高中物理 第一章 靜電場 第5講 電勢能和電勢課件 新人教版選修31

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1、第一章靜電場1.知道靜電力做功的特點，掌握靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系.2.理解電勢能、電勢的概念，知道參考點的選取原則.3.知道什么是等勢面，并能理解等勢面的特點目標定位二、電勢三、等勢面欄目索引一、靜電力做功、電勢能及其關(guān)系對點檢測 自查自糾一、靜電力做功、電勢能及其關(guān)系n知識梳理1.靜電力做功的特點如圖1所示，在勻強電場中不論q經(jīng)由什么路徑從A點移動到B點，靜電力做的功都 .說明靜電力做的功與電荷的 位置和 位置有關(guān)，與電荷經(jīng)過的路徑 (填“有關(guān)”或“無關(guān)”).可以證明，對于非勻強電場也是 的.圖1相等起始終止無關(guān)適用答案2.電勢能(1)概念：電荷在 中具有的勢能.用Ep表示.(2)靜電

2、力做功與電勢能變化的關(guān)系：靜電力做的功等于電勢能的 .表達式：WAB .靜電力做正功，電勢能 ；靜電力做負功，電勢能 .(3)電勢能的大?。弘姾稍谀滁c的電勢能，等于把它從這點移動到_ 時靜電力做的功.電場減少量EpAEpB減少增加零勢能位置答案【深度思考】(1)在電場中確定的兩點移動等量的正、負電荷時，靜電力做功和電勢能的變化有何差異？答案答案靜電力做功的絕對值相等，正負不同，電勢能的變化量相等，增減情況相反.(2)電勢能是標量還是矢量？它有正負之分嗎？若有，其正負號表示什么？答案答案電勢能是標量，有正負、無方向.電勢能為正值表示電勢能大于零勢能點的電勢能，電勢能為負值表示電勢能小于零勢能點的

3、電勢能.答案n典例精析例例1將帶電荷量為6106 C的負電荷從電場中的A點移到B點，克服電場力做了3105 J的功，再從B移到C，電場力做了1.2105 J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？解析解析WACWABWBC(31051.2105) J1.8105 J.可見電勢能增加了1.8105 J.答案答案見解析解析答案(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？解析解析如果規(guī)定A點的電勢能為零，由公式得該電荷在B點的電勢能為EpBEpAWAB0WAB3105 J.同理，C點的電勢能為EpCEpAWAC0WAC1.8105 J.答案

4、答案見解析解析答案(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？解析解析如果規(guī)定B點的電勢能為零，則該電荷在A點的電勢能為：EpAEpBWAB0WAB3105 J.C點的電勢能為EpCEpBWBC0WBC1.2105 J.答案答案見解析解析答案總結(jié)提升總結(jié)提升(1)電勢能的系統(tǒng)性：電勢能由電場和電荷共同決定，但我們習(xí)慣說成電場中的電荷所具有的勢能.(2)電勢能的相對性：電勢能是一個相對量，其數(shù)值與零勢能點的選取有關(guān).例例2在電場強度大小為E的勻強電場中，一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的物體從A點開始以某一初速度沿電場反方向做勻減速直線運動，其加速度的大小為 ，物體運動距離l

5、到B時速度變?yōu)榱?下列說法正確的是()A.物體克服電場力做功qElB.物體的電勢能減少了qElC.物體的電勢能增加了qElD.若選A點的電勢能為零，則物體在B點的電勢能為qEl返回解析答案總結(jié)提升解析解析物體所受電場力方向與運動方向相反，所以電場力做負功即克服電場力做功WqEl，選項A正確；由于電場力做功等于電勢能的減少量，電場力做負功，所以電勢能增加了qEl，選項B錯誤，選項C正確；由WABEpAEpB可知，當選A點的電勢能為零時，EpBWABqEl，選項D正確.答案答案ACD總結(jié)提升返回總結(jié)提升(1)在勻強電場中，電場力做的功為WqEd，其中d為沿電場線方向的位移.(2)功是能量轉(zhuǎn)化的量度

6、，但要理解并區(qū)別電場力做功與電勢能變化的關(guān)系、合外力做功與動能變化的關(guān)系(動能定理)，即搞清功與能的變化的對應(yīng)關(guān)系.n知識梳理二、電勢1.概念：電荷在電場中某一點的 與它的 的比值.2.定義式和單位： ，單位是 ，符號是 .3.相對性：電勢也是相對的，常取離場源電荷 的電勢為零，或 的電勢為零，電勢可以是 值，也可以是 值，沒有方向，因此是 .4.與電場線的關(guān)系：沿電場線的方向電勢 .電勢能電荷量伏特V無限遠處大地正負標量降低答案【深度思考】電荷在電勢越高的位置電勢能越大嗎？答案答案不一定，正電荷在電勢越高處電勢能越大，負電荷在電勢越高處電勢能越小.答案n典例精析例例3如果把q1.0108 C

7、的電荷從無限遠移到電場中的A點，需要克服靜電力做功W1.2104 J，那么：(1)q在A點的電勢能和A點的電勢各是什么？解析解析靜電力做負功，電勢能增加，無限遠處的電勢為零，電荷在無限遠處的電勢能也為零，即0，Ep0.由WAEpEpA得EpAEpWA0(1.2104 J)1.2104 J答案答案1.2104 J1.2104 V解析答案(2)q未移入電場前，A點的電勢是多少？解析解析A點的電勢是由電場本身決定的，跟A點是否有電荷存在無關(guān)，所以q未移入電場前，A點的電勢仍為1.2104 V.答案答案1.2104 V解析答案總結(jié)提升總結(jié)提升(1)電勢和電勢能具有相對性，與零勢面的選擇有關(guān).(2) 是

8、電勢的定義式.電場中某點處的大小是由電場本身決定的，與在該點處是否放入試探電荷、電荷的電性、電荷量均無關(guān).(3)由 求電勢時，可將各物理量的“”、“”直接代入計算，這樣更方便.例例4有一電場的電場線如圖2所示，電場中A、B兩點電場強度的大小和電勢分別用EA、EB和A、B表示，則()圖2A.EAEB，ABB.EAEB，ABC.EABD.EAEB，AB解析解析由電場線的疏密可知EAEB，根據(jù)沿電場線電勢降低可知AB，故D正確.D返回解析答案總結(jié)提升總結(jié)提升(1)場強大小與電勢高低之間無必然聯(lián)系.(2)沿著電場線的方向電勢降低.返回三、等勢面n知識梳理1.定義：電場中 的各點構(gòu)成的面.2.等勢面的特

9、點(1)等勢面一定跟電場線 ，即跟電場強度的方向垂直.(2)電場線總是由 的等勢面指向 的等勢面，兩個不同的等勢面 .電勢相同垂直電勢高電勢低永不相交答案3.熟悉下面幾種常見電場等勢面的特點【深度思考】分析上面幾種常見電場等勢面的特點，我們是否可以根據(jù)等勢面的分布情況比較各點場強的大?。看鸢复鸢缚梢?在電場線密集(稀疏)的地方，等差等勢面也密集(稀疏).因此由等差等勢面的疏密，可以定性地比較各點場強的大小.答案n典例精析返回例例5關(guān)于靜電場的等勢面，下列說法正確的是()A兩個電勢不同的等勢面可能相交B電場線與等勢面處處相互垂直C同一等勢面上各點電場強度一定相等D將一負的試探電荷從電勢較高的等勢

10、面移至電勢較低的等勢面， 電場力做正功解析答案總結(jié)提升解析解析若兩個不同的等勢面相交，則在交點處存在兩個不同電勢數(shù)值，與事實不符，A錯；電場線一定與等勢面垂直，B對；同一等勢面上的電勢相同，但電場強度不一定相同，C錯；將一負電荷從電勢較高的等勢面移至電勢較低的等勢面，電場力做負功，故D錯答案答案B總結(jié)提升總結(jié)提升返回等勢面的應(yīng)用(1)利用等勢面和電場線垂直以及沿電場線電勢降低的特點可判斷電場線的方向.(2)利用等勢面的密集程度可以比較場強大小，密大疏小.(3)在等勢面上移動電荷時，或者帶電粒子從一個等勢面運動又返回到這個等勢面上時，電場力均不做功. 對點檢測 自查自糾1.(電場力做功與電勢能變

11、化的關(guān)系)如圖3所示，A、B、C為電場中同一電場線上的三點.設(shè)電荷在電場中只受電場力作用，則下列說法中正確的是()A.若在 C 點無初速度地釋放正電荷，則正電荷向 B 運動，電勢能減少B.若在 C 點無初速度地釋放正電荷，則正電荷向 A 運動，電勢能增加C.若在 C 點無初速度地釋放負電荷，則負電荷向 A 運動，電勢能增加D.若在 C 點無初速度地釋放負電荷，則負電荷向 B 運動，電勢能減少圖3解析答案解析解析若在C點無初速度地釋放正電荷，正電荷所受電場力向右，則正電荷向B運動，電場力做正功，電勢能減少；若在C點無初速度地釋放負電荷，負電荷所受電場力向左，則負電荷向A運動，電場力做正功，電勢能

12、減少.答案答案A2.(電勢的高低判斷)關(guān)于靜電場，下列說法正確的是()A.負電荷沿電場線方向移動時，電勢能增加，電勢降低B.負電荷沿電場線方向移動時，電勢能減小，電勢降低C.電場強度大的位置電勢一定高，電場強度小的位置電勢一定低D.電場強度為零的點，電勢一定為零解析解析負電荷沿電場線方向移動時，電場力做負功，電勢能增加，由 可知電勢降低，故A正確，B錯誤；電場強度與電勢沒有直接的關(guān)系，則電場強度大的位置電勢不一定高，電場強度小的位置電勢不一定低，電場強度為零的點，電勢可能為零，也可能不為零，故C、D錯誤.A解析答案3(電勢能和電勢的高低判斷)在電場中，把電荷量為4109 C的負點電荷從A點移到

13、B點，克服靜電力做功6108 J，已知A點電勢為零，則以下說法中正確的是()A負點電荷在B點具有的電勢能是6108 JBB點電勢是15 VC負點電荷的電勢能增加了6108 JD負點電荷的電勢能減少了6108 J解析答案解析解析由于負點電荷從A移到B的過程中克服靜電力做功6108 J，故負點電荷電勢能增加了6108 J，由于負點電荷在A點電勢能為零，所以負點電荷在B點電勢能為6108 J，B 15 V，故選項A、C正確，B、D錯誤答案答案AC4.(等勢面的應(yīng)用)(多選)如圖4所示，實線表示一簇關(guān)于x軸對稱的等勢面，在軸上有A、B兩點，則()A.A點場強小于B點場強B.A點場強方向指向x軸負方向C.A點場強大于B點場強D.A點電勢高于B點電勢圖4解析解析由于電場線與等勢面總是垂直，所以B點電場線比A點密，B點場強大于A點場強，故A正確，C錯誤.電場線由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面，故B錯誤.由題圖中數(shù)據(jù)可知D正確.AD返回解析答案