《電勢能和電勢》課件新課標(biāo).ppt

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一個試探電荷在電場中某點由靜止釋放,將如何運動?,在電場力作用下電荷做加速運動,一段時間后獲得一定的速度,試探電荷的動能增加.,,什么能轉(zhuǎn)換為動能的呢?,一、靜電力做功的特點,,B,,,M,,,,,,A,,,F,?,q,W甲= F·|AB|cosθ=qE·|AM|,把正電荷沿不同路徑從A點移到B電場力做功？,+,甲,乙,丙,沿甲路徑電場力做功:,沿乙路徑電場力做功:,沿丙路徑電場力做功:,W乙= qE·|AM|,W丙= qE·|AM|,沿任意路徑電場力做功:,W任意=qE·|AM|,一、靜電力做功的特點,在勻強(qiáng)電場中移動電荷時，靜電力做的功與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān),只與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)，。,對于非勻強(qiáng)電場也適用,重力做功與路徑無關(guān),由初末位置的高度差來決定.,重力做功的過程是重力勢能轉(zhuǎn)化動能的過程.,那么電場力做功的過程是什么能轉(zhuǎn)化為什么能呢？,做功的過程是一個能量轉(zhuǎn)化的過程,正電荷從A點移到B點時,靜電力做正功,電荷的電勢能減少.,正電荷從B點移到A點時,靜電力做負(fù)功,即電荷克服靜電力做功,電荷的電勢能增加.,,二、電勢能,電勢能是電荷在電場中所具有的能量,二、電勢能,1、電荷在電場中具有與其位置有關(guān)的能量叫電勢能。,2、電場力對電荷做正功，電荷的電勢能減小,電場力對電荷做負(fù)功，電荷的電勢能增大,電場力做的功等于電勢能的減少量,電勢能為負(fù)表示電荷在該處的電勢能比零還要小.,4、電勢能是電荷和電場所共有的，具 有系統(tǒng)性,3、電勢能是相對的，與零電勢能面有關(guān),5、電勢能是標(biāo)量,重力勢能和電勢能類比,重力場中，重力：地球和物體之間存在的吸引力,電場中，電場力：電荷之間的作用力,有重力就有重力勢能Ep= mgh,有電場力就有相應(yīng)的能，叫電勢能EP,Ep由物體和地面間的相對位置決定,EP由電荷間的相對位置決定,W重 = EP1-EP2,W電 = EPA-EPB,,例1. 如圖,在場強(qiáng)E=103N/C的勻強(qiáng)電場中,點電荷q=+1c從A移動到B,AB相距L=1m,電場力做功為多少?電勢能如何變化?,電勢能減少,+,電荷在B點具有的電勢能多大？,物體在B點具有的重力勢能多大？,,,mg,,A,B,設(shè)A點的重力勢能,WAB = EPA－EPB =103J,重力勢能為負(fù)表示的物理意義是什么？,設(shè)物體在重力作用下從Ａ運動到B重力做功,１、下列說法中正確的是（ ） A.當(dāng)兩正點電荷相互靠近時，它們的電勢能增大 B.當(dāng)兩負(fù)點電荷相互靠近時，它們的電勢能增大 C.一個正電荷與另一個負(fù)電荷相互靠近時，它們的電勢能減小 D.一個正電荷與另一個負(fù)電荷相互靠近時，它們的電勢能增大。,ABC,２、一個電荷只在電場力作用下從電場中的A點移到B點時，電場力做了5×10－6J的功，那么 ( ) A．電荷在B處時將具有5×10－6J 的電勢能 B．電荷在B處將具有5×10－6J 的動能 C．電荷的電勢能減少了5×10－6J D．電荷的動能增加了5×10－6J,CD,３、將帶電量為6×10-6C的負(fù)電荷從電場中的A點移到B點，克服電場力做了3×10-5J的功，再從B移到C，電場力做了1.2×10-5J的功，則 （1）電荷從A移到B，再從B移到C的過程中電勢能共改變了多少？ （2）如果規(guī)定A點的電勢能為零，則該電荷在B點和C點的電勢能分別為多少？ （3）如果規(guī)定B點的電勢能為零，則該電荷在A點和C點的電勢能分別為多少？,增加了1.8×10-5J.,EPC=1.8×10-5 J,EPC=-1.2×10-5 J,EPB=3×10-5 J,EPA= -3×10-5 J,4、如圖所示,在等量正點電荷形成的電場中,它們連線的中垂面ab上, 有一電子,從靜止開始由a運動到b的過程中(a、b相對O對稱),下列說法正確的是( ) A.電子的電勢能始終增多 B.電子的電勢能始終減少 C.電子的電勢能先減少后增加 D.電子的電勢能先增加后減少,C,5、一帶電油滴在勻強(qiáng)電場E中的運動軌跡如圖虛線所示,電場方向豎直向下.若不計空氣阻力,則此帶電油滴從a運動到b的過程中,能量變化情況為( ) A.動能減小 B.電勢能增加 C.動能和電勢能之和減少 D.重力勢能和電勢能之和增加,,,,,,E,a,b,C,a和b為電場中的兩點,如果把q=-2X10-8C的負(fù)電荷從a點移動到b點,電場力對該電荷做了4X10-7J的正功,則該電荷的電勢能( ) A.增加了4X10-7J B.增加了2X10-7J C.減少了4X10-7J D.減少了8X10-7J,C,如圖所示，ＭＮ是負(fù)點電荷產(chǎn)生的電場中的一條電場線。一個帶正電的粒子（不計重力）從a到b穿越這條電場線的軌跡如圖中虛線所示，則該帶電粒子在a點的加速度一定 在b點的加速度。帶電粒子在a點的電勢能一定 在b點的電勢能。（填“大于”、“小于”式“等于”）。,,E,N,,Ｍ,b,a,小于,大于,,-,,,電場中在某一點的電勢能EP與它的電荷量q的比值大小是由電場本身的性質(zhì)決定的，與放不放電荷及放什么電荷無關(guān)。,反映電場能的性質(zhì),三、電勢,電荷電場中在某一點的電勢能與它的電荷量的比值,1 V = 1 J/C,三、電勢,1. 定義:,2. 公式:,3. 單位: 伏特(V),(計算時要代入正負(fù)號),對電勢概念的理解,三、電勢,（１）電勢是表征電場中某點能的性質(zhì)的物理量，僅與電場中某點性質(zhì)有關(guān)，與電場力做功的值及試探電荷的電荷量、電性無關(guān)。,（2）電勢的具體值只有在選定了零電勢點后才有意義，故電勢是相對的。電勢零點的選取是任意的，但以方便為原則，如果沒有特別規(guī)定，一般選無窮遠(yuǎn)或大地的電勢為零,（3）電勢是標(biāo)量，在規(guī)定了零電勢后，電場中各點的電勢可以是正值，也可以是負(fù)值。正值表示該點電勢比零高，負(fù)值表示該點電勢比零低。,有關(guān)電場中某點的電勢，下列說法中正確的是（ ） A、由放在該點的電荷所具有的電勢能的多少決定 B、由放在該點的電荷的電量多少來決定 C、與放在該點的電荷的正負(fù)有關(guān) D、是電場本身的屬性，與放入該點的電荷情況無關(guān),D,把 的試探電荷放在電場中的A 點,具有 的電勢能, 求A點的電勢,.,（1）若把 的試探電荷放在電場中的A點,電荷所具有的電勢能是多少?,（2）若把 的試探電荷放在電場中的A點,電荷所具有的電勢能又是多少?,15V,將一電量為 的點電荷從電場外一點P移至電場中某點A, 電場力做功 , 求A點的電勢.,解:,設(shè)場外一點P的電勢為,思考：,三、電勢,若以無窮遠(yuǎn)處電勢為零,負(fù)點電荷周圍各處的電勢的特點,正點電荷周圍各處的電勢的特點,都為正，越靠近正電荷電勢越高。,都為負(fù)，越靠近負(fù)電荷電勢越低。,電場中兩點電勢高低的判斷方法,三、電勢,（1）根據(jù)電場力做功來判斷,（3）根據(jù)電場線方向來判斷,（2）根據(jù)電荷電勢能的變化來判斷,1.在兩點間移動正電荷，電場力做正功電勢降；做負(fù)功電勢升,2.在兩點間移動負(fù)電荷，電場力做正功電勢升；做負(fù)功電勢降,電場線的方向就是電勢降低最快的方向,1.在兩點間移動正電荷，電勢能增加電勢升；電勢能減小電勢降,2.在兩點間移動負(fù)電荷，電勢能增加電勢降；電勢能減小電勢升,電勢與場強(qiáng)沒有直接關(guān)系,如圖所示，a、b為某電場線上的兩點，那么以下的結(jié)論正確的是 （ ） A．把正電荷從a移到b，電場力做正功，電荷的電勢能減少，電勢降低。 B．把正電荷從a移到b，電場力做負(fù)功，電荷的電勢能增加，電勢降低。 C．把負(fù)電荷從a移到b，電場力做正功，電荷的電勢能減少，電勢升高。 D．把負(fù)電荷從a移到b，電場力做負(fù)功，電荷的電勢能增加，電勢降低。,AD,a,b,,,,如圖所示，實線為一電場的電場線，A、B、C為電場中的三個點，那么以下的結(jié)論正確的是 （ ） A． B． C． D．,B,,A,B,,,,C,,,,6、如圖所示，點電荷的靜電場中電場線用實線表示，但其方向未標(biāo)明，虛線是某一帶電粒子通過該電場區(qū)域時的運動軌跡。a、b是軌跡上的兩點。若帶電粒子在運動中只受到電場力作用，根據(jù)此圖可作出正確判斷的是( ) A.帶電粒子所帶電荷的性質(zhì) B.帶電粒子在a、b兩點的受力方向 C.帶電粒子在a、b兩點的速度何處較大 D.帶電粒子在a、b兩點的電勢能何處較大,BCD,8、如圖，虛線a、b、c勢某靜電場中的三個等勢面，它們的電勢a最大，c最少，一帶正電的粒子射入電場中，其運動軌跡如圖實線KLMN所示，由圖可知（ ）,粒子從K到L的過程中， 電場力做負(fù)功 粒子從L到M的過程中， 電場力做負(fù)功 粒子從K到L的過程中， 電勢能增加 粒子從L到N的過程中， 動能減少,AC,9、如果把q=1.0×10-8C的電荷從無窮遠(yuǎn)處移至電場中的A點，需克服電場力做功W=1.2×10-4J.那么 ⑴ q在A點的電勢能和在A點的電勢各是多少？ ⑵ q未移入電場前A點的電勢是多少 ？,10、如圖所示，電場中有A、B兩點，則下列說法中正確的是（ ） A、電勢ψA ψB 場強(qiáng)EAEB B、電勢ψA ψB 場強(qiáng)EAEpB,BC,(1)定義,電場中電勢相同的各點構(gòu)成的面叫做等勢面,(2)等勢面是為了形象描述電場中各點電勢面人為畫出的曲面,四、等勢面,(3)等勢面的特點,1.沿著同一等勢面移動電荷時靜電力不做功,2.兩個電勢不同的等勢面不能相交,3.電場線總是由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面,4.等勢面一定與電場線垂直，即跟場強(qiáng)方向垂直,5.等差等勢體分布越密,場強(qiáng)越大;分布越疏,場強(qiáng)越小,點電荷的電場的等勢線,點電荷的電場的等勢線,等量異種電荷電場的等勢面,等量同種電荷電場的等勢面,勻強(qiáng)電場的等勢面,帶電導(dǎo)體周圍的電場和等勢面,關(guān)于等勢面正確的說法是（ ）A．電荷在等勢面上移動時不受電場力作用，所以不做功 B．等勢面上各點的場強(qiáng)大小相等 C．等勢面一定跟電場線垂直 D．兩等勢面不能相交,CD,一個點電荷，從靜電場中的a點移至b點，其電勢能的變化為零，則（ ） A．a(chǎn)、b兩點的場強(qiáng)一定相等 B．該電荷一定沿等勢面移動 C．作用于該點電荷的電場力與其移動方向總是垂直的 D．a(chǎn)、b兩點的電勢相等,D,如圖所示,虛線a、b、c表示靜電場中三個等勢面,它們的電勢分別是 且 ,一帶正電的粒子射入電場中,其運動軌跡如圖中KLMN所示.由圖可知( ) A.粒子從K到L的過程中,電場力做負(fù)功 B.粒子從L到M的過程中,電場力做負(fù)功 C.粒子從K到L的過程中,電勢能增加 D.粒子從L到M的過程中,動能減少,AC,一負(fù)電荷僅受電場力的作用,從電場中的A點運動到B點,在此過程中該電荷做初速度為零的勻加速直線運動,則A、B兩點電場強(qiáng)度EA、EB及電荷在AB兩點的電勢能EPA、EPB之間的關(guān)系為 ( ) A. EA=EB B. EAEPB,AD,如圖所示,三條平行等距直虛線表示電場中三個等勢面,電勢值分別為10V、20V、30V,實線是一帶負(fù)電的粒子(不計重力)在該區(qū)域內(nèi)的運動軌跡,對于軌跡上的a、b、c三點來說 ( ) A.粒子必先過a，再到b，然后到c B.粒子在三點受到的合力Fa=Fb=Fc C.粒子在三點動能大小為EkaEpbEpc,B,,,,,a,b,c,30V,20V,10V,在靜電場中，把一個電荷量q=2.0X10-5C的負(fù)電荷由M點移到N點，電場力做6.0X10-4J，由N點移到P點，電場力做負(fù)功1.0X10-3J，則M、N、P三點電勢高低關(guān)系是 .,,若以N點為零電勢點，則M、N、P三點電勢為 .,若以M點為零電勢點，則M、N、P三點電勢為 .,如圖所示, a、b、c表示點電荷的電場中三個等勢面,它們的電勢分別為 .一帶電粒子從等勢面a上某處由靜止釋放后,僅受電場力作用而運動,已知它以過等勢面b時的速率為v,則它經(jīng)過等勢面c時的速率為 .,a,b,c,一勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)方向是水平的，如圖所示。一個質(zhì)量為m的帶正電的小球，從Ｏ點出發(fā)，初速度的大小為v0，在電場力與重力作用下，恰能沿與場強(qiáng)的反方向θ角的直線運動．求小球運動到最高點時其電勢能與在Ｏ點的電勢能之差．,E,O,,,,,v0,θ,,12、孤立點電荷電場中的一簇等勢面如圖所示中虛線所示，其電勢分別為ψ1、ψ2、ψ3，A、B、C是某電場線與這簇等勢面的交點，且ab=ac.現(xiàn)將一負(fù)電荷由a移到b，電場力做正功W1；再由b移至C，電場力做正功W2,則（ ） A.W1=W2，ψ1＜ψ2＜ψ3 B.W1=W2，ψ1＞ψ2＞ψ3 C.W1＞W(wǎng)2，ψ1＞ψ2＞ψ3 D.W1＜W2，ψ1＞ψ2＞ψ3,C,13、在勻強(qiáng)電場中有a、b、c三點，位置關(guān)系如圖52-6所示，其中ab=√3 cm，bc=1cm已知電場線與abc三點所在的平面平行,若將電量為-2×10－８C的點電荷從a 移到b，電場力不做功，而把該電荷從a移到c，電場力做功為1.8×10－７J (1)畫出通過 a、b、c 三點的電場線 (2)求該勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度,答案：9×102V/m,等勢面,如圖所示，三個等差等勢面上有a、b、c、d四點，若將一個正電荷由c經(jīng)a移動到d電場力做正功W1，若由c經(jīng)b移動到d電場力做正功W2，則：,3.如圖所示，細(xì)線一端系著一個帶電量為+q、質(zhì)量為m的小球，另一端固定于O點，加一勻強(qiáng)電場后可使小球靜止于圖示位置，此時懸線與豎直方向夾角為θ。要使電場的場強(qiáng)最小，該電場場強(qiáng)的方向怎樣？大小如何？,垂直懸線斜向上方,14、將一個-7.0μC的電荷從無限遠(yuǎn)處移到圖示電場中的A點時，電荷的電勢能為-140μJ，問此過程中靜電力做功是多少？,15、甲是等量異號電荷的電場線分布圖，乙是等量同號點電荷的電場線分布圖。AOB是兩點電荷的連線的垂直平分線，O是連線中點。,（1）在甲圖中，把單位正試探電荷從O點沿OA移動到無限遠(yuǎn)處，靜電力是否做功？電勢能是否變化？怎樣變化？ （2）在乙圖中，把單位正試探電荷從O點沿OA移動到無限遠(yuǎn)處，靜電力是否做功？電勢能是否變化？怎樣變化？,方法一: 根據(jù)電場力做功的正負(fù)判斷：,如何比較電荷電勢能的大小呢？,方法二: 直接根據(jù)公式 判斷,電場力做正功，電勢能減少； 電場力做負(fù)功，電勢能增加。,,方法三: 根據(jù)電場線來判斷,如圖所示,在場強(qiáng)E=104N/C的水平勻強(qiáng)電場中,有一根長L=15cm的細(xì)線,一端固定在O點,另一端系一個m=3g,帶電荷量q=2X10-6C的小球,當(dāng)細(xì)線處于水平位置時,小球從靜止開始釋放,則小球到達(dá)最低點B時的速度是 .,O,,,,,,,,A,B,E,若小球帶電荷量為q=3X10-6C,從A點靜止釋放, 則到達(dá)B時的速度?,在哪個位置時速度最大?,Αα：阿爾法 Alpha Ββ：貝塔 Beta Γγ：伽瑪 Gamma Δδ：德爾塔 Delte Εε：艾普西龍 Epsilon ζ ：捷塔 Zeta Ζη：依塔 Eta Θθ：西塔 Theta Ιι：艾歐塔 Iota Κκ：喀帕 Kappa ∧λ：拉姆達(dá) Lambda Μμ：繆 Mu,Νν：拗 Nu Ξξ：克西 Xi Οο：歐麥克輪 Omicron ∏π：派 Pi Ρρ：柔 Rho ∑σ：西格瑪 Sigma Ττ：套 Tau Υυ：宇普西龍 Upsilon Φφ：fai Phi Χχ：器 Chi Ψψ：普賽 Psi Ωω：歐米伽 Omega,