好用《电势能和电势》课件新课标.ppt
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- 电势能和电势 电势 课件 新课
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1、从能量的角度认识电场从能量的角度认识电场 一个试探电荷在电场中某点由静止释放一个试探电荷在电场中某点由静止释放,将将如何运动如何运动?E 在电场力作用下电荷做加速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一段时间后获得一定的速度速度,试探电荷试探电荷的的动能动能增加增加.+F什么能转换为动能的呢什么能转换为动能的呢?一、静电力做功的特点一、静电力做功的特点BMAFq q W甲甲=F|AB|cos=qE|AM|把正电荷沿不同路径从把正电荷沿不同路径从A A点移到点移到B B电场力做功?电场力做功?+甲甲乙乙丙丙沿甲路径电场力做功沿甲路径电场力做功:沿乙路径电场力做功沿乙路径电场力做功
2、:沿丙路径电场力做功沿丙路径电场力做功:W乙乙=qE|AM|W丙丙=qE|AM|沿任意路径电场力做功沿任意路径电场力做功:W任意任意=qE|AM|一、静电力做功的特点一、静电力做功的特点 在在匀强电场中移动电荷时,静电力匀强电场中移动电荷时,静电力做的功做的功与电荷经过的与电荷经过的路径路径无关无关,只只与电荷与电荷的的起始起始位置和位置和终止终止位置位置有有关,。关,。对于非匀强电场也适用对于非匀强电场也适用重力做功与路径无关重力做功与路径无关,由初末位置的由初末位置的高度差来决定高度差来决定.重力做功的过程是重力势能转化动重力做功的过程是重力势能转化动能的过程能的过程.那么电场力做功的过程
3、是什么能转化那么电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢?为什么能呢?做功的过程是一个能量转化的过程做功的过程是一个能量转化的过程 正电荷从正电荷从A A点移到点移到B B点时点时,静电力做正功静电力做正功,电荷电荷的电势能减少的电势能减少.正电荷从正电荷从B B点移到点移到A A点时点时,静电力做负功静电力做负功,即电即电荷克服静电力做功荷克服静电力做功,电荷电荷的电势能增加的电势能增加.ABE+vABE+v二、电势能二、电势能 电势能是电荷在电场中所具有的能量电势能是电荷在电场中所具有的能量 二、电势能二、电势能1 1、电荷在电场中具有与其位置有关的能量、电荷在电场中具有与其位置有关的能量叫
4、电势能。叫电势能。2 2、电场力对电荷做、电场力对电荷做正功正功,电荷的电势能,电荷的电势能减小减小 电场力对电荷做电场力对电荷做负功负功,电荷的电势能,电荷的电势能增大增大 电场力做的功等于电势能的电场力做的功等于电势能的减少量减少量PBPAABEEW 电势能为电势能为负负表示电荷在该处的电势能表示电荷在该处的电势能比零还要小比零还要小.4 4、电势能是电荷和电场所共有的,具、电势能是电荷和电场所共有的,具 有有系统性系统性3 3、电势能是、电势能是相对相对的,与零电势能面有关的,与零电势能面有关5 5、电势能是、电势能是标量标量重力势能和电势能类比重力势能和电势能类比 重力场中,重力:地球
5、和重力场中,重力:地球和物体之间存在的吸引力物体之间存在的吸引力电场中,电场力:电荷之电场中,电场力:电荷之间的作用力间的作用力有重力就有重力势能有重力就有重力势能Ep=mgh有电场力就有相应的能,有电场力就有相应的能,叫电势能叫电势能EPEp由物体和地面间的相对由物体和地面间的相对位置决定位置决定EP由电荷间的相对位置决定由电荷间的相对位置决定电场力做正功,电势能就减少电场力做正功,电势能就减少电场力做负功,电势能就增加电场力做负功,电势能就增加电场力作功,电势能改变电场力作功,电势能改变重力做功,重力势能改变重力做功,重力势能改变重力做正功,重力势能就减少重力做正功,重力势能就减少重力做负
6、功,重力势能就增加重力做负功,重力势能就增加WW重重 =E=EP1P1-E-EP2P2WW电电 =E=EPAPA-E-EPBPB 例例1.1.如图如图,在场强在场强E=10E=103 3N/CN/C的匀强电场中的匀强电场中,点电荷点电荷q=+1cq=+1c从从A A移动到移动到B,ABB,AB相距相距L=1m,L=1m,电场电场力做功为多少力做功为多少?电势能如何变化电势能如何变化?电势能减少电势能减少JWAB310EqFAB+电荷在电荷在B B点具有的电势能多大?点具有的电势能多大?物体在物体在B B点具有的重力势能多大?点具有的重力势能多大?mgAB设设A A点的重力势能点的重力势能0PA
7、EWAB=EPAEPB=103JJJWEEABPAPB3310100重力势能为负表示的物理意义是什么?重力势能为负表示的物理意义是什么?JWAB310设物体在重力作用下从运动到设物体在重力作用下从运动到B B重力做功重力做功、下列说法中正确的是(、下列说法中正确的是()A.A.当两正点电荷相互靠近时,它们的电势能增大当两正点电荷相互靠近时,它们的电势能增大B.B.当两负点电荷相互靠近时,它们的电势能增大当两负点电荷相互靠近时,它们的电势能增大C.C.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时,它们的电势能一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时,它们的电势能减小减小D.D.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时
8、,它们的电势能一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时,它们的电势能增大。增大。ABCABC、一个电荷只在电场力作用下从电场中的、一个电荷只在电场力作用下从电场中的A A点移到点移到B B点时,点时,电场力做了电场力做了5 510106 6J J的功,那么的功,那么 ()()A A电荷在电荷在B B处时将具有处时将具有5 510106 6J J 的电势能的电势能B B电荷在电荷在B B处将具有处将具有5 510106 6J J 的动能的动能C C电荷的电势能减少了电荷的电势能减少了5 510106 6J J D D电荷的动能增加了电荷的动能增加了5 510106 6J J CDCD、将带电量为、将带
9、电量为6 61010-6-6C C的负电荷从电场中的的负电荷从电场中的A A点移到点移到B B点,克点,克服电场力做了服电场力做了3 31010-5-5J J的功,再从的功,再从B B移到移到C C,电场力做了,电场力做了1.21.21010-5-5J J的功,则的功,则(1 1)电荷从)电荷从A A移到移到B B,再从,再从B B移到移到C C的过程中电势能共改变了多的过程中电势能共改变了多少?少?(2 2)如果规定)如果规定A A点的电势能为零,则该电荷在点的电势能为零,则该电荷在B B点和点和C C点的电点的电势能分别为多少?势能分别为多少?(3 3)如果规定)如果规定B B点的电势能为
10、零,则该电荷在点的电势能为零,则该电荷在A A点和点和C C点的电点的电势能分别为多少?势能分别为多少?增加了增加了1.810-5J.EPC=1.810-5 J EPC=-1.210-5 JEPB=310-5 J EPA=-310-5 J 4 4、如图所示、如图所示,在等量正点电荷形成的电场中在等量正点电荷形成的电场中,它们连线的它们连线的中垂面中垂面abab上上,有一电子有一电子,从静止开始由从静止开始由a a运动到运动到b b的过程中的过程中(a(a、b b相对相对O O对称对称),),下列说法正确的是下列说法正确的是()()A.A.电子的电势能始终增多电子的电势能始终增多B.B.电子的电
11、势能始终减少电子的电势能始终减少C.C.电子的电势能先减少后增加电子的电势能先减少后增加D.D.电子的电势能先增加后减少电子的电势能先增加后减少COab+-5 5、一带电油滴在匀强电场、一带电油滴在匀强电场E E中的运动轨迹如中的运动轨迹如图虚线所示图虚线所示,电场方向竖直向下电场方向竖直向下.若不计空气阻力若不计空气阻力,则此带电油滴从则此带电油滴从a a运动到运动到b b的过程中的过程中,能量变化情况能量变化情况为为()()A.A.动能减小动能减小B.B.电势能增加电势能增加C.C.动能和电势能之和减少动能和电势能之和减少D.D.重力势能和电势能之和增加重力势能和电势能之和增加EabCa和
12、b为电场中的两点,如果把q=-2X10-8C的负电荷从a点移动到b点,电场力对该电荷做了4X10-7J的正功,则该电荷的电势能()A.增加了4X10-7JB.增加了2X10-7JC.减少了4X10-7JD.减少了8X10-7JC如图所示,是负点电荷产生的电场中的一条电场线。一个带正电的粒子(不计重力)从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示,则该带电粒子在a点的加速度一定在b点的加速度。带电粒子在a点的电势能一定在b点的电势能。(填“大于”、“小于”式“等于”)。Nba小于大于F-电场中在某一点的电势能电场中在某一点的电势能E EP P与它的与它的电荷量电荷量q q的比值大小是由电场本身的性
13、的比值大小是由电场本身的性质决定的,与放不放电荷及放什么电质决定的,与放不放电荷及放什么电荷无关。荷无关。反映电场能的性质反映电场能的性质三、电势三、电势电荷电场中在某一点的电势能与电荷电场中在某一点的电势能与它的电荷量的比值它的电荷量的比值qEP1 V=1 J/C三、电势三、电势1.1.定义定义:2.2.公式公式:3.3.单位单位:伏特伏特(V)(V)(计算时要计算时要代入正负号代入正负号)对电势概念的理解对电势概念的理解三、电势三、电势()()电势电势是表征电场中某点能的性质的物理量,是表征电场中某点能的性质的物理量,仅与电场中某点性质有关,仅与电场中某点性质有关,与电场力做功的值及与电场
14、力做功的值及试探电荷的电荷量、电性无关试探电荷的电荷量、电性无关。(2 2)电势的具体值只有在选定了零电势点后才有)电势的具体值只有在选定了零电势点后才有意义,故意义,故电势是相对电势是相对的。电势零点的选取是任意的。电势零点的选取是任意的,但以方便为原则,如果没有特别规定,一般的,但以方便为原则,如果没有特别规定,一般选无穷远或大地的电势为零选无穷远或大地的电势为零(3 3)电势是标量电势是标量,在规定了零电势后,电场中各,在规定了零电势后,电场中各点的电势可以是正值,也可以是负值。正值表示点的电势可以是正值,也可以是负值。正值表示该点电势比零高,负值表示该点电势比零低。该点电势比零高,负值
15、表示该点电势比零低。有关电场中某点的电势,下列说法中正确有关电场中某点的电势,下列说法中正确的是(的是()A A、由放在该点的电荷所具有的电势能的多少、由放在该点的电荷所具有的电势能的多少决定决定B B、由放在该点的电荷的电量多少来决定、由放在该点的电荷的电量多少来决定C C、与放在该点的电荷的正负有关、与放在该点的电荷的正负有关D D、是电场本身的属性,与放入该点的电荷情、是电场本身的属性,与放入该点的电荷情况无关况无关D D 把把 的试探电荷放在电场中的的试探电荷放在电场中的A A 点点,具有具有 的电势能的电势能,求求A A点的电势点的电势cq91104.J8106(1 1)若把)若把
16、的试探电荷放在电场中的的试探电荷放在电场中的A A点点,电荷所具有的电势能是多少电荷所具有的电势能是多少?cq1021021232 10qc (2 2)若把若把 的试探电荷放在电场中的试探电荷放在电场中的的A A点点,电荷所具有的电势能又是多少电荷所具有的电势能又是多少?15V将一电量为将一电量为 的点电荷从电场外一点的点电荷从电场外一点P P移至电场中某点移至电场中某点A,A,电场力做功电场力做功 ,求求A A点的电势点的电势.cq6102J5104解解:设场外一点设场外一点P P的电势为的电势为0pJWEPA5104VVqEPAA2010210465从从P A,P A,电场力做的功电场力做
17、的功 PAEWPAEW从从P A,P A,电场力做的功电场力做的功 PAEW思考:思考:三、电势三、电势若以无穷远处电势为零若以无穷远处电势为零负点电荷周围各处的电势的特点负点电荷周围各处的电势的特点正点电荷周围各处的电势的特点正点电荷周围各处的电势的特点都为正,越靠近正电荷电势越高。都为正,越靠近正电荷电势越高。都为负,越靠近都为负,越靠近负负电荷电势越低。电荷电势越低。电场中两点电势高低的判断方法电场中两点电势高低的判断方法三、电势三、电势(1 1)根据电场力做功来判断)根据电场力做功来判断(3 3)根据电场线方向来判断)根据电场线方向来判断(2 2)根据电荷电势能的变化来判断)根据电荷电
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