選修3-1第一章第4節(jié)、電勢能和電勢(用）.ppt

4 電勢能和電勢 2課時 選修3 1第一章第四節(jié) 復(fù)習(xí)回顧 1 功的計算 2 重力做功有什么特點 1 與路徑無關(guān) 由初末位置的高度差來決定 2 WG與重力勢能的關(guān)系 3 重力勢能是相對的 有零勢能面 人為選定 重力勢能具有系統(tǒng)性 功是能量轉(zhuǎn)化的量度 一 靜電力做功的特點 正電荷q在電場強度為E的勻強電場中由A運動到M電場力做功嗎 做了多少功 q A M W qE AM F 求試探電荷 q沿直線AB移動到B時電場力做的功 F M 求試探電荷 q沿曲線由A移動到B時電場力做的功 結(jié)論 在勻強電場中移動電荷時 靜電力做的功與電荷的起始位置和終止位置有關(guān) 但與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān) 對于非勻強電場也適用 如圖所示 在一個正電荷Q形成的電場中 將 q從A點由靜止釋放 只在電場力的作用下 該電荷怎么運動 電場力做正功還是負功 點電荷 q的動能怎么變 做功的過程是一個能量轉(zhuǎn)化的過程 那么電場力做功的過程是什么能轉(zhuǎn)化為什么能呢 二 電勢能 電場力做功與電勢能有什么關(guān)系 聯(lián)系重力做功與重力勢能的關(guān)系 電荷在電場中具有的與電荷位置有關(guān)的能 叫電勢能 物體被舉高具有重力勢能 1 電荷在電場中具有電勢能 重力對物體做正功 物體的重力勢能減小 2 電場力對電荷做正功 電荷的電勢能減小 重力對物體做負功 物體的重力勢能增大 3 電場力對電荷做負功 電荷的電勢能增大 重力做多少功 物體重力勢能就變化多少 4 電場力做多少功 電荷電勢能就變化多少 重力勢能是相對的 與零勢能面有關(guān) 5 電勢能是相對的 與零電勢能面有關(guān) 通常把電荷在離場源電荷無限遠處的電勢能規(guī)定為零 或把電荷在大地表面上電勢能規(guī)定為零 電荷在某點的電勢能 等于靜電力把它從該處移動到零勢能位置所做的功 重力勢能是物體和地球所共有的 具有系統(tǒng)性 6 電勢能是電荷和電場所共有的 具有系統(tǒng)性 7 電勢能是標量 負值說明該點的電勢能小于零 由此可見 電場力做功與重力做功 電勢能與重力勢能都很相似 所以大家在學(xué)習(xí)電勢能過程中應(yīng)該多聯(lián)系重力做功與重力勢能的關(guān)系幫助理解電勢能 8 在中 如果取B點為零電勢點 則A點的電勢能EPA WAB 即 電荷在電場中的電勢能等于將電荷由該點移到零電勢點電場力所做的功 盡管重力做功與電場力做功很相似 但還是存在很大差異 正電荷順電場線移動 電場力做正功 電勢能減少負電荷順電場線移動 電場力做負功 電勢能增加正電荷逆電場線移動 電場力做負功 電勢能增加負電荷逆電場線移動 電場力做正功 電勢能減少 存在兩種電荷 例1 右圖中MN為電場中某一條電場線方向向右 在線取兩點a b今將一電荷 q從a移到b則 A 電場力做正功 q的電勢能增加 B 電場力做負功 q的電勢能增加 C 電場力做正功 q的電勢能減少 D 電場力做負功 q的電勢能減少 C 例2 A和B為電場中某條電場線上的點 如圖 將q 4 10 9的正電荷從A點移到B點需克服電場力做功5 10 7J 則 電場方向由A B還是B A 電荷在哪點時電勢能大 大多少 3 如果取B點為零勢能點 A點的電勢能是多少 討論電勢能與電荷的比值 取O點的電勢能為零 則 EPA qELCOS 電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量的比值 2 公式 3 單位 伏特符號為V 1V 1J C 三 電勢 1 定義 對電勢的理解 1 電勢的相對性 某點電勢的大小是相對于零點電勢而言的 零電勢的選擇是任意的 一般選地面和無窮遠為零勢能面 2 電勢的固有性 電場中某點的電勢的大小是由電場本身的性質(zhì)決定的 與放不放電荷及放什么電荷無關(guān) 3 電勢是標量 在規(guī)定了零電勢后 電場中各點的電勢可以是正值 也可以是負值 正值表示該點電勢比零高 負值表示該點電勢比零低 4 用 計算時EP q 都帶正負號 例3 將一電量為的點電荷從電場中一點P移至電場中某點A 電場力做功 求A點的電勢 解 設(shè)場外一點P的電勢為 點評 電勢的確定首先要確定零電勢處 且電勢可以為負 1 沿著電場線方向 電勢將怎樣變化 沿著電場線的方向 電勢逐漸降低 2 如何確定電場中某點的電勢 提示 類比于電勢能的確定 3 電勢為負數(shù)時 負號表示方向嗎 與電勢能的情況相似 應(yīng)先確定電場中某點的電勢為零 通常取離場源電荷無限遠處或大地的電勢為零 電勢是標量 只有大小 沒有方向 負電勢表示該處的電勢比零電勢處電勢低 例4 如圖所示 在同一條電場線上有A B C三點 將q 6 10 6C的點電荷由A點移動到B點 電場力做什么功 做多少功 電勢能變化了多少 在將該電荷由B點移到C點 電場力做什么功 做多少功 電勢能變化了多少 2 幾種常見的等勢面 1 定義 電場中電勢相同的各點構(gòu)成的面 叫做等勢面 1 在同一等勢面上的任意兩點間移動電荷 電場力不做功 2 電場線 或E 等勢面 且由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面 4 等差等勢面密處場強大 電場線密 等勢面疏處場強小 電場線疏 3 不同等勢面在空間不相交 不相切 閉合 3 等勢面的特點 5 沿電場線方向電勢逐漸降低 且降低最快 6 勻強電場中電勢均勻變化 甲是等量異號電荷的電場線分布圖 乙是等量同號點電荷的電場線分布圖 AOB是兩點電荷的連線的垂直平分線 O是連線中點 1 在甲圖中 把單位正試探電荷從O點沿OA移動到無限遠處 靜電力是否做功 電勢能是否變化 怎樣變化 2 在乙圖中 把單位正試探電荷從O點沿OA移動到無限遠處 靜電力是否做功 電勢能是否變化 怎樣變化 例5 關(guān)于等勢面 正確的說法是 A 電荷在等勢面上移動時不受電場力作用 所以不做功B 等勢面上各點的場強大小相等C 等勢面一定跟電場線垂直D 兩等勢面不能相交 CD 例6 如圖所示 三個等差等勢面上有a b c d四點 若將一個正電荷由c經(jīng)a移動到d電場力做正功W1 若由c經(jīng)b移動到d電場力做正功W2 則 例7 孤立點電荷電場中的一簇等勢面如圖所示中虛線所示 其電勢分別為 1 2 3 A B C是某電場線與這簇等勢面的交點 且ab ac 現(xiàn)將一負電荷由a移到b 電場力做正功W1 再由b移至C 電場力做正功W2 則 A W1 W2 1 2 3B W1 W2 1 2 3C W1 W2 1 2 3D W1 W2 1 2 3 C 例8 在勻強電場中有a b c三點 位置關(guān)系如圖52 6所示 其中ab 3cm bc 1cm已知電場線與abc三點所在的平面平行 若將電量為 2 10 C的點電荷從a移到b 電場力不做功 而把該電荷從a移到c 電場力做功為1 8 10 J 1 畫出通過a b c三點的電場線 2 求該勻強電場的電場強度 答案 9 102N C 例9 如圖所示 點電荷的靜電場中電場線用實線表示 但其方向未標明 虛線是某一帶電粒子通過該電場區(qū)域時的運動軌跡 a b是軌跡上的兩點 若帶電粒子在運動中只受到電場力作用 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兩點的受力方向C 帶電粒子在a b兩點的速度何處較大D 帶電粒子在a b兩點的電勢能何處較大 BCD 方法一 根據(jù)電場力做功的正負判斷 一 如何比較電荷電勢能的大小呢 方法二 直接根據(jù)公式判斷 電場力做正功 電勢能減少