靜電力做功的特點(diǎn)電勢(shì)能和電勢(shì).ppt

第一章 靜電場(chǎng),同步導(dǎo)學(xué)方案,課后強(qiáng)化演練,第4節(jié) 電勢(shì)能和電勢(shì) 第1課時(shí) 靜電力做功的特點(diǎn) 電勢(shì)能和電勢(shì),1勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)力做功的計(jì)算：如圖所示，在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，將正電荷q從A移到B，若ABL，并且AB與電場(chǎng)線(xiàn)的夾角為.則電場(chǎng)力對(duì)電荷所做的功為WFLcosqELcos.,2電場(chǎng)力做功的特點(diǎn) 靜電場(chǎng)中，電場(chǎng)力做功只與移動(dòng)電荷的電荷量以及起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)，而與路徑無(wú)關(guān),判斷電場(chǎng)力做正功還是做負(fù)功的方法 判斷電場(chǎng)力做功正負(fù)，一般有兩種方法： (1)根據(jù)電場(chǎng)力和位移方向的夾角判斷此方法常用于勻強(qiáng)電場(chǎng)中恒定電場(chǎng)力做功的判斷夾角為銳角做正功，夾角為鈍角做負(fù)功，夾角為直角不做功 (2)根據(jù)電場(chǎng)力和瞬時(shí)速度方向的夾角判斷此方法常用于判斷曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中變化電場(chǎng)力的做功，夾角為銳角做正功，夾角為鈍角做負(fù)功，夾角為直角不做功,1定義：由于移動(dòng)電荷時(shí)靜電力做功與移動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)，電荷在電場(chǎng)中也具有勢(shì)能，這種勢(shì)能叫做電勢(shì)能用Ep表示，單位是J.,2靜電力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系 (1)電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功時(shí)，電荷電勢(shì)能減少；電場(chǎng)力對(duì)電荷做負(fù)功時(shí)，電荷電勢(shì)能增加 (2)若用WAB表示電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中靜電力做的功，EpA和EpB表示電荷在A點(diǎn)和B點(diǎn)的電勢(shì)能，則有WABEpAEpB. 3電勢(shì)能的大小 若規(guī)定電荷在B點(diǎn)電勢(shì)能為0，則EpB0，EpAWAB.即電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)處電勢(shì)能的大小，等于把它從該點(diǎn)移動(dòng)到零勢(shì)能位置時(shí)靜電力做的功,4對(duì)電勢(shì)能的理解 (1)系統(tǒng)性：電勢(shì)能由電場(chǎng)和電荷共同決定，屬于電場(chǎng)和電荷系統(tǒng)所共有的，我們習(xí)慣說(shuō)成電場(chǎng)中的電荷所具有的 (2)相對(duì)性：電勢(shì)能是一個(gè)相對(duì)量，其數(shù)值與零勢(shì)能點(diǎn)的選取有關(guān)，因此確定電荷的電勢(shì)能首先應(yīng)確定參考點(diǎn)，也就是零勢(shì)能點(diǎn)的位置 (3)標(biāo)量性：電勢(shì)能是標(biāo)量，有正負(fù)、無(wú)方向電勢(shì)能為正值表示電勢(shì)能大于參考點(diǎn)的電勢(shì)能，電勢(shì)能為負(fù)值表示電勢(shì)能小于參考點(diǎn)的電勢(shì)能,5電勢(shì)能與重力勢(shì)能的比較,電勢(shì)能大小的判斷 (1)場(chǎng)源電荷判斷法：離正場(chǎng)源電荷越近，正試探電荷的電勢(shì)能越大，負(fù)試探電荷的電勢(shì)能越小；離負(fù)場(chǎng)源電荷越近，正試探電荷的電勢(shì)能越小，負(fù)試探電荷的電勢(shì)能越大 (2)電場(chǎng)線(xiàn)法：正電荷順著電場(chǎng)線(xiàn)的方向移動(dòng)時(shí)電勢(shì)能逐漸減小，逆著電場(chǎng)線(xiàn)的方向移動(dòng)時(shí)電勢(shì)能逐漸增大；負(fù)電荷順著電場(chǎng)線(xiàn)的方向移動(dòng)時(shí)電勢(shì)能逐漸增大，逆著電場(chǎng)線(xiàn)的方向移動(dòng)時(shí)電勢(shì)能逐漸減小 (3)做功判斷法：無(wú)論正、負(fù)電荷，電場(chǎng)力做正功，電荷的電勢(shì)能減?。浑妶?chǎng)力做負(fù)功，電荷的電勢(shì)能增大,有的同學(xué)誤認(rèn)為根據(jù)電勢(shì)的定義式，與Ep成正比，與q成反比 辨析：與電場(chǎng)強(qiáng)度一樣，電場(chǎng)中某點(diǎn)處的大小是由電場(chǎng)本身的條件決定的，與在該點(diǎn)處是否放置電荷、電荷的電性、電荷量均無(wú)關(guān),(4)電勢(shì)的相對(duì)性 電勢(shì)是相對(duì)的，只有先確定了電勢(shì)零點(diǎn)以后，才能確定電場(chǎng)中其他位置的電勢(shì)電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)跟電勢(shì)零點(diǎn)的選擇有關(guān) 對(duì)不是無(wú)限大的帶電體產(chǎn)生的電場(chǎng)，通常取無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零；在實(shí)際處理問(wèn)題中，又常取大地電勢(shì)為零 4電勢(shì)與電場(chǎng)線(xiàn)的關(guān)系：無(wú)論什么電場(chǎng)，沿電場(chǎng)線(xiàn)方向電勢(shì)是逐漸降低的，且是電勢(shì)降落最快的方向,5電勢(shì)能與電勢(shì)的區(qū)別與聯(lián)系,6電勢(shì)和電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系,如何比較電場(chǎng)中兩點(diǎn)電勢(shì)的高低 (1)根據(jù)電場(chǎng)力做功判斷： 在兩點(diǎn)間移動(dòng)正電荷，如果電場(chǎng)力做正功，則電勢(shì)降低，如果電場(chǎng)力做負(fù)功，則電勢(shì)升高 在兩點(diǎn)間移動(dòng)負(fù)電荷，如果電場(chǎng)力做正功，則電勢(shì)升高；如果電場(chǎng)力做負(fù)功，則電勢(shì)降低,(2)根據(jù)電場(chǎng)線(xiàn)確定： 電場(chǎng)線(xiàn)的方向就是電勢(shì)降低最快的方向 (3)根據(jù)電荷電勢(shì)能的變化： 如果在兩點(diǎn)間移動(dòng)正電荷時(shí)，電勢(shì)能增加，則電勢(shì)升高；電勢(shì)能減少，則電勢(shì)降低 如果在兩點(diǎn)間移動(dòng)負(fù)電荷時(shí)，電勢(shì)能增加，則電勢(shì)降低；電勢(shì)能減少，則電勢(shì)升高.,如果把q1.0108 C的點(diǎn)電荷Q從無(wú)窮遠(yuǎn)處移到電場(chǎng)中的A點(diǎn)，需要克服電場(chǎng)力做功W1.2104 J，那么： (1)Q在A點(diǎn)的電勢(shì)能和A點(diǎn)的電勢(shì)各是多少？ (2)Q在未移入電場(chǎng)前A點(diǎn)的電勢(shì)是多少？ 【分析】 由WEpEpA，可計(jì)算出EpA，根據(jù)A點(diǎn)的電勢(shì)能可求出A點(diǎn)的電勢(shì),【答案】 (1)1.2104 J 1.2104 V (2)1.2104 V,在靜電場(chǎng)中，把一個(gè)電荷量為q2.0105 C的負(fù)電荷由M點(diǎn)移到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功6.0104 J，由N點(diǎn)移到P點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功1.0103 J，則M、N、P三點(diǎn)電勢(shì)高低關(guān)系是_,解析：首先畫(huà)一條電場(chǎng)線(xiàn)，如圖所示 在中間位置附近畫(huà)一點(diǎn)作為M點(diǎn)因?yàn)橛蒑N電場(chǎng)力做正功，而負(fù)電荷所受電場(chǎng)力與場(chǎng)強(qiáng)方向相反，則可確定N點(diǎn)在M點(diǎn)左側(cè)由NP電場(chǎng)力做負(fù)功，即沿著電場(chǎng)線(xiàn)移動(dòng)，又因1.0103 J6.0104 J，所以肯定移過(guò)了M點(diǎn)，即P點(diǎn)位于M點(diǎn)右側(cè)這樣，M、N、P三點(diǎn)電勢(shì)的高低關(guān)系是NMP. 答案：NMP,某靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn)分布如圖所示，圖中P、Q兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小分別為EP和EQ，電勢(shì)分別為P和Q，則( ) AEPEQ，PQ BEPEQ，PQ DEPEQ，PQ,【解析】 從圖可以看出P點(diǎn)的電場(chǎng)線(xiàn)的密集程度大于Q點(diǎn)的密集程度，故P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大于Q點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)；因電場(chǎng)線(xiàn)的方向由P指向Q，而沿電場(chǎng)線(xiàn)的方向電勢(shì)逐漸降低，所以P點(diǎn)的電勢(shì)高于Q點(diǎn)的電勢(shì)，故A正確 【答案】 A,【方法總結(jié)】 電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)的大小沒(méi)有直接的關(guān)系，它們是從兩個(gè)不同的角度描述電場(chǎng)性質(zhì)的物理量電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)受力大，該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大，電勢(shì)不一定高，所以電場(chǎng)強(qiáng)度大的地方電勢(shì)不一定高電場(chǎng)強(qiáng)度等于0的地方電勢(shì)不一定等于0.,如圖所示，P、Q是等量的正點(diǎn)電荷，O是它們連線(xiàn)的中點(diǎn)，A、B是中垂線(xiàn)上的兩點(diǎn)，OAOB，用EA、EB和A、B分別表示A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)，則( ) AEA一定大于EB，A一定大于B BEA不一定大于EB，A一定大于B CEA一定大于EB，A不一定大于B DEA不一定大于EB，A不一定大于B,解析：P、Q所在空間中各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)由這兩個(gè)點(diǎn)電荷共同決定，電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，P、Q兩點(diǎn)電荷在O點(diǎn)的合電場(chǎng)強(qiáng)度為零，在無(wú)限遠(yuǎn)處的合電場(chǎng)強(qiáng)度也為零，從O點(diǎn)沿PQ垂直平分線(xiàn)向遠(yuǎn)處移動(dòng)，電場(chǎng)強(qiáng)度先增大，后減小，所以EA不一定大于EB.電勢(shì)是標(biāo)量，由等量同號(hào)電荷的電場(chǎng)線(xiàn)分布圖可知，從O點(diǎn)向遠(yuǎn)處，電勢(shì)是一直降低的，故A一定大于B，所以只有B對(duì) 答案：B,如圖所示，在靜電場(chǎng)中，一個(gè)負(fù)電荷q受到一個(gè)非靜電力作用，由A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，則下列說(shuō)法正確的是( ),A非靜電力和靜電力做功之和等于電荷電勢(shì)能增量和動(dòng)能增量之和 B非靜電力做功等于電荷電勢(shì)能增量和動(dòng)能增量之和 C電荷克服靜電力做功等于電荷電勢(shì)能的增量 D非靜電力和靜電力做功之和等于電荷動(dòng)能的增量,【解析】 根據(jù)動(dòng)能定理，合外力對(duì)電荷所做的功等于電荷動(dòng)能的增量；對(duì)電荷和電場(chǎng)組成的系統(tǒng)而言，非靜電力是外力，非靜電力對(duì)電荷做了多少正功，系統(tǒng)能量(電勢(shì)能和電荷動(dòng)能)就增加多少；根據(jù)靜電力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系及靜電力對(duì)電荷做負(fù)功，得電荷克服靜電力做功等于電荷電勢(shì)能的增量，所以B、C、D對(duì) 【答案】 BCD,【方法總結(jié)】 (1)明確研究對(duì)象與研究過(guò)程 (2)對(duì)研究對(duì)象受力分析，明確物體受什么力作用，知道力做功所對(duì)應(yīng)的能量變化問(wèn)題 (3)依據(jù)電場(chǎng)力做功，引起電勢(shì)能的變化；重力做功引起重力勢(shì)能的變化；而動(dòng)能變化則取決于合外力做功，來(lái)判斷各種能量是如何變化的,(2013遵義高二檢測(cè))如圖所示，平行線(xiàn)代表電場(chǎng)線(xiàn)，但未標(biāo)明方向，一個(gè)帶正電、電量為106 C的微粒在電場(chǎng)中僅受電場(chǎng)力作用，當(dāng)它從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能減少105 J，已知A點(diǎn)的電勢(shì)為10 V，則以下判斷正確的是( ) A微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中的虛線(xiàn)1所示 B微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中的虛線(xiàn)2所示 CB點(diǎn)電勢(shì)為零 DB點(diǎn)電勢(shì)為20 V,解析：微粒從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)動(dòng)能減少，表明電場(chǎng)力做負(fù)功，電場(chǎng)力水平向左，微粒運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)向左偏轉(zhuǎn)，故微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中的虛線(xiàn)1所示，A對(duì)，B錯(cuò)；微粒動(dòng)能減少105 J，則它的電勢(shì)能增加105 J，由于微粒在A點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能EpAqA106(10)J105 J，故B點(diǎn)的電勢(shì)為零，B點(diǎn)的電勢(shì)為零，C對(duì)，D錯(cuò) 答案：AC,1.下列說(shuō)法中正確的是( ) A無(wú)論是正電荷還是負(fù)電荷，從電場(chǎng)中某點(diǎn)移到無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí)，電場(chǎng)力做的正功越多，電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能就越大 B無(wú)論是正電荷還是負(fù)電荷，從電場(chǎng)中某點(diǎn)移到無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí)，電場(chǎng)力做的正功越少，電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能越大,C無(wú)論是正電荷還是負(fù)電荷，從無(wú)窮遠(yuǎn)處移到電場(chǎng)中某點(diǎn)時(shí)，克服電場(chǎng)力做功越多，電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能越大 D無(wú)論是正電荷還是負(fù)電荷，從無(wú)窮遠(yuǎn)處移到電場(chǎng)中某點(diǎn)時(shí)，克服電場(chǎng)力做功越少，電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能越大,解析：無(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)能為0，電荷從電場(chǎng)中某處移動(dòng)到無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí)，若電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少，到無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí)電勢(shì)能減為0，電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能為正值，且等于移動(dòng)過(guò)程中電荷電勢(shì)能的變化，也就等于電場(chǎng)力做的功，因此電場(chǎng)力做的正功越多，電荷在該點(diǎn)電勢(shì)能越大，A正確，B錯(cuò)誤電荷從無(wú)窮遠(yuǎn)處移到電場(chǎng)中某點(diǎn)時(shí)，若克服電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能由零增大到某值，此值就是電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能值，因此，電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能等于電荷從無(wú)窮遠(yuǎn)處移到該點(diǎn)時(shí)，克服電場(chǎng)力所做的功，故C正確，D錯(cuò)誤 答案：AC,2如圖所示，電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn)，則下列說(shuō)法中正確的是( ) A電勢(shì)AB，電場(chǎng)強(qiáng)度EAEB B電勢(shì)AB，電場(chǎng)強(qiáng)度EAEpB,解析：B處電場(chǎng)線(xiàn)較密，故電場(chǎng)強(qiáng)度EAB，A錯(cuò)，B對(duì)；對(duì)正電荷，由于AB則EpAEpB，C對(duì)，D錯(cuò) 答案：BC,3如圖所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn)，將一電量為q的正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，第一次沿直線(xiàn)AB移動(dòng)該電荷，電場(chǎng)力做功為W1；第二次沿路徑ACB移動(dòng)該電荷，電場(chǎng)力做功W2；第三次沿曲線(xiàn)AB移動(dòng)該電荷，電場(chǎng)力做功為W3，則( ) AW1W2W3 BW1W3W2 CW1W2W3 DW1W2W3,解析：電荷在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力對(duì)電荷做的功只與運(yùn)動(dòng)過(guò)程的初末位置有關(guān)，故電荷沿三種路徑從A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力做相同的功，C