场线越密的地方表示越密的地方表示电电场场强强度越大，度越大，电场线电场线上每点的切上每点的切线线方向表示方向表示该该点的点的电电场场强强度方向度方向2 2电场线与等势面的关系电场线与等势面的关系：电场线电场线与等与等势势面垂直，并从面垂直，并从电势较电势较高的等高的等势势面指向面指向电势较电势较低的等低的等势势面面3 3电场强度数值与电势数值无直接关系电场强度数值与电势数值无直接关系：电场电场强强度大度大(或或小小)的地方的地方电势电势不一定大不一定大(或小或小)，零，零电势电势可人可人为选为选取，取，而而电场电场强强度是否度是否为为零零则则由由电场电场本

15、身决定本身决定考点一考点一电场线、电场强度、电势、等势面之间的关系电场线、电场强度、电势、等势面之间的关系第二课时第二课时第14页，共30页，编辑于2022年，星期一4 4几种常几种常见见的典型的典型电场电场的等的等势势面比面比较较电场等势面(实线)图样重要描述匀强电场垂直于电场线的一簇平面点电荷的电场以点电荷为球心的一簇球面第15页，共30页，编辑于2022年，星期一电场等势面(实线)图样重要描述等量异种点电荷的电场连线的中垂面上的电势为零等量同种正点电荷的电场连线上，中点电势最低，而在中垂线上，中点电势最高第16页，共30页，编辑于2022年，星期一如如图图6 62 25 5所示，所示，实

16、线实线表示表示电场线电场线，虚，虚线线表示只表示只受受电场电场力作用的力作用的电电荷运荷运动轨动轨迹，迹，a a、b b为为运运动轨动轨迹上迹上的两点，可以判定的两点，可以判定()A A电电荷在荷在a a点速度大于在点速度大于在b b点速度点速度B B电电荷荷为负电为负电荷荷C C电电荷在荷在a a点的点的电势电势能大于在能大于在b b点的点的电势电势能能D Da a点的点的电势电势低于低于b b点的点的电势电势【典例【典例1 1】图图6 62 25 5答案答案C第17页，共30页，编辑于2022年，星期一1 1电势电势高低的三种判断方法高低的三种判断方法第18页，共30页，编辑于2022年，

17、星期一2 2电势电势能高低的四种判断方法能高低的四种判断方法判断角度判断方法做功判断法电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加电荷电势法正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势低的地方电势能大公式法由Epqp，将q、p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，电势能增加第19页，共30页，编辑于2022年，星期一等量同种等量同种带带正正电电的点的点电电荷的荷的连线连线和其中垂和其中垂线线如如图图6 62 26 6所示一个所示一个带负电带负电的的试试探

18、探电电荷，先从荷，先从图图中中a a点沿直点沿直线线移到移到b b点，再从点，再从b b点沿直点沿直线线移到移到c c点，点，则则()A A试试探探电电荷所受荷所受电场电场力的方向一直不力的方向一直不变变B B试试探探电电荷所受荷所受电场电场力的大小一直增大力的大小一直增大C C试试探探电电荷的荷的电势电势能一直减少能一直减少D Da a、b b、c c三点的三点的电势为电势为：a a b b c c【变式【变式1 1】图图6 62 26 6答案答案CD第20页，共30页，编辑于2022年，星期一如如图图6 62 28 8所示，所示，a a、b b、c c是一条是一条电电场线场线上的三个点，上

19、的三个点，电场线电场线的的【变式【变式2 2】图图6 62 28 8方向由方向由a a到到c c，a a、b b间间距离等于距离等于b b、c c间间距离用距离用 a a、b b、c c和和E Ea a、E Eb b、E Ec c分分别别表示表示a a、b b、c c三点的三点的电势电势和和电场电场强强度，可以判定度，可以判定()A A a a b b c c B B a a b b b b c cC CE Ea aE Eb bE Ec c D DE Ea aE Eb bE Ec c答案答案A第21页，共30页，编辑于2022年，星期一1 1若只有电场力做功若只有电场力做功电势电势能与能与动动

20、能之和保持不能之和保持不变变；2 2若只有电场力和重力做功若只有电场力和重力做功电势电势能、重力能、重力势势能、能、动动能之和保持不能之和保持不变变；3 3除重力之外，其他各力对物体做的功除重力之外，其他各力对物体做的功等于物体机等于物体机械能的械能的变变化化4 4所有力对物体所做的功所有力对物体所做的功等于物体等于物体动动能的能的变变化化考点二考点二电场中的功能关系电场中的功能关系第22页，共30页，编辑于2022年，星期一如如图图6 62 27 7所示，固定于同一条所示，固定于同一条竖竖直直线线上的上的A A、B B是两个是两个带带等量异种等量异种电电荷的点荷的点电电荷，荷，电电荷量分荷量

21、分别别为为Q Q和和Q Q，A A、B B相距相距为为2 2d d.MNMN是是竖竖直放置的光滑直放置的光滑绝缘细绝缘细杆，另有一个穿杆，另有一个穿过细过细杆的杆的带电带电小球小球p p，质质量量为为m m、电电荷量荷量为为q q(可可视为视为点点电电荷，不影响荷，不影响电场电场的分布的分布)现现将小球将小球p p从与点从与点电电荷荷A A等高的等高的C C处处由静止开始由静止开始释释放，放，小球小球p p向下向下【典例【典例2 2】图图6 62 27 7运运动动到距到距C C点距离点距离为为d d的的O O点点时时，速度，速度为为v v.已知已知MNMN与与ABAB之之间间的距离的距离为为d

22、 d，静，静电电力常量力常量为为k k，重力加速度，重力加速度为为g g.可知可知()第23页，共30页，编辑于2022年，星期一答案答案D D第24页，共30页，编辑于2022年，星期一1.1.电场电场力做功的力做功的计计算方法算方法(1)(1)由公式由公式WW=FlFlcoscos 计计算，此公式只适用于匀算，此公式只适用于匀强强电场电场，可，可变变形形为为WW=qElqElcoscos.(2)(2)由由WW=qUqU来来计计算，此公式适用于任何形式的静算，此公式适用于任何形式的静电场电场.(3)(3)由由动动能定理来能定理来计计算：算：WW电场电场力力+WW其他力其他力=E Ek k.(

23、4)(4)由由电势电势能的能的变变化化计计算：算：WW=E Ep1p1-E Ep2p2.2.2.带电带电粒子在粒子在电场电场中做曲中做曲线线运运动时动时正正负负功的判断功的判断(1)(1)粒子速度方向一定沿粒子速度方向一定沿轨轨迹的切迹的切线线方向，粒子受力方向一定沿方向，粒子受力方向一定沿电场电场线线指向指向轨轨迹凹迹凹侧侧.(2)(2)电场电场力与速度方向力与速度方向间夹间夹角小于角小于9090，电场电场力做正功；力做正功；夹夹角大于角大于9090，电场电场力做力做负负功功.第25页，共30页，编辑于2022年，星期一A A物体克服物体克服电场电场力做功力做功qEsqEsB B物体的物体的

24、电势电势能减少了能减少了0.80.8qEsqEsC C物体的物体的电势电势能增加了能增加了qEsqEsD D物体的物体的动动能减少了能减少了0.80.8qEsqEs【变式【变式3 3】答案答案ACDACD第26页，共30页，编辑于2022年，星期一发发散思散思维维又称又称扩扩散思散思维维或求异思或求异思维维是指大是指大脑脑在思在思维时维时呈呈现现的一种的一种扩扩散状散状态态的思的思维维方法，能使所掌握的知方法，能使所掌握的知识进识进行多行多维维拓展拓展，它是，它是创创造性思造性思维维的主要模式之一的主要模式之一“一式二一式二结论结论”巧解巧解电场电场强强度度与与电势电势差相关的差相关的问题问题

25、课外延伸：课外延伸：发散思维发散思维第27页，共30页，编辑于2022年，星期一结论结论2 2匀匀强强电场电场中若两中若两线线段段ABABCDCD，且，且ABABCDCD，则则U UABABU UCDCD(或或 A A B B C C D D)，如，如图图6 62 21111所示所示.图图6 62 21010图图6 62 21111第28页，共30页，编辑于2022年，星期一【典例典例】(单选单选)(2009)(2009辽宁辽宁、宁夏理综宁夏理综)空空间间有一匀有一匀强强电场电场，在，在电场电场中建立中建立如如图图6 62 21212所示的直角坐所示的直角坐标标系系O O xyz xyz，MM、N N、P P为电场为电场中的三个点，中的三个点，M M点的坐点的坐标标(0(0，a,a,0)0)，N N点的坐点的坐标为标为(a,a,0,0)0,0)，P P点的坐点的坐标为标为 已已知知电场电场方向平行于直方向平行于直线线MNMN，MM点点电势为电势为0 0，N N点点电势为电势为1V1V，则则P P点的点的电势为电势为()图图6 62 21212第29页，共30页，编辑于2022年，星期一答案答案D D第30页，共30页，编辑于2022年，星期一