物理选修31课件14.ppt

1、RJRJ版版 物理物理 选修选修-(对应学生用书对应学生用书P11)1知道电场力做功的特点和电势能的概念知道电场力做功的特点和电势能的概念2理解电场力做功与电势能变化的关系理解电场力做功与电势能变化的关系3知道电势的定义方法及其相对性知道电势的定义方法及其相对性4知道等势面的概念，知道电荷在等势面上运动电场力不做功知道等势面的概念，知道电荷在等势面上运动电场力不做功RJRJ版版 物理物理 选修选修-(对应学生用书对应学生用书P11)地球表面及其附近的物体都受到重力的作用，因重力做功与路径地球表面及其附近的物体都受到重力的作用，因重力做功与路径无关，仅与物体的初、末位置有关，所以物体具有一种和位

2、置有关的能无关，仅与物体的初、末位置有关，所以物体具有一种和位置有关的能量量重力势能，如图，火箭上升，重力势能增加电荷在电场中受到重力势能，如图，火箭上升，重力势能增加电荷在电场中受到电场力的作用，电场力做功是否与路径无关，电荷在电场中是否也具有电场力的作用，电场力做功是否与路径无关，电荷在电场中是否也具有一种和位置有关的能量呢？一种和位置有关的能量呢？提示：提示：有，电势能有，电势能RJRJ版版 物理物理 选修选修-(对应学生用书对应学生用书P11)一、静电力做功的特点一、静电力做功的特点静电力做的功只与电荷的静电力做的功只与电荷的起始起始位置和位置和终止终止位置有关，与移动的位置有关，与移

3、动的路路径径无关，可见静电力做功与无关，可见静电力做功与重力重力做功相似做功相似RJRJ版版 物理物理 选修选修-二、电势能二、电势能1概念：电荷在电场中具有的势能静电力做的功等于电势能的概念：电荷在电场中具有的势能静电力做的功等于电势能的减少量减少量，用公式表示，用公式表示WABEpAEpB.2与电场力做功的关系：电荷在某点的电势能，等于把它从该点与电场力做功的关系：电荷在某点的电势能，等于把它从该点移动到移动到零势能零势能位置时静电力所做的功位置时静电力所做的功3相对性：电势能是相对性：电势能是相对相对的通常把电荷在离场源电荷的通常把电荷在离场源电荷无限远处无限远处的电势能规定为零，或把电

4、荷在大地表面上的电势能规定为零的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零RJRJ版版 物理物理 选修选修-问题探究问题探究1：将某电荷在一电场中由将某电荷在一电场中由A点移到点移到B点，若选不同的点点，若选不同的点作零势能参考点，表示作零势能参考点，表示A点点(或或B点点)电势能的大小相同吗？表示从电势能的大小相同吗？表示从A到到B过程电势能的变化相同吗？过程电势能的变化相同吗？提示：提示：由于电势能具有相对性选择不同的点作零势能参考点，由于电势能具有相对性选择不同的点作零势能参考点，表示同一点表示同一点A(或或B)的电势能大小可能不相同，但在同一过程中如由的电势能大小可能不相同，

5、但在同一过程中如由A到到B，电场力做功相同，电势能的变化相同，电场力做功相同，电势能的变化相同RJRJ版版 物理物理 选修选修-RJRJ版版 物理物理 选修选修-问题探究问题探究2：如图，电场线方向未知，将一电子从如图，电场线方向未知，将一电子从M点移至点移至N点，点，电势能增加，如何判断电势能增加，如何判断M、N两点电势高低？两点电势高低？提示：提示：方法一先判断电场线的方向，再确定电势高低由于电方法一先判断电场线的方向，再确定电势高低由于电势能增加，电场力一定做负功，而负电荷受到电场力的方向和电场强度势能增加，电场力一定做负功，而负电荷受到电场力的方向和电场强度方向相反，电场强度方向应是由

6、方向相反，电场强度方向应是由M到到N，因此电场线方向是从，因此电场线方向是从M到到N.沿电场线方向电势越来越低，故沿电场线方向电势越来越低，故M点电势比点电势比N点高点高方法二利用电势能判断方法二利用电势能判断负电荷在电势越高的地方电势能越小，而本题已知条件是负电荷负电荷在电势越高的地方电势能越小，而本题已知条件是负电荷在在M点电势能较小，所以点电势能较小，所以M点电势高点电势高RJRJ版版 物理物理 选修选修-四、等势面四、等势面1定义：电场中定义：电场中电势相同电势相同的各点构成的面的各点构成的面2等势面的特点等势面的特点(1)在同一等势面上移动电荷时静电力在同一等势面上移动电荷时静电力不

7、做功不做功(2)电场线跟等势面电场线跟等势面垂直垂直，并且由电势，并且由电势高高的等势面指向电势的等势面指向电势低低的等的等势面势面(3)电场强度越大的地方，等差等势面越密集电场强度越大的地方，等差等势面越密集(4)等势面不相交等势面不相交RJRJ版版 物理物理 选修选修-(对应学生用书对应学生用书P12)要点一静电力的功与电势能变化的关系要点一静电力的功与电势能变化的关系 1.静电力做功的特点静电力做功的特点(1)在电场中移动电荷时，静电力做的功与路径无关，只与始末位在电场中移动电荷时，静电力做的功与路径无关，只与始末位置有关置有关(2)在匀强电场中，静电力做的功为在匀强电场中，静电力做的功

8、为WqEd，其中，其中d为沿电场线方为沿电场线方向的位移向的位移RJRJ版版 物理物理 选修选修-2.静电力的功与电势能的关系静电力的功与电势能的关系(1)静电力做功与电势能变化的关系：静电力做功与电势能变化的关系：WABEpAEpB静电力做正功时，静电力做正功时，WAB0，EpAEpB，电势能减少；静电力做负功，电势能减少；静电力做负功时，时，WAB0，EpAB.当当q0时，时，qAqB，即，即EpAEpB.当当q0时，时，qAqB，即，即EpA0，故，故ab.解法三：利用电势能判断解法三：利用电势能判断正电荷正电荷q为正值，在电势越高的地方电势能越大，而对负电荷，为正值，在电势越高的地方电

9、势能越大，而对负电荷，q为负值，在电势越高的地方电势能越小，本题已知条件是负电荷在为负值，在电势越高的地方电势能越小，本题已知条件是负电荷在a点点电势能较小，所以电势能较小，所以a点电势高点电势高答案答案abRJRJ版版 物理物理 选修选修-由以上分析可知，电势高低的判断方法有多种，但解法一和解法由以上分析可知，电势高低的判断方法有多种，但解法一和解法三较为简便，因此在具体应用时，可根据题目中的条件，灵活选择方法三较为简便，因此在具体应用时，可根据题目中的条件，灵活选择方法判断判断RJRJ版版 物理物理 选修选修-如右图所示的电场中有如右图所示的电场中有A、B两点，下列判断正确的是两点，下列判

10、断正确的是()A电势电势AB，场强，场强EAEBB电势电势AB，场强，场强EAEpBRJRJ版版 物理物理 选修选修-解析解析顺着电场线电势逐渐降低，即顺着电场线电势逐渐降低，即AB，由电场线疏密可知，由电场线疏密可知，EAEB，故，故A错、错、B对对.由电场力做功与电势能变化的关系可知，由电场力做功与电势能变化的关系可知，q从从A移到移到B，电场力做正功，电势能减少，电场力做正功，电势能减少，C对，负电荷从对，负电荷从A移到移到B，电场力，电场力做负功，电势能增加，做负功，电势能增加，EpA0，表示该点电势比参考点电势高；0，表示该点电势比参考点电势低决定因素电场强度由电场本身决定，与放不放

11、试探电荷及受力大小无关电势由电场本身决定，与试探电荷无关，某点电势的大小与参考点的选取有关RJRJ版版 物理物理 选修选修-RJRJ版版 物理物理 选修选修-例例3 如图所示，如图所示，P、Q是等量的正点电荷，是等量的正点电荷，O是它们连线的中点，是它们连线的中点，A、B是中垂线上的两点，是中垂线上的两点，OAE2，12BE1E2，12CE12 DE1E2，12.答案答案ARJRJ版版 物理物理 选修选修-3下列说法中，正确的是下列说法中，正确的是()A沿着电场线的方向场强一定越来越弱沿着电场线的方向场强一定越来越弱B沿着电场线的方向电势一定越来越低沿着电场线的方向电势一定越来越低C匀强电场中

12、，各点的场强一定大小相等、方向相同匀强电场中，各点的场强一定大小相等、方向相同D匀强电场中各点的电势一定相等匀强电场中各点的电势一定相等解析解析场强大小对应着电场线的疏密，沿电场线方向电势降低，场强大小对应着电场线的疏密，沿电场线方向电势降低，故故BC正确正确答案答案BCRJRJ版版 物理物理 选修选修-4孤立点电荷电场中的一簇等势面如图中虚线所示，其电势分别孤立点电荷电场中的一簇等势面如图中虚线所示，其电势分别为为1、2、3，其中，其中A、B、C是某电场线与这簇等势面的交点，且是某电场线与这簇等势面的交点，且ABBC.现将一负电荷由现将一负电荷由A移到移到B，电场力做正功，电场力做正功W1；

13、由；由B移至移至C，电场力做，电场力做正功正功W2，则，则()AW1W2，1223CW1W2，123 DW123RJRJ版版 物理物理 选修选修-解析解析由电场力做正功可知，负电荷受电场力向右，电场线方由电场力做正功可知，负电荷受电场力向右，电场线方向向左，所以场源电荷为负电荷在左侧，则向向左，所以场源电荷为负电荷在左侧，则AB间场强比间场强比BC间强，电场间强，电场力做功多，即力做功多，即W1W2.沿电场线电势降低，则有沿电场线电势降低，则有123，选项，选项C正确正确答案答案CRJRJ版版 物理物理 选修选修-(对应学生用书对应学生用书P14)用类比法学习物理知识用类比法学习物理知识在物理

14、学习中借助类比方法，可以将陌生的对象与熟悉的对象相在物理学习中借助类比方法，可以将陌生的对象与熟悉的对象相比较比较.给这些陌生的抽象事物给这些陌生的抽象事物(概念、规律概念、规律)赋予间接的直观形象，有利于赋予间接的直观形象，有利于启发思路化难为易，使我们顺利而全面地认识物理现象启发思路化难为易，使我们顺利而全面地认识物理现象.形成清晰的物形成清晰的物理概念，牢固地掌握物理知识理概念，牢固地掌握物理知识 “电势能电势能”、“电场力做功电场力做功”及及“电势能变化与电场力做功的电势能变化与电场力做功的关系关系”等概念对初学者来讲比较陌生，为了更好地理解这些概念等概念对初学者来讲比较陌生，为了更好地理解这些概念.可用可用“重力势能重力势能”类比类比“电势能电势能”、“重力做功与重力势能变化的关系重力做功与重力势能变化的关系”类类比比“电场力做功与电势能变化的关系电场力做功与电势能变化的关系”