第4節(jié) 電勢(shì)能和電勢(shì)1.pptxVIP

1 4電勢(shì)能和電勢(shì) 從能量的角度認(rèn)識(shí)電場(chǎng) 一 靜電力做功的特點(diǎn) b m a f q 把正電荷沿不同路徑從a點(diǎn)移到b電場(chǎng)力做功 甲 乙 丙 e 一 靜電力做功的特點(diǎn) 在勻強(qiáng)電場(chǎng)中移動(dòng)電荷時(shí) 靜電力做的功與電荷經(jīng)過(guò)的路徑無(wú)關(guān) 只與電荷的起始位置和終止位置有關(guān) 對(duì)于非勻強(qiáng)電場(chǎng)也適用 重力做功與路徑無(wú)關(guān) 由初末位置的高度差來(lái)決定 重力做功的過(guò)程是重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化動(dòng)能的過(guò)程 那么電場(chǎng)力做功的過(guò)程是什么能轉(zhuǎn)化為什么能呢 做功的過(guò)程是一個(gè)能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程 正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)時(shí) 靜電力做正功 電荷的電勢(shì)能減少 正電荷從b點(diǎn)移到a點(diǎn)時(shí) 靜電力做負(fù)功 即電荷克服靜電力做功 電荷的電勢(shì)能增加 二 電勢(shì)能 電勢(shì)能是電荷在電場(chǎng)中所具有的能量 二 電勢(shì)能 1 電荷在電場(chǎng)中具有與其位置有關(guān)的能量叫電勢(shì)能 2 電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功 電荷的電勢(shì)能減小 電場(chǎng)力對(duì)電荷做負(fù)功 電荷的電勢(shì)能增大 電場(chǎng)力做的功等于電勢(shì)能的減少量 例1 如圖 在場(chǎng)強(qiáng)e 103n c的勻強(qiáng)電場(chǎng)中 點(diǎn)電荷q 1c從a移動(dòng)到b ab相距l(xiāng) 1m 電場(chǎng)力做功為多少 電勢(shì)能如何變化 電勢(shì)能減少 電荷在b點(diǎn)具有的電勢(shì)能多大 物體在b點(diǎn)具有的重力勢(shì)能多大 mg a b 設(shè)a點(diǎn)的重力勢(shì)能 wab epa epb 103j 重力勢(shì)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 運(yùn)動(dòng)到b重力做功 例1 如圖 在場(chǎng)強(qiáng)e 103n c的勻強(qiáng)電場(chǎng)中 點(diǎn)電荷q 1c從a移動(dòng)到b ab相距l(xiāng) 1m 電場(chǎng)力做功為多少 電勢(shì)能如何變化 電荷在b點(diǎn)具有的電勢(shì)能多大 wab epa epb 103j 電勢(shì)能減少 設(shè)a點(diǎn)的電勢(shì)能 通常把電荷在離場(chǎng)源電荷無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)能規(guī)定為零 或把電荷在大地表面上電勢(shì)能規(guī)定為零 電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能 等于靜電力把它從該處移動(dòng)到零勢(shì)能位置所做的功 wab epa ep0 epa wab 電勢(shì)能為負(fù)表示電荷在該處的電勢(shì)能比零還要小 4 電勢(shì)能是電荷和電場(chǎng)所共有的 具有系統(tǒng)性 3 電勢(shì)能是相對(duì)的 與零電勢(shì)能面有關(guān) 5 電勢(shì)能是標(biāo)量 重力勢(shì)能和電勢(shì)能類(lèi)比 重力場(chǎng)中 重力 地球和物體之間存在的吸引力 電場(chǎng)中 電場(chǎng)力 電荷之間的作用力 有重力就有重力勢(shì)能ep mgh 有電場(chǎng)力就有相應(yīng)的能 叫電勢(shì)能ep ep由物體和地面間的相對(duì)位置決定 ep由電荷間的相對(duì)位置決定 w重 ep1 ep2 w電 epa epb 3 一個(gè)電荷只在電場(chǎng)力作用下從電場(chǎng)中的a點(diǎn)移到b點(diǎn)時(shí) 電場(chǎng)力做了5 10 6j的功 那么 a 電荷在b處時(shí)將具有5 10 6j的電勢(shì)能b 電荷在b處將具有5 10 6j的動(dòng)能c 電荷的電勢(shì)能減少了5 10 6jd 電荷的動(dòng)能增加了5 10 6j cd 1 將帶電量為6 10 6c的負(fù)電荷從電場(chǎng)中的a點(diǎn)移到b點(diǎn) 克服電場(chǎng)力做了3 10 5j的功 再?gòu)腷移到c 電場(chǎng)力做了1 2 10 5j的功 則 1 電荷從a移到b 再?gòu)腷移到c的過(guò)程中電勢(shì)能共改變了多少 2 如果規(guī)定a點(diǎn)的電勢(shì)能為零 則該電荷在b點(diǎn)和c點(diǎn)的電勢(shì)能分別為多少 3 如果規(guī)定b點(diǎn)的電勢(shì)能為零 則該電荷在a點(diǎn)和c點(diǎn)的電勢(shì)能分別為多少 增加了1 8 10 5j epc 1 8 10 5j epc 1 2 10 5j epb 3 10 5j epa 3 10 5j 電勢(shì)能小結(jié) 1 電場(chǎng)力能夠?qū)Ψ湃肫渲械碾姾勺龉?所以電荷位于電場(chǎng)中具有能 這和能為電勢(shì)能 3 電勢(shì)能具有相對(duì)性 5 電場(chǎng)力做正功 電勢(shì)能減少 電場(chǎng)力做負(fù)功 電勢(shì)能增大 4 電勢(shì)能是標(biāo)量 但有正負(fù) 2 電勢(shì)能由電荷和電荷在電場(chǎng)中的相對(duì)位置決定 取o點(diǎn)的電勢(shì)能為零 則 epa qelcos 電荷電場(chǎng)中在某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量的比值 1v 1j c 三 電勢(shì) 1 定義 2 公式 3 單位 伏特 v 計(jì)算時(shí)要代入正負(fù)號(hào) 對(duì)電勢(shì)概念的理解 1 電勢(shì)是表征電場(chǎng)中某點(diǎn)能的性質(zhì)的物理量 僅與電場(chǎng)中某點(diǎn)性質(zhì)有關(guān) 與電場(chǎng)力做功的值及試探電荷的電荷量 電性無(wú)關(guān) 2 與電勢(shì)能的情況相似 應(yīng)先確定電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)為零 通常取離場(chǎng)源電荷無(wú)限遠(yuǎn)處或大地的電勢(shì)為零 3 電勢(shì)是標(biāo)量 只有大小 沒(méi)有方向 負(fù)電勢(shì)表示該處的電勢(shì)比零電勢(shì)處電勢(shì)低 將一電量為的點(diǎn)電荷從電場(chǎng)外一點(diǎn)p移至電場(chǎng)中某點(diǎn)a 電場(chǎng)力做功 求a點(diǎn)的電勢(shì) 解 設(shè)場(chǎng)外一點(diǎn)p的電勢(shì)為 電場(chǎng)中兩點(diǎn)電勢(shì)高低的判斷方法 1 根據(jù)電場(chǎng)力做功來(lái)判斷 2 根據(jù)電荷電勢(shì)能的變化來(lái)判斷 1 在兩點(diǎn)間移動(dòng)正電荷 電場(chǎng)力做正功電勢(shì)降 做負(fù)功電勢(shì)升 2 在兩點(diǎn)間移動(dòng)負(fù)電荷 電場(chǎng)力做正功電勢(shì)升 做負(fù)功電勢(shì)降 1 在兩點(diǎn)間移動(dòng)正電荷 電勢(shì)能增加電勢(shì)升 電勢(shì)能減小電勢(shì)降 電場(chǎng)中兩點(diǎn)電勢(shì)高低的判斷方法 3 根據(jù)電場(chǎng)線方向來(lái)判斷 2 根據(jù)電荷電勢(shì)能的變化來(lái)判斷 1 在兩點(diǎn)間移動(dòng)正電荷 電勢(shì)能增加電勢(shì)升 電勢(shì)能減小電勢(shì)降 2 在兩點(diǎn)間移動(dòng)負(fù)電荷 電勢(shì)能增加電勢(shì)降 電勢(shì)能減小電勢(shì)升 電場(chǎng)線指向電勢(shì)降低的方向 有關(guān)電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì) 下列說(shuō)法中正確的是 a 由放在該點(diǎn)的電荷所具有的電勢(shì)能的多少?zèng)Q定b 由放在該點(diǎn)的電荷的電量多少來(lái)決定c 與放在該點(diǎn)的電荷的正負(fù)有關(guān)d 是電場(chǎng)本身的屬性 與放入該點(diǎn)的電荷情況無(wú)關(guān) d 如圖所示 a b為某電場(chǎng)線上的兩點(diǎn) 那么以下的結(jié)論正確的是 a 把正電荷從a移到b 電場(chǎng)力做正功 電荷的電勢(shì)能減少 電勢(shì)升高 b 把正電荷從a移到b 電場(chǎng)力做負(fù)功 電荷的電勢(shì)能增加 電勢(shì)降低 c 把負(fù)電荷從a移到b 電場(chǎng)力做正功 電荷的電勢(shì)能減少 電勢(shì)升高 d 把負(fù)電荷從a移到b 電場(chǎng)力做負(fù)功 電荷的電勢(shì)能增加 電勢(shì)降低 d a b 1 定義 電場(chǎng)中電勢(shì)相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢(shì)面 2 等勢(shì)面是為了形象描述電場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)面人為畫(huà)出的曲面 四 等勢(shì)面 四 等勢(shì)面 3 等勢(shì)面的特點(diǎn) 1 沿著同一等勢(shì)面移動(dòng)電荷時(shí)靜電力不做功 2 兩個(gè)電勢(shì)不同的等勢(shì)面不能相交 3 電場(chǎng)線總是由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面 4 等勢(shì)面一定與電場(chǎng)線垂直 即跟場(chǎng)強(qiáng)方向垂直 5 等差等勢(shì)體分布越密 場(chǎng)強(qiáng)越大 分布越疏 場(chǎng)強(qiáng)越小 等勢(shì)面 幾種典型電場(chǎng)的等勢(shì)面 1 點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的等勢(shì)面 以點(diǎn)電荷為球心的一簇球面 等勢(shì)面 2 等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的等勢(shì)面 兩簇對(duì)稱(chēng)曲面 等勢(shì)面 3 等量同種點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的等勢(shì)面 兩簇對(duì)稱(chēng)曲面 帶電導(dǎo)體周?chē)碾妶?chǎng)和等勢(shì)面 勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面 小結(jié) 三 電勢(shì)1 定義 2 單位 伏特v1v 1j c3 沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低4 電勢(shì)和電勢(shì)能都是相對(duì)的 且為標(biāo)量 正負(fù)號(hào)均表示大小5 已知電勢(shì)求電勢(shì)能 計(jì)算帶正負(fù)號(hào) 計(jì)算帶正負(fù)號(hào) 1 等勢(shì)面 電勢(shì)相等的點(diǎn)所構(gòu)成的面 2 典型電場(chǎng)的等勢(shì)面 點(diǎn)電荷電場(chǎng) 等量同種 異種點(diǎn)電荷電場(chǎng) 帶電導(dǎo)體的電場(chǎng) 勻強(qiáng)電場(chǎng) 四 等勢(shì)面 關(guān)于等勢(shì)面正確的說(shuō)法是 a 電荷在等勢(shì)面上移動(dòng)時(shí)不受電場(chǎng)力作用 所以不做功b 等勢(shì)面上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等c 等勢(shì)面一定跟電場(chǎng)線垂直d 兩等勢(shì)面不能相交 cd 一個(gè)點(diǎn)電荷 從靜電場(chǎng)中的a點(diǎn)移至b點(diǎn) 其電勢(shì)能的變化為零 則 a a b兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定相等b 該電荷一定沿等勢(shì)面移動(dòng)c 作用于該點(diǎn)電荷的電場(chǎng)力與其移動(dòng)方向總是垂直的d a b兩點(diǎn)的電勢(shì)相等 d 如圖所示 虛線a b c表示靜電場(chǎng)中三個(gè)等勢(shì)面 它們的電勢(shì)分別是且 一帶正電的粒子射入電場(chǎng)中 其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中klmn所示 由圖可知 a 粒子從k到l的過(guò)程中 電場(chǎng)力做負(fù)功b 粒子從l到m的過(guò)程中 電場(chǎng)力做負(fù)功c 粒子從k到l的過(guò)程中 電勢(shì)能增加d 粒子從l到m的過(guò)程中 動(dòng)能減少 ac 一負(fù)電荷僅受電場(chǎng)力的作用 從電場(chǎng)中的a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn) 在此過(guò)程中該電荷做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng) 則a b兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度ea eb及電荷在ab兩點(diǎn)的電勢(shì)能epa epb之間的關(guān)系為 a ea ebb eaepb ad 如圖所示 三條平行等距直虛線表示電場(chǎng)中三個(gè)等勢(shì)面 電勢(shì)值分別為10v 20v 30v 實(shí)線是一帶負(fù)電的粒子 不計(jì)重力 在該區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡 對(duì)于軌跡上的a b c三點(diǎn)來(lái)說(shuō) a 粒子必先過(guò)a 再到b 然后到cb 粒子在三點(diǎn)受到的合力fa fb fcc 粒子在三點(diǎn)動(dòng)能大小為ekaepb epc b a b c 30v 20v 10v 在靜電場(chǎng)中 把一個(gè)電荷量q 2 0x10 5c的負(fù)電荷由m點(diǎn)移到n點(diǎn) 電場(chǎng)力做6 0x10 4j 由n點(diǎn)移到p點(diǎn) 電場(chǎng)力做負(fù)功1 0x10 3j 則m n p三點(diǎn)電勢(shì)高低關(guān)系是 若以n點(diǎn)為零電勢(shì)點(diǎn) 則m n p三點(diǎn)電勢(shì)為 若以m點(diǎn)為零電勢(shì)點(diǎn) 則m n p三點(diǎn)電勢(shì)為 如圖所示 a b c表示點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中三個(gè)等勢(shì)面 它們的電勢(shì)分別為 一帶電粒子從等勢(shì)面a上某處由靜止釋放后 僅受電場(chǎng)力作用而運(yùn)動(dòng) 已知它以過(guò)等勢(shì)面b時(shí)的速率為v 則它經(jīng)過(guò)等勢(shì)面c時(shí)的速率為 a b c 一勻強(qiáng)電場(chǎng) 場(chǎng)強(qiáng)方向是水平的 如圖所示 一個(gè)質(zhì)量為m的帶正電的小球 從 點(diǎn)出發(fā) 初速度的大小為v0 在電場(chǎng)力與重力作用下 恰能沿與場(chǎng)強(qiáng)的反方向 角的直線運(yùn)動(dòng) 求小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)其電勢(shì)能與在 點(diǎn)的電勢(shì)能之差 e o v0 如圖所示 在場(chǎng)強(qiáng)e 104n c的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)中 有一根長(zhǎng)l 15cm的細(xì)線 一端固定在o點(diǎn) 另一端系一個(gè)m 3g 帶電荷量q 2x10 6c的小球 當(dāng)細(xì)線處于水平位置時(shí) 小球從靜止開(kāi)始釋放 則小球到達(dá)最低點(diǎn)b時(shí)的速度是 o a b e 若小球帶電荷量為q 3x10 6c 從a點(diǎn)靜止釋放 則到達(dá)b時(shí)的速度 在哪個(gè)位置時(shí)速度最大 阿爾法alpha 貝塔beta 伽瑪gamma 德?tīng)査elte 艾普西龍epsilon 捷塔zeta 依塔eta 西塔theta 艾歐塔iota 喀帕kappa 拉姆達(dá)lambda 繆mu 拗nu 克西xi 歐麥克輪omicron 派pi 柔rho 西格瑪sigma 套tau 宇普西龍upsilon faiphi 器chi 普賽psi 歐米伽omega 如圖所示 在等量正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中 它們連線的中垂面ab上 有一電子 從靜止開(kāi)始由a運(yùn)動(dòng)到b的過(guò)程中 a b相對(duì)o對(duì)稱(chēng) 下列說(shuō)法正確的是 a 電子的電勢(shì)能始終增多b 電子的電勢(shì)能始終減少c 電子的電勢(shì)能先減少后增加d 電子的電勢(shì)能先增加后減少 c 如圖所示 點(diǎn)電荷的靜電場(chǎng)中電場(chǎng)線用實(shí)線表示 但其方向未標(biāo)明 虛線是某一帶電粒子通過(guò)該電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡 a b是軌跡上的兩點(diǎn) 若帶電粒子在運(yùn)動(dòng)中只受到電場(chǎng)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(diǎn)的受力方向c 帶電粒子在a b兩點(diǎn)的速度何處較大d 帶電粒子在a b兩點(diǎn)的電勢(shì)能何處較大 e a b bcd 如圖所示 是負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線 一個(gè)帶正電的粒子 不計(jì)重力 從a到b穿越這條電場(chǎng)線的軌跡如圖中虛線所示 則該帶電粒子在a點(diǎn)的加速度一定在b點(diǎn)的加速度 帶電粒子在a點(diǎn)的電勢(shì)能一定在b點(diǎn)的電勢(shì)能 填 大于 小于 式 等于 e n b a 小于 大于 f 一帶電油滴在勻強(qiáng)電場(chǎng)e中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖虛線所示 電場(chǎng)方向豎直向下 若不計(jì)空氣阻力 則此帶電油滴從a運(yùn)動(dòng)到b的過(guò)程中 能量變化情況為 a 動(dòng)能減小b 電勢(shì)能增加c 動(dòng)能和電勢(shì)能之和減少d 重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和增