第4節(jié)電勢(shì)能和電勢(shì)

1、物理物理第第4 4節(jié)電勢(shì)能和電勢(shì)節(jié)電勢(shì)能和電勢(shì)物理物理 自主學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí) 課堂探究課堂探究 課堂達(dá)標(biāo)課堂達(dá)標(biāo)物理物理 自主學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)目標(biāo)導(dǎo)航目標(biāo)導(dǎo)航物理物理( (教師參考教師參考) )情境鏈接情境鏈接如圖如圖( (甲甲) )所示所示, ,我們知道物體的高度降低我們知道物體的高度降低, ,重力做正功重力做正功, ,其重力勢(shì)能減小其重力勢(shì)能減小; ;高度升高高度升高, ,重力做負(fù)功重力做負(fù)功, ,其重力勢(shì)能增大其重力勢(shì)能增大. .那么電場(chǎng)中那么電場(chǎng)中, ,當(dāng)帶正電的粒子當(dāng)帶正電的粒子的運(yùn)動(dòng)情景如圖的運(yùn)動(dòng)情景如圖( (乙乙) )所示時(shí)所示時(shí), ,帶正電的粒子沿電場(chǎng)線方向移動(dòng)帶正電的粒子沿電場(chǎng)線方向

2、移動(dòng), ,靜電力靜電力做功的正負(fù)性如何做功的正負(fù)性如何? ?帶正電的粒子逆著電場(chǎng)線方向移動(dòng)帶正電的粒子逆著電場(chǎng)線方向移動(dòng), ,靜電力做功的靜電力做功的正負(fù)性又如何正負(fù)性又如何? ?帶正電的粒子從帶正電的粒子從B B運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到A,A,類比重力做功與重力勢(shì)能的類比重力做功與重力勢(shì)能的變化關(guān)系變化關(guān)系, ,猜想其與靜電力做功對(duì)應(yīng)的勢(shì)能是怎樣變化的猜想其與靜電力做功對(duì)應(yīng)的勢(shì)能是怎樣變化的? ?信息信息1.1.帶正電的粒子沿電場(chǎng)線方向移動(dòng)帶正電的粒子沿電場(chǎng)線方向移動(dòng), ,靜電力做正功靜電力做正功; ;2.2.帶正電的粒子逆著電場(chǎng)線方向移動(dòng)帶正電的粒子逆著電場(chǎng)線方向移動(dòng), ,靜電力做負(fù)功靜電力做負(fù)功;

3、;3.3.帶正電的粒子從帶正電的粒子從B B運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到A,A,與靜電力做功所對(duì)應(yīng)的與靜電力做功所對(duì)應(yīng)的“勢(shì)能勢(shì)能”是增加的是增加的. .物理物理教材梳理教材梳理一、靜電力做功的特點(diǎn)一、靜電力做功的特點(diǎn)靜電力做的功只與電荷的靜電力做的功只與電荷的 位置和位置和 位置有關(guān)位置有關(guān), ,與電荷經(jīng)過的與電荷經(jīng)過的 無無關(guān)關(guān). .以上結(jié)論適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)和非勻強(qiáng)電場(chǎng)以上結(jié)論適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)和非勻強(qiáng)電場(chǎng). .二、電勢(shì)能二、電勢(shì)能1.1.概念概念: :電荷在電場(chǎng)中具有的勢(shì)能電荷在電場(chǎng)中具有的勢(shì)能. .2.2.靜電力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系靜電力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系: :靜電力做的功等于電勢(shì)能的靜電力做的功等于

4、電勢(shì)能的 , ,用用公式表示公式表示W(wǎng) WABAB= = . .3.3.電勢(shì)能的大小電勢(shì)能的大小: :電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能, ,等于把它從這點(diǎn)移動(dòng)到等于把它從這點(diǎn)移動(dòng)到 位置位置時(shí)靜電力做的功時(shí)靜電力做的功. .4.4.零勢(shì)能點(diǎn)零勢(shì)能點(diǎn): :通常把電荷在離場(chǎng)源電荷通常把電荷在離場(chǎng)源電荷 的電勢(shì)能規(guī)定為的電勢(shì)能規(guī)定為0,0,或把電或把電荷在荷在 上的電勢(shì)能規(guī)定為上的電勢(shì)能規(guī)定為0.0.起始起始終止終止路徑路徑E EpApA-E-EpBpB減少量減少量零勢(shì)能零勢(shì)能無限遠(yuǎn)處無限遠(yuǎn)處大地表面大地表面物理物理電勢(shì)能電勢(shì)能 2.2.單位單位: : , ,符號(hào)是符號(hào)是V.V.3.3.特點(diǎn)特點(diǎn)

5、: :(1)(1)相對(duì)性相對(duì)性: :電場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)的高低電場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)的高低, ,與所選取的電勢(shì)零點(diǎn)的位置有關(guān)與所選取的電勢(shì)零點(diǎn)的位置有關(guān). .(2)(2)標(biāo)量性標(biāo)量性: :電勢(shì)是標(biāo)量電勢(shì)是標(biāo)量, ,只有大小只有大小, ,沒有方向沒有方向, ,但有正、負(fù)但有正、負(fù). .4.4.與電場(chǎng)線的關(guān)系與電場(chǎng)線的關(guān)系: :沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸 . .四、等勢(shì)面四、等勢(shì)面1.1.定義定義: :電場(chǎng)中電場(chǎng)中 的各點(diǎn)構(gòu)成的面的各點(diǎn)構(gòu)成的面. .2.2.等勢(shì)面的特點(diǎn)等勢(shì)面的特點(diǎn): :(1)(1)在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)靜電力在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)靜電力 . .(2)(2)電場(chǎng)線跟等勢(shì)面電場(chǎng)線

6、跟等勢(shì)面 , ,并且由電勢(shì)并且由電勢(shì) 的等勢(shì)面指向電勢(shì)的等勢(shì)面指向電勢(shì) 的等勢(shì)面的等勢(shì)面. .伏特伏特降低降低電勢(shì)相同電勢(shì)相同不做功不做功垂直垂直高高低低物理物理自主檢測(cè)自主檢測(cè)1.1.思考判斷思考判斷(1)(1)靜電力做功雖然與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān)靜電力做功雖然與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān), ,但與電荷移動(dòng)的速度有關(guān)但與電荷移動(dòng)的速度有關(guān).(.() )(2)(2)無論正、負(fù)電荷無論正、負(fù)電荷, ,只要靜電力做正功只要靜電力做正功, ,電荷的電勢(shì)能一定減少電荷的電勢(shì)能一定減少.(.() )(3)(3)負(fù)電荷順著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)負(fù)電荷順著電場(chǎng)線的方向移動(dòng), ,電勢(shì)能減少電勢(shì)能減少.(.() )(4)(4)

7、因?yàn)檠仉妶?chǎng)線方向電勢(shì)降低因?yàn)檠仉妶?chǎng)線方向電勢(shì)降低, ,所以電勢(shì)降低的方向就是電場(chǎng)線的方所以電勢(shì)降低的方向就是電場(chǎng)線的方向向.(.() )(5)(5)等勢(shì)面上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度也是相同的等勢(shì)面上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度也是相同的.(.() )答案答案: : (1) (1)(2)(2)(3)(3)(4)(4)(5)(5)物理物理2.2.外力克服靜電力對(duì)電荷做功時(shí)外力克服靜電力對(duì)電荷做功時(shí)( () )A.A.電荷的動(dòng)能一定增大電荷的動(dòng)能一定增大B.B.電荷的動(dòng)能一定減小電荷的動(dòng)能一定減小C.C.電荷一定從電勢(shì)能大處移到電勢(shì)能小處電荷一定從電勢(shì)能大處移到電勢(shì)能小處D.D.電荷一定從電勢(shì)能小處移到電勢(shì)能大處電荷一定從

8、電勢(shì)能小處移到電勢(shì)能大處解析解析: :外力克服靜電力對(duì)電荷做功時(shí)外力克服靜電力對(duì)電荷做功時(shí), ,由于不知道合力做功的正、負(fù)由于不知道合力做功的正、負(fù), ,無法確定電荷動(dòng)能的增減無法確定電荷動(dòng)能的增減, ,故選項(xiàng)故選項(xiàng)A A、B B錯(cuò)誤錯(cuò)誤. .外力克服靜電力做功外力克服靜電力做功, ,即靜電力對(duì)電荷做負(fù)功即靜電力對(duì)電荷做負(fù)功, ,電荷的電勢(shì)能增大電荷的電勢(shì)能增大, ,故選項(xiàng)故選項(xiàng)C C錯(cuò)誤、錯(cuò)誤、D D正確正確. .答案答案: :D D物理物理解析解析: :由點(diǎn)電荷電場(chǎng)線分布以及電勢(shì)與電場(chǎng)線的關(guān)系可知選項(xiàng)由點(diǎn)電荷電場(chǎng)線分布以及電勢(shì)與電場(chǎng)線的關(guān)系可知選項(xiàng)A A正確正確. .答案答案: :A A物

9、理物理4.(4.(多選多選) )某靜電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線與某靜電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線與x x軸重合軸重合, ,其電勢(shì)的變化規(guī)律如圖所示其電勢(shì)的變化規(guī)律如圖所示. .在在O O點(diǎn)由靜止釋放一電子點(diǎn)由靜止釋放一電子, ,電子僅受靜電力的作用電子僅受靜電力的作用, ,則在則在-x-x0 0 x x0 0區(qū)間內(nèi)區(qū)間內(nèi)( () )A.A.該靜電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)該靜電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)B.B.該靜電場(chǎng)是非勻強(qiáng)電場(chǎng)該靜電場(chǎng)是非勻強(qiáng)電場(chǎng)C.C.電子運(yùn)動(dòng)的加速度逐漸減小電子運(yùn)動(dòng)的加速度逐漸減小D.D.電子運(yùn)動(dòng)的加速度逐漸增大電子運(yùn)動(dòng)的加速度逐漸增大答案答案: :BCBC物理物理5.5.一個(gè)電荷在某電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)了一段路程一個(gè)電荷在

10、某電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)了一段路程, ,靜電力對(duì)該電荷一定做功嗎靜電力對(duì)該電荷一定做功嗎? ?答案答案: :不一定不一定. .當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)了一段路程又回到出發(fā)點(diǎn)或者是運(yùn)當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)了一段路程又回到出發(fā)點(diǎn)或者是運(yùn)動(dòng)過程中電荷的速度方向始終與靜電力方向垂直時(shí)動(dòng)過程中電荷的速度方向始終與靜電力方向垂直時(shí), ,靜電力對(duì)靜電力對(duì)該電荷不做功該電荷不做功. .物理物理 課堂探究課堂探究電勢(shì)能的概念理解及大小確定電勢(shì)能的概念理解及大小確定要點(diǎn)一要點(diǎn)一要點(diǎn)突破要點(diǎn)突破( (教師備用教師備用) )【問題導(dǎo)引問題導(dǎo)引】在如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)中在如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)中, ,試探電荷試探電荷q q在從在從A A到到B B的過程中的過程中

11、, ,可能會(huì)沿多可能會(huì)沿多種路徑種路徑, ,各種可能的路徑中各種可能的路徑中, ,靜電力做功具有怎樣的特點(diǎn)靜電力做功具有怎樣的特點(diǎn)? ?物理物理答案答案: :沿直線從沿直線從A A移動(dòng)到移動(dòng)到B,B,靜電力靜電力F=qE,F=qE,靜電力與位移夾角為靜電力與位移夾角為,靜電靜電力對(duì)試探電荷力對(duì)試探電荷q q做的功做的功W=F|AB|cos =qE|AM|.W=F|AB|cos =qE|AM|.(2)(2)若若q q沿折線沿折線AMBAMB從從A A點(diǎn)移動(dòng)到點(diǎn)移動(dòng)到B B點(diǎn)點(diǎn), ,在線段在線段AMAM上靜電力做的功上靜電力做的功W W1 1=qE|AM|,=qE|AM|,在線段在線段MBMB上靜

12、電力做的功上靜電力做的功W W2 2=0,=0,總功總功W=WW=W1 1+W+W2 2=qE|AM|.=qE|AM|.(3)(3)若若q q沿任意曲線從沿任意曲線從A A點(diǎn)移動(dòng)到點(diǎn)移動(dòng)到B,B,把路徑分為很多小段把路徑分為很多小段, ,分別看作直分別看作直線運(yùn)動(dòng)線運(yùn)動(dòng), ,所做的總功仍然為所做的總功仍然為W=qE|AM|.W=qE|AM|.由以上的計(jì)算結(jié)果說明了靜由以上的計(jì)算結(jié)果說明了靜電力做功與路徑無關(guān)電力做功與路徑無關(guān), ,只與初、末位置有關(guān)只與初、末位置有關(guān). .物理物理思路探究思路探究 (1) (1)如何確定電荷的電勢(shì)能的變化量如何確定電荷的電勢(shì)能的變化量? ? 答案答案: :靜電力

13、對(duì)電荷做多少正功靜電力對(duì)電荷做多少正功, ,電荷的電勢(shì)能減小多少電荷的電勢(shì)能減小多少; ;靜電力對(duì)電荷靜電力對(duì)電荷做多少負(fù)功做多少負(fù)功, ,電荷的電勢(shì)能增大多少電荷的電勢(shì)能增大多少. .(2)(2)如何確定電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能的大小如何確定電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能的大小? ? 答案答案: :電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能等于把電荷從該點(diǎn)移到零電勢(shì)能處靜電力所電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能等于把電荷從該點(diǎn)移到零電勢(shì)能處靜電力所做功做功. .【例例1 1】 將帶電荷量為將帶電荷量為6 61010-6-6 C C的負(fù)電荷從靜電場(chǎng)中的的負(fù)電荷從靜電場(chǎng)中的A A點(diǎn)移到點(diǎn)移到B B點(diǎn)點(diǎn), ,克服靜克服靜電力做了電力做了3 3

14、1010-5-5 J J的功的功, ,再從再從B B點(diǎn)移到點(diǎn)移到C C點(diǎn)點(diǎn), ,靜電力做了靜電力做了1.21.21010-5-5 J J的功的功, ,則則(1)(1)電荷從電荷從A A點(diǎn)移到點(diǎn)移到B B點(diǎn)點(diǎn), ,再從再從B B點(diǎn)移到點(diǎn)移到C C點(diǎn)的過程中電勢(shì)能共改變了多少點(diǎn)的過程中電勢(shì)能共改變了多少? ?(2)(2)如果規(guī)定如果規(guī)定A A點(diǎn)的電勢(shì)能為零點(diǎn)的電勢(shì)能為零, ,則該電荷在則該電荷在B B點(diǎn)和點(diǎn)和C C點(diǎn)的電勢(shì)能分別為多少點(diǎn)的電勢(shì)能分別為多少? ?物理物理解析解析: : (1) (1)電荷從電荷從A A點(diǎn)移到點(diǎn)移到B B點(diǎn)克服靜電力做了點(diǎn)克服靜電力做了3 31010-5-5 J J的功

15、的功, ,電電勢(shì)能增加了勢(shì)能增加了3 31010-5-5 J; J;從從B B點(diǎn)移到點(diǎn)移到C C點(diǎn)的過程中靜電力做了點(diǎn)的過程中靜電力做了1.21.21010-5-5J J的功的功, ,電勢(shì)能減少電勢(shì)能減少了了1.21.21010-5-5 J, J,由由A A點(diǎn)到點(diǎn)到C C點(diǎn)的整個(gè)過程電勢(shì)能增加了點(diǎn)的整個(gè)過程電勢(shì)能增加了3 31010-5-5 J- J-1.21.21010-5-5 J=1.8 J=1.81010-5-5 J. J.(2)(2)如果規(guī)定如果規(guī)定A A點(diǎn)的電勢(shì)能為零點(diǎn)的電勢(shì)能為零, ,電荷從電場(chǎng)中的電荷從電場(chǎng)中的A A點(diǎn)移到點(diǎn)移到B B點(diǎn)點(diǎn), ,克服克服靜電力做了靜電力做了3 31

16、010-5-5 J J的功的功, ,電勢(shì)能增加了電勢(shì)能增加了3 31010-5-5 J, J,所以電荷在所以電荷在B B點(diǎn)的電勢(shì)能為點(diǎn)的電勢(shì)能為E EpBpB=3=31010-5-5 J; J;由由A A點(diǎn)到點(diǎn)到C C點(diǎn)的整個(gè)過程電勢(shì)能增加點(diǎn)的整個(gè)過程電勢(shì)能增加了了1.81.81010-5-5 J, J,所以電荷在所以電荷在C C點(diǎn)的電勢(shì)能為點(diǎn)的電勢(shì)能為E EpCpC=1.8=1.81010-5-5 J. J.答案答案: : (1) (1)增加了增加了1.81.81010-5-5 J J(2)3(2)31010-5-5 J J1.81.81010-5-5 J J物理物理規(guī)律方法規(guī)律方法 電勢(shì)能

17、增減的判斷方法電勢(shì)能增減的判斷方法(1)(1)做功判斷法做功判斷法: :無論正、負(fù)電荷無論正、負(fù)電荷, ,只要靜電力做正功只要靜電力做正功, ,電荷的電勢(shì)能一定減電荷的電勢(shì)能一定減小小; ;反之亦然反之亦然. .(2)(2)電場(chǎng)線判斷法電場(chǎng)線判斷法: :正電荷順著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí)正電荷順著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí), ,電勢(shì)能逐漸減小電勢(shì)能逐漸減小; ;逆著逆著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí)電場(chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí), ,電勢(shì)能逐漸增大電勢(shì)能逐漸增大. .負(fù)電荷與之相反負(fù)電荷與之相反. .物理物理( (教師備用教師備用) )變式變式: :例例1 1中中, ,若規(guī)定若規(guī)定B B點(diǎn)的電勢(shì)能為零點(diǎn)的電勢(shì)能為零, ,則電荷在則

18、電荷在A A、C C的電勢(shì)能分別為多少的電勢(shì)能分別為多少? ?答案答案: : -3 -31010-5-5 J J-1.2-1.21010-5-5 J J物理物理解析解析: :假設(shè)負(fù)電荷假設(shè)負(fù)電荷q q由由A A點(diǎn)移到點(diǎn)移到B B點(diǎn)點(diǎn), ,因靜電力吸引因靜電力吸引, ,所以靜電力對(duì)負(fù)所以靜電力對(duì)負(fù)電荷做負(fù)功電荷做負(fù)功, ,因?yàn)殪o電力做負(fù)功因?yàn)殪o電力做負(fù)功, ,電勢(shì)能增大電勢(shì)能增大, ,所以該負(fù)電荷在所以該負(fù)電荷在B B點(diǎn)點(diǎn)電勢(shì)能較大電勢(shì)能較大. .由于把該負(fù)電荷由由于把該負(fù)電荷由A A點(diǎn)點(diǎn)( (或或B B點(diǎn)點(diǎn)) )移到無窮遠(yuǎn)過程中移到無窮遠(yuǎn)過程中, ,靜靜電力做負(fù)功電力做負(fù)功, ,電勢(shì)能增大電勢(shì)

19、能增大, ,到達(dá)無窮遠(yuǎn)時(shí)到達(dá)無窮遠(yuǎn)時(shí), ,電勢(shì)能為零電勢(shì)能為零, ,因此負(fù)電荷因此負(fù)電荷在這個(gè)正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中的電勢(shì)能為負(fù)值在這個(gè)正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中的電勢(shì)能為負(fù)值. .例例1-1:1-1:如圖所示如圖所示, ,把負(fù)電荷把負(fù)電荷q q放在放在A A、B B點(diǎn)點(diǎn), ,它在哪一點(diǎn)的電勢(shì)能較大它在哪一點(diǎn)的電勢(shì)能較大? ?取無窮取無窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)能為零遠(yuǎn)處的電勢(shì)能為零, ,負(fù)電荷負(fù)電荷q q在這個(gè)電場(chǎng)中的電勢(shì)是正值還是負(fù)值在這個(gè)電場(chǎng)中的電勢(shì)是正值還是負(fù)值? ?答案答案: :B B點(diǎn)負(fù)值點(diǎn)負(fù)值物理物理針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練1:1:如圖所示如圖所示, ,帶箭頭的線表示某一電場(chǎng)的電場(chǎng)線帶箭頭的線表示某一電場(chǎng)的電場(chǎng)線.

20、.在靜電力作在靜電力作用下用下, ,一帶電粒子一帶電粒子( (不計(jì)重力不計(jì)重力) )經(jīng)經(jīng)A A點(diǎn)飛向點(diǎn)飛向B B點(diǎn)點(diǎn), ,徑跡如圖中虛線所示徑跡如圖中虛線所示, ,下列下列說法正確的是說法正確的是( () ) A.A.粒子帶正電粒子帶正電B.B.粒子在粒子在A A點(diǎn)加速度大點(diǎn)加速度大 C.C.粒子在粒子在B B點(diǎn)動(dòng)能大點(diǎn)動(dòng)能大D.AD.A、B B兩點(diǎn)相比兩點(diǎn)相比, ,帶電粒子在帶電粒子在B B點(diǎn)電勢(shì)能較高點(diǎn)電勢(shì)能較高 解析解析: :電場(chǎng)線的方向向上電場(chǎng)線的方向向上, ,根據(jù)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡可以判斷得出粒子受到根據(jù)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡可以判斷得出粒子受到的靜電力的方向的靜電力的方向, ,與電場(chǎng)線的方向相

21、反與電場(chǎng)線的方向相反, ,所以該粒子帶負(fù)電所以該粒子帶負(fù)電, ,選項(xiàng)選項(xiàng)A A錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;電場(chǎng)線密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度大電場(chǎng)線密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度大, ,所以粒子在所以粒子在B B點(diǎn)受到的靜電力大點(diǎn)受到的靜電力大, ,在在B B點(diǎn)時(shí)點(diǎn)時(shí)的加速度較大的加速度較大, ,所以選項(xiàng)所以選項(xiàng)B B錯(cuò)誤錯(cuò)誤. .從從A A到到B B的過程中的過程中, ,靜電力對(duì)粒子做負(fù)功靜電力對(duì)粒子做負(fù)功, ,所以粒子的動(dòng)能減小所以粒子的動(dòng)能減小, ,電勢(shì)能增加電勢(shì)能增加, ,所以選項(xiàng)所以選項(xiàng)C C錯(cuò)誤、錯(cuò)誤、D D正確正確. .答案答案: :D D物理物理電勢(shì)的理解及高低判斷電勢(shì)的理解及高低判斷 要點(diǎn)二要點(diǎn)二( (教師備用教師

22、備用) )【問題導(dǎo)引問題導(dǎo)引】如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng), ,場(chǎng)強(qiáng)為場(chǎng)強(qiáng)為E,E,取取O O點(diǎn)為零勢(shì)能點(diǎn)點(diǎn)為零勢(shì)能點(diǎn),A,A點(diǎn)距點(diǎn)距O O點(diǎn)為點(diǎn)為l,AOl,AO連線連線與電場(chǎng)線的夾角為與電場(chǎng)線的夾角為.電荷量分別為電荷量分別為q q、2q2q、3q3q的正的試探電荷在的正的試探電荷在A A點(diǎn)的點(diǎn)的電勢(shì)能分別為多少電勢(shì)能分別為多少? ?它們的電勢(shì)能與其電荷量的比值有何關(guān)系它們的電勢(shì)能與其電荷量的比值有何關(guān)系? ?答案答案: :由由W WAOAO=Eqlcos ,=Eqlcos ,知電荷量為知電荷量為q q、2q2q、3q3q的正的試探電荷在的正的試探電荷在A A點(diǎn)的電勢(shì)能分別為點(diǎn)的電

23、勢(shì)能分別為Eqlcos Eqlcos 、2Eqlcos 2Eqlcos 、3Eqlcos ;3Eqlcos ;電勢(shì)電勢(shì)能與電荷量的比值均為能與電荷量的比值均為Elcos ,Elcos ,說明該比值與試探電荷的電荷說明該比值與試探電荷的電荷量無關(guān)量無關(guān). .物理物理物理物理答案答案: :A A物理物理規(guī)律方法規(guī)律方法 對(duì)電勢(shì)的理解對(duì)電勢(shì)的理解(1)(1)相對(duì)性相對(duì)性: :電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)具有相對(duì)性電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)具有相對(duì)性, ,也就是說電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)也就是說電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)跟電勢(shì)跟電勢(shì)( (能能) )零點(diǎn)位置的選取有關(guān)零點(diǎn)位置的選取有關(guān). .常取離場(chǎng)源電荷無限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零常取離場(chǎng)源電荷無限遠(yuǎn)

24、處的電勢(shì)為零, ,在實(shí)際應(yīng)用中常取大地的電勢(shì)為零在實(shí)際應(yīng)用中常取大地的電勢(shì)為零. .(2)(2)固有性固有性: :電勢(shì)僅與電場(chǎng)中某點(diǎn)有關(guān)電勢(shì)僅與電場(chǎng)中某點(diǎn)有關(guān), ,與靜電力做功的值及試探電荷的與靜電力做功的值及試探電荷的電荷量、電性無關(guān)電荷量、電性無關(guān). .(3)(3)標(biāo)矢性標(biāo)矢性: :電勢(shì)是標(biāo)量電勢(shì)是標(biāo)量, ,但具有正負(fù)但具有正負(fù), ,電勢(shì)的正值表示該點(diǎn)的電勢(shì)高于電電勢(shì)的正值表示該點(diǎn)的電勢(shì)高于電勢(shì)零點(diǎn)勢(shì)零點(diǎn); ;負(fù)值表示該點(diǎn)的電勢(shì)低于電勢(shì)零點(diǎn)負(fù)值表示該點(diǎn)的電勢(shì)低于電勢(shì)零點(diǎn). .(4)(4)電勢(shì)高低的判斷方法電勢(shì)高低的判斷方法電場(chǎng)線法電場(chǎng)線法: :沿電場(chǎng)線方向沿電場(chǎng)線方向, ,電勢(shì)越來越低電勢(shì)

25、越來越低; ;電勢(shì)能判斷法電勢(shì)能判斷法: :對(duì)于正電荷對(duì)于正電荷, ,電勢(shì)能越大電勢(shì)能越大, ,所在位置的電勢(shì)越高所在位置的電勢(shì)越高; ;對(duì)于負(fù)對(duì)于負(fù)電荷電荷, ,電勢(shì)能越小電勢(shì)能越小, ,所在位置的電勢(shì)越高所在位置的電勢(shì)越高. .物理物理(2)A(2)A點(diǎn)的電勢(shì)是由電場(chǎng)本身決定的點(diǎn)的電勢(shì)是由電場(chǎng)本身決定的, ,跟跟A A點(diǎn)是否有電荷存在無關(guān)點(diǎn)是否有電荷存在無關(guān), ,所所以以q q未移入電場(chǎng)前未移入電場(chǎng)前,A,A點(diǎn)的電勢(shì)仍為點(diǎn)的電勢(shì)仍為1.21.210104 4 V. V.答案答案: : (1)1.2 (1)1.21010-4-4 J J1.21.210104 4 V V(2)1.2(2)1.

26、210104 4 V V物理物理物理物理答案答案: : (1)30 J (1)30 J(2)-7 J(2)-7 J(3)-3 700 V(3)-3 700 V物理物理物理物理答案答案: :B B物理物理等勢(shì)面與電場(chǎng)線等勢(shì)面與電場(chǎng)線 要點(diǎn)三要點(diǎn)三( (教師備用教師備用) )【問題導(dǎo)引問題導(dǎo)引】在電場(chǎng)中在電場(chǎng)中, ,電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢(shì)面電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢(shì)面, ,等勢(shì)面與電場(chǎng)線類似等勢(shì)面與電場(chǎng)線類似, ,也也可以反映電場(chǎng)的情況可以反映電場(chǎng)的情況, ,那么電場(chǎng)線與等勢(shì)面必然有一定的關(guān)系那么電場(chǎng)線與等勢(shì)面必然有一定的關(guān)系, ,即等勢(shì)面即等勢(shì)面一定跟電場(chǎng)線垂直一定跟電場(chǎng)線垂直, ,如何

27、解釋該結(jié)論如何解釋該結(jié)論? ?答案答案: :在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí), ,電勢(shì)能不變電勢(shì)能不變, ,所以靜電力不做功所以靜電力不做功, ,即靜電力方向與等勢(shì)面垂直即靜電力方向與等勢(shì)面垂直, ,如果不垂直如果不垂直, ,電場(chǎng)強(qiáng)度就有一個(gè)沿著電場(chǎng)強(qiáng)度就有一個(gè)沿著等勢(shì)面的分量等勢(shì)面的分量, ,在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)靜電力就要做功在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)靜電力就要做功, ,所以等勢(shì)所以等勢(shì)面一定跟電場(chǎng)線垂直面一定跟電場(chǎng)線垂直. .物理物理【思維導(dǎo)圖思維導(dǎo)圖】【例例3 3】 如圖所示如圖所示, ,虛線表示某電場(chǎng)的等勢(shì)面虛線表示某電場(chǎng)的等勢(shì)面. .一帶電粒子僅在靜電力作用下一帶電粒子僅在

28、靜電力作用下由由A A運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到B B的徑跡如圖中實(shí)線所示的徑跡如圖中實(shí)線所示. .粒子在粒子在A A點(diǎn)的加速度為點(diǎn)的加速度為a aA A、電勢(shì)能為、電勢(shì)能為E EpApA; ;在在B B點(diǎn)的加速度為點(diǎn)的加速度為a aB B、電勢(shì)能為、電勢(shì)能為E EpBpB. .則下列結(jié)論正確的是則下列結(jié)論正確的是( () )A.A.粒子帶正電粒子帶正電,a,aA AaaB B,E,EpApAEEpBpBB.B.粒子帶負(fù)電粒子帶負(fù)電,a,aA AaaB B,E,EpApAEEpBpBC.C.粒子帶正電粒子帶正電,a,aA AaaB B,E,EpApAEEpBpBD.D.粒子帶負(fù)電粒子帶負(fù)電,a,aA Aaa

29、B B,E,EpApAEEpBpB物理物理解析解析: :根據(jù)粒子軌跡的彎曲方向可知帶電粒子受到的靜電力是根據(jù)粒子軌跡的彎曲方向可知帶電粒子受到的靜電力是斥力斥力, ,方向背離等勢(shì)面的中心方向背離等勢(shì)面的中心. .從從A A到到B,B,靜電力對(duì)帶電粒子做負(fù)靜電力對(duì)帶電粒子做負(fù)功功, ,電勢(shì)能增加電勢(shì)能增加, ,則知?jiǎng)t知B B點(diǎn)電勢(shì)能大點(diǎn)電勢(shì)能大, ,即即E EpApAEEpBpB. .電場(chǎng)線與等勢(shì)面電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直垂直, ,沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低, ,所以電場(chǎng)線指向等勢(shì)面的中心所以電場(chǎng)線指向等勢(shì)面的中心,B,B點(diǎn)電場(chǎng)線比點(diǎn)電場(chǎng)線比A A點(diǎn)的密集點(diǎn)的密集, ,帶電粒子在帶電粒子

30、在B B點(diǎn)受到靜電力較大點(diǎn)受到靜電力較大, ,加速度加速度也大也大, ,即即a aA AaaB B. .而靜電力方向背離等勢(shì)面的中心而靜電力方向背離等勢(shì)面的中心, ,所以粒子帶負(fù)所以粒子帶負(fù)電電. .故選項(xiàng)故選項(xiàng)D D正確正確. .答案答案: :D D物理物理規(guī)律方法規(guī)律方法 等勢(shì)面和電場(chǎng)線的應(yīng)用等勢(shì)面和電場(chǎng)線的應(yīng)用(1)(1)已知等勢(shì)面的情況時(shí)已知等勢(shì)面的情況時(shí), ,可作等勢(shì)面的垂線來確定電場(chǎng)線可作等勢(shì)面的垂線來確定電場(chǎng)線, ,并由并由“電勢(shì)電勢(shì)降低降低”的方向確定電場(chǎng)線方向的方向確定電場(chǎng)線方向. .(2)(2)已知電場(chǎng)線時(shí)已知電場(chǎng)線時(shí), ,可作電場(chǎng)線的垂線來確定等勢(shì)面可作電場(chǎng)線的垂線來確定

31、等勢(shì)面, ,并由并由“沿電場(chǎng)線方沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低向電勢(shì)降低”確定等勢(shì)面的電勢(shì)高低確定等勢(shì)面的電勢(shì)高低. .物理物理物理物理答案答案: :ACAC物理物理例例3-2:3-2:如圖為一頭大一頭小的導(dǎo)體周圍等勢(shì)面和電場(chǎng)線如圖為一頭大一頭小的導(dǎo)體周圍等勢(shì)面和電場(chǎng)線( (帶有箭頭的線為帶有箭頭的線為電場(chǎng)線電場(chǎng)線) )示意圖示意圖, ,已知兩個(gè)相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等已知兩個(gè)相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等, ,則則( () )A.aA.a點(diǎn)和點(diǎn)和d d點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度一定相同點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度一定相同B.aB.a點(diǎn)的電勢(shì)一定低于點(diǎn)的電勢(shì)一定低于b b點(diǎn)的電勢(shì)點(diǎn)的電勢(shì)C.C.將負(fù)電荷從將負(fù)電荷從c c點(diǎn)移到點(diǎn)移到d d

32、點(diǎn)點(diǎn), ,靜電力做正功靜電力做正功D.D.將正電荷從將正電荷從c c點(diǎn)沿虛線移到點(diǎn)沿虛線移到e e點(diǎn)點(diǎn), ,電勢(shì)能先減小后增大電勢(shì)能先減小后增大解析解析: :a a點(diǎn)和點(diǎn)和d d點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等, ,方向不同方向不同, ,故選項(xiàng)故選項(xiàng)A A錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;根據(jù)沿根據(jù)沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)逐漸降低和同一等勢(shì)面上的各點(diǎn)電勢(shì)相等著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)逐漸降低和同一等勢(shì)面上的各點(diǎn)電勢(shì)相等, ,可判可判斷選項(xiàng)斷選項(xiàng)B B正確正確;c;c點(diǎn)、點(diǎn)、d d點(diǎn)在同一等勢(shì)面上點(diǎn)在同一等勢(shì)面上, ,將負(fù)電荷從將負(fù)電荷從c c點(diǎn)移到點(diǎn)移到d d點(diǎn)點(diǎn), ,靜電靜電力不做功力不做功, ,故選項(xiàng)故選項(xiàng)C C

33、錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;將正電荷從將正電荷從c c點(diǎn)沿虛線移到點(diǎn)沿虛線移到e e點(diǎn)點(diǎn), ,靜電力先做負(fù)靜電力先做負(fù)功再做正功功再做正功, ,電勢(shì)能先增大后減小電勢(shì)能先增大后減小, ,故選項(xiàng)故選項(xiàng)D D錯(cuò)誤錯(cuò)誤. .答案答案: :B B物理物理答案答案: :A A物理物理教材探究教材探究1.1.教材教材P P1616“思考與討論思考與討論”, ,如果電荷沿不同路徑移動(dòng)時(shí)靜電力做的功不如果電荷沿不同路徑移動(dòng)時(shí)靜電力做的功不一樣一樣, ,還能建立電勢(shì)能的概念嗎還能建立電勢(shì)能的概念嗎? ?為什么為什么? ?答案答案: :由于移動(dòng)電荷時(shí)靜電力做的功與移動(dòng)的路徑無關(guān)由于移動(dòng)電荷時(shí)靜電力做的功與移動(dòng)的路徑無關(guān), ,所

34、以電荷在某點(diǎn)所以電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能才是確定的的電勢(shì)能才是確定的; ;如果電荷沿不同的路徑移動(dòng)時(shí)靜電力做功不一樣如果電荷沿不同的路徑移動(dòng)時(shí)靜電力做功不一樣, ,則電荷從電場(chǎng)中某點(diǎn)移到電勢(shì)能的零點(diǎn)時(shí)則電荷從電場(chǎng)中某點(diǎn)移到電勢(shì)能的零點(diǎn)時(shí), ,靜電力做功也就不同靜電力做功也就不同, ,電荷在電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能也不是唯一確定的該點(diǎn)的電勢(shì)能也不是唯一確定的, ,電勢(shì)能的概念也就無法建立了電勢(shì)能的概念也就無法建立了. .物理物理2.2.教材教材P P1818“思考與討論思考與討論”中關(guān)于電勢(shì)能和電勢(shì)的討論及插圖中中關(guān)于電勢(shì)能和電勢(shì)的討論及插圖中, ,我們一我們一直把試探電荷直把試探電荷q q當(dāng)做正電荷處理當(dāng)

35、做正電荷處理, ,請(qǐng)把請(qǐng)把q q當(dāng)做負(fù)電荷當(dāng)做負(fù)電荷, ,重復(fù)以上討論重復(fù)以上討論, ,其結(jié)其結(jié)果與教材果與教材P P1818中的結(jié)果是否一致中的結(jié)果是否一致? ?答案答案: :結(jié)果一致結(jié)果一致. .在教材在教材P P1717圖圖1.4-41.4-4所示中所示中,q,q為正電荷時(shí)為正電荷時(shí), ,正電荷在正電荷在A A點(diǎn)的電點(diǎn)的電勢(shì)能為正值勢(shì)能為正值, ,正電荷的電勢(shì)能正電荷的電勢(shì)能E Ep p與它的電荷量與它的電荷量q q的比值為正的比值為正;q;q為負(fù)電荷時(shí)為負(fù)電荷時(shí), ,負(fù)電荷在負(fù)電荷在A A點(diǎn)的電勢(shì)能為負(fù)值點(diǎn)的電勢(shì)能為負(fù)值, ,負(fù)電荷的電勢(shì)能負(fù)電荷的電勢(shì)能E Ep p與它的電荷量與它的電

36、荷量q q的比值仍的比值仍為正為正, ,并且比值都是相同的常量并且比值都是相同的常量, ,所以不管正電荷還是負(fù)電荷所以不管正電荷還是負(fù)電荷, ,電荷在電荷在A A點(diǎn)點(diǎn)的電勢(shì)能的電勢(shì)能E Ep p與它的電荷量與它的電荷量q q的比值都是不變的的比值都是不變的, ,即即A A點(diǎn)的電勢(shì)與所移動(dòng)電荷點(diǎn)的電勢(shì)與所移動(dòng)電荷的正負(fù)無關(guān)的正負(fù)無關(guān). .物理物理 課堂達(dá)標(biāo)課堂達(dá)標(biāo)1.(1.(多選多選) )如圖所示如圖所示,A,A、B B為真空中的兩個(gè)點(diǎn)電荷為真空中的兩個(gè)點(diǎn)電荷,O,O為為A A、B B連線的中點(diǎn)連線的中點(diǎn),MN,MN為為A A、B B連線的中垂線連線的中垂線, ,電場(chǎng)線的分布關(guān)于電場(chǎng)線的分布關(guān)于

37、MNMN對(duì)稱對(duì)稱. .以下判斷正確的是以下判斷正確的是( () )A.AA.A、B B為等量異種電荷為等量異種電荷B.MB.M點(diǎn)電勢(shì)高于點(diǎn)電勢(shì)高于O O點(diǎn)電勢(shì)點(diǎn)電勢(shì)C.MC.M點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)小于點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)小于O O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)D.D.正檢驗(yàn)電荷在正檢驗(yàn)電荷在M M點(diǎn)的電勢(shì)能大于在點(diǎn)的電勢(shì)能大于在O O點(diǎn)的電勢(shì)能點(diǎn)的電勢(shì)能1.AC1.AC解析解析: :由電場(chǎng)線的分布可知由電場(chǎng)線的分布可知A A、B B為等量異種電荷為等量異種電荷, ,選項(xiàng)選項(xiàng)A A正確正確;M;M、N N為等勢(shì)線為等勢(shì)線,M,M點(diǎn)電勢(shì)等于點(diǎn)電勢(shì)等于O O點(diǎn)電勢(shì)點(diǎn)電勢(shì), ,正檢驗(yàn)電荷在正檢驗(yàn)電荷在M M點(diǎn)的電勢(shì)能等于在點(diǎn)的電勢(shì)能等于在O O點(diǎn)的電勢(shì)能點(diǎn)的電勢(shì)能, ,選項(xiàng)選項(xiàng)B B、D D錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;由場(chǎng)強(qiáng)疊加可知由場(chǎng)強(qiáng)疊加可知,M,M點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)小于點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)小于O O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng), ,選項(xiàng)選項(xiàng)C C正確正確. .物理物理2.2.關(guān)于電勢(shì)和電勢(shì)能的說法正確的是關(guān)于電勢(shì)和電勢(shì)能的說法正確的是(