【優(yōu)化方案】高二物理 第1章第四節(jié)電勢能 電勢與電勢差課件 教科

第四節(jié)電勢能電勢與電勢差課標(biāo)定位

核心要點突破課堂互動講練知能優(yōu)化訓(xùn)練第四節(jié)電勢能電勢與電勢差課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案一、電場力做功的特點在勻強(qiáng)電場中,電場力做功只與移動電荷的________以及____________的位置有關(guān)，而與_____無關(guān)，該結(jié)論也適用于任意靜電場．二、電勢能1．電勢能：電荷在______中具有的勢能叫做電勢能．電荷量起點和終點路徑電場2．靜電力做的功與電勢能變化的關(guān)系：靜電力做的功等于電勢能的_____量．若用WAB表示電荷從A點移動到B點的過程中靜電力做的功，EpA和EpB分別表示電荷在A點和B點的電勢能，公式表達(dá)為：________________.減少WAB＝EpA－EpB3．電勢能等于什么：電荷在某點的電勢能，等于靜電力把它從該點移動到________位置時所做的功．4．電勢能零點的規(guī)定：通常把電荷在離場源電荷________處的電勢能規(guī)定為零，或把電荷在___________上的電勢能規(guī)定為零．零勢能無限遠(yuǎn)大地表面能單位正電荷該點參考點(零電勢點)伏特(4)相對性：與電勢能一樣具有相對性，規(guī)定了零勢點之后，才能確定電場中各點的電勢．在物理學(xué)的理論研究中常取離場源__________或________的電勢為零．(5)標(biāo)量：只有大小沒有方向，但有正負(fù)值，比零點高為____值，比零點低為____值．(6)判斷電勢高低的方法：________指向電勢降低的方向．無限遠(yuǎn)處大地上正負(fù)電場線2．電勢差(1)定義：電場中兩點間______的差值.(2)電場中兩點間的電勢差與零電勢點的選擇______．(3)公式UAB＝φA－φB，UBA＝φB－φA，可見UAB＝－UBA(4)電勢差是______，可以是正值，也可以是負(fù)值，也叫______.(5)電勢差的單位是______，符號是____.電勢無關(guān)標(biāo)量電壓伏特V電勢差路徑核心要點突破一、電電勢能能和重重力勢勢能的的對比比理解解兩種勢能比較內(nèi)容電勢能重力勢能系統(tǒng)電荷和電場物體和地球大小的相對性電荷在某點的電勢能等于把電荷從該點移到零勢能位置時靜電力做的功物體在某點的重力勢能等于把物體從該點移到零勢能位置時重力做的功兩種勢能比較內(nèi)容電勢能重力勢能變化大小的量度靜電力的功是電勢能變化大小的量度，靜電力做的功等于電勢能的減少量重力的功是重力勢能變化大小的量度，重力做的功等于重力勢能的減少量對應(yīng)力做功特點做功多少只與始末位置有關(guān)，與經(jīng)過的路徑無關(guān)，且功等于勢能的減少量特別提提醒：：靜電電力做做功和和重力力做功功盡管管有很很多相相似特特點，，但因因地球球產(chǎn)生生的重重力場場只會會對物物體產(chǎn)產(chǎn)生引引力，，但電電場對對電場場中的的電荷荷既可可產(chǎn)生生引力力，也也可產(chǎn)產(chǎn)生斥斥力，，所以以計算算電場場力的的功時時要注注意電電荷的的電性性、移移動的的方向向、場場強(qiáng)的的方向向等，，以便便確定定功的的正負(fù)負(fù)和電電勢能能的變變化情情況．．即時應(yīng)應(yīng)用(即時突突破，，小試試牛刀刀)1.帶電粒粒子以以速度度v0沿豎直直方向向垂直直進(jìn)入入勻強(qiáng)強(qiáng)電場場E中，如圖圖1－4－1所示，經(jīng)經(jīng)過一段段時間后后，其速速度變?yōu)闉樗椒椒较?，大大小仍為為v0，則一定定有()圖1－4－1A．電場力力與重力力大小相相等B．粒子運運動的水水平位移移大小等等于豎直直位移大大小C．電場力力所做的的功一定定等于重重力所做做的功D．電勢能能的減少少量一定定等于重重力勢能能的增加加量解析：選選ABD.帶電粒子子在豎直直方向只只受重力力作用，，向上做做勻減速速直線運運動，水水平方向向上受電電場力作作用，向向右做勻勻加速直直線運動動，由于于速度變變化量和和時間相相等，故故位移和和力的大大小相等等，A、B正確．電電場力做做正功，，重力做做負(fù)功，，大小相相等，所所以C錯．電場場力做正正功時，，電勢能能減少；；重力做做負(fù)功時時，重力力勢能增增加，且且變化量量大小相相等，D正確．可可知應(yīng)選選A、B、D.二、對電電勢的理理解1．電勢的的相對性性(1)電勢是相相對的，，只有先先確定了了零電勢勢的位置置，才能能確定其其他點的的電勢．．(2)電場中某某點的電電勢跟零零電勢位位置的選選擇有關(guān)關(guān)．(3)實際問題題中，常常選取無無限遠(yuǎn)處處電勢為為零，還還常取大大地電勢勢為零．．2．電勢是是標(biāo)量(1)電勢是標(biāo)標(biāo)量，只只有大小小，沒有有方向．．(2)電勢有正正、負(fù)，，正值表表示該點點電勢比比零電勢勢高，負(fù)負(fù)值表示示該點電電勢比零零電勢低低．(3)當(dāng)規(guī)定了了無限遠(yuǎn)遠(yuǎn)處為零零電勢時時，正電電荷產(chǎn)生生的電場場中各點點的電勢勢均為正正值，且且越靠近近正電荷荷的地方方電勢越越高．負(fù)負(fù)電荷形形成的電電場則相相反．3．電勢和和電場強(qiáng)強(qiáng)度的關(guān)關(guān)系電勢φ電場強(qiáng)度E物理意義描述電場的能的性質(zhì)描述電場的力的性質(zhì)大小(1)電場中某點的電勢等于該點跟選定的標(biāo)準(zhǔn)位置(零電勢點)間的電勢差(2)φ＝Ep/q，φ在數(shù)值上等于單位正電荷在電場中該點具有的電勢能(1)電場中某點的場強(qiáng)等于放在該點的點電荷所受到的電場力F跟點電荷電荷量q的比值(2)E＝F/q，E在數(shù)值上等于單位正電荷在該點所受到的靜電力電勢φ電場強(qiáng)度E矢標(biāo)性標(biāo)量矢量單位V/mN/C聯(lián)系(1)電勢沿著電場強(qiáng)度的方向降低(2)大小之間不存在任何關(guān)系，電勢為零的點，場強(qiáng)不一定為零；電勢高的地方，場強(qiáng)不一定大；場強(qiáng)為零的地方，電勢不一定為零；場強(qiáng)大的地方，電勢不一定高特別提醒醒：當(dāng)涉涉及φ、Ep、q三者關(guān)系系的問題題時，一一定要考考慮三者者的正負(fù)負(fù)號問題題．4．電勢和和電勢能能的區(qū)別別和聯(lián)系系電勢φ電勢能Ep物理意義反映電場的能的性質(zhì)的物理量電荷在電場中某點所具有的電勢能相關(guān)因素電場中某一點的電勢φ的大小，只跟電場本身有關(guān)，跟點電荷q無關(guān)電勢能大小是由點電荷q和該點電勢φ共同決定的大小電勢沿電場線逐漸下降，取定零電勢點后，某點的電勢高于零者，為正值；某點的電勢低于零者，為負(fù)值正點電荷(＋q)電勢能的正負(fù)跟電勢的正負(fù)相同；負(fù)點電荷(－q)電勢能的正負(fù)跟電勢的正負(fù)相反即時應(yīng)用用(即時突破破，小試試牛刀)2.如圖1－4－2所示，關(guān)關(guān)于電場場中的A、B兩點，下下列說法法中正確確的是()圖1－4－2A．電勢φA＞φB，場強(qiáng)EA＞EBB．電勢φA＞φB，場強(qiáng)EA＜EBC．將＋q電荷從A點移到B點靜電力力做了正正功D．將－－q電荷分分別放放在A、B兩點時時具有有的電電勢能能EpA＞EpB解析：：選BC.由于B處電場場線密密集，，所以以場強(qiáng)強(qiáng)EA<EB；沿電電場線線電勢勢降低低，所所以電電勢φA＞φB.B選項正正確．．將＋＋q電荷從從A點移到到B點靜電電力做做了正正功．．C選項正正確．．負(fù)電電荷在在電勢勢高的的A點具有有的電電勢能能反而而少，，所以以EpA＜EpB，D選項錯錯誤．．三、對對電勢勢能的的理解解1．靜電電力做做功與與電勢勢能變變化的的關(guān)系系靜電力力對電電荷做做了功功，電電勢能能就發(fā)發(fā)生變變化，，靜電電力對對電荷荷做了了多少少功，，就有有多少少電勢勢能轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為為其他他形式式的能能，電電荷克克服靜靜電力力做了了多少少功，，就有有多少少其他他形式式的能能轉(zhuǎn)化化為電電勢能能，也也就是是說，，靜電電力做做的功功是電電勢能能轉(zhuǎn)化化為其其他形形式的的能的的量度度，靜靜電力力做的的功等等于電電勢能能的減減少量量，即即WAB＝EpA－EpB.即靜電力做做正功，電電荷電勢能能一定減少少，靜電力力做負(fù)功，，電荷電勢勢能一定增增加．2．電勢能的的大小和計算重力力勢能一樣樣，必須取取參考點，，也就是說說，電勢能能的數(shù)值是是相對于參參考位置來來說的，所所謂參考位位置，就是是電勢能為為零的位置置，參考位位置的選取取是人為的的，通常取取無限遠(yuǎn)處處或大地為為參考點．．設(shè)電荷在電電場中某點點A的電勢能為為EpA，移到參考考點O電場力做功功WAO，即WAO＝EpA－EpO，規(guī)定O為參考點時時，就有EpO＝0，所以EpA＝WAO.即電荷在電電場中某點點的電勢能能的大小等等于把電荷荷從該點移移到電勢能能為零的點點的過程中中電場力所所做的功．．3．電勢能是是標(biāo)量，有有正負(fù)，無無方向，電電勢能為正正值表示高高于零電勢勢能，負(fù)值值表示低于于零電勢能能．即時應(yīng)用(即時突破，，小試牛刀刀)3.下列說法中中正確的是是()A．無論是正正電荷還是是負(fù)電荷，，從電場中中某點移到到無窮遠(yuǎn)處處時，電場場力做的正正功越多，，電荷在該該點的電勢勢能就越大大B．無論是正正電荷還是是負(fù)電荷，，從電場中中某點移到到無窮遠(yuǎn)處處時，電場場力做的正正功越少，，電荷在該該點的電勢勢能越大C．無論是正正電荷還是是負(fù)電荷，，從無窮遠(yuǎn)遠(yuǎn)處移到電電場中某點點時，克服服電場力做做功越多，，電荷在該該點的電勢勢能越大D．無論是正正電荷還是是負(fù)電荷，，從無窮遠(yuǎn)遠(yuǎn)處移到電電場中某點點時，電場場力做功越越多，電荷荷在該點的的電勢能越越大解析：選AC.無窮遠(yuǎn)處的的電勢能為為零，電荷荷從電場中中某處移到到無窮遠(yuǎn)時時，若電場場力做正功功，電勢能能減少，到到無窮遠(yuǎn)處處時電勢能能減為零,電荷在該點點的電勢能能為正值，，且等于移移動過程四、對電勢勢差與電勢勢關(guān)系的理理解電勢φ電勢差U聯(lián)系數(shù)值關(guān)系UAB＝φA－φB，當(dāng)φB＝0時，UAB＝φA單位相同，均是伏特(V)，常用還有kV，mV等標(biāo)矢性都是標(biāo)量，但均具有正負(fù)物理意義均是描述電場能的性質(zhì)的物理量特別提醒：：(1)講電勢差，，必須明確確是哪兩點點的電勢差差．A、B間的電勢差差記為UAB，而B、A間的電勢差差記為UBA，UBA＝φB－φA＝－(φA－φB)＝－UAB.(2)電勢勢差差的的正正負(fù)負(fù)表表示示電電場場中中兩兩點點電電勢勢的的相相對對高高低低，，若若UAB>0，則則φA＞φB，若若UAB<0，則則φA＜φB；電電勢勢的的正正負(fù)負(fù)表表示示比比零零電電勢勢點點的的電電勢勢高高還還是是低低即時時應(yīng)應(yīng)用用(即時時突突破破，，小小試試牛牛刀刀)4.在電電場場中中，，A、B兩點點間間的的電電勢勢差差UAB＝75V，B、C兩點點間間的的電電勢勢差差為為UBC＝－－200V，則則A、B、C三點點電電勢勢高高低低關(guān)關(guān)系系為為()A．φA>φφB>φφCB．φA<φφC<φφBC．φC>φφA>φφBD．φC>φφB>φφA解析析：：選選C.因為為UAB＝φA－φB＝75V＞0，所所以以φA＞φB.又UBC＝φB－φC＝－－200V＜0，所所以以φB＜φC.又UAC＝UAB＋UBC＝75V＋(－200V)＝－－125V＜0，所所以以φA＜φC.則φC＞φA＞φB.故正正確確答答案案為為C.2．電(1)WAB＝qUAB，既適用于勻強(qiáng)電場，又適用于非勻強(qiáng)電場．(2)W＝qEd適用于勻強(qiáng)電場，公式中d表示初末位置間沿電場線方向的距離．(3)WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp，適用于任何電場．以上三個公式可以互相導(dǎo)出，應(yīng)用時注意它們的適用條件，根據(jù)具體情況靈活選用公式．3.各物物理理量量的的符符號號問問題題：：(1)WAB、UAB、q均可可正正可可負(fù)負(fù)，，WAB取正正號號表表示示靜靜電電力力做做正正功功，，UAB取正正號號表表示示φA＞φB，q取正號表示試試探電荷為正正電荷．WAB取負(fù)號表示靜靜電力做負(fù)功功，UAB<0表示φA＜φB，q取負(fù)號表示試試探電荷為負(fù)負(fù)電荷．(2)涉及W、U、q三者關(guān)系的計計算時，可將將各量的正負(fù)負(fù)號及數(shù)值一一并代入進(jìn)行行計算，也可可以各物理量量都取絕對值值，電場力做做功的正負(fù)要要根據(jù)電荷的的移動方向及及所受電場力力的方向的具具體情況來確確定，電勢差差的正負(fù)要看看在電場中的的始末位置及及場強(qiáng)方向．．C．若將1C正電荷從A點移到B點，靜電力做做1J的功，則兩點點間的電勢差差為1VD．若電荷由A點移到B點的過程中，，除受靜電力力外，還受其其他力的作用用，則電荷電電勢能的變化化就不再等于于靜電力所做做的功如圖1－4－3所示，某區(qū)域域電場左右對對稱分布，M、N為對稱線上的的兩點，下列列說法正確的的是()圖1－4－3課堂互動講練類型一電勢高低及電勢能增減的判斷例1A．M點電勢勢一定定高于于N點電勢勢B．M點場強(qiáng)強(qiáng)一定定大于于N點場強(qiáng)強(qiáng)C．正電電荷在在M點的電電勢能能大于于在N點的電電勢能能D．將電電子從從M點移動動到N點，電電場力力做正正功【思路點點撥】由電場場線的的分布布和方方向可可以確確定電電場強(qiáng)強(qiáng)度的的大小小和方方向，，電勢勢的高高低，，結(jié)合合試探探電荷荷的電電性及及移動動才能能確定定電勢勢能的的大小小和電電場力力做功功情況況．【精講精精析】沿電場場線方方向，，電勢勢降低低，所所以M點電勢勢一定定高于于N點電勢勢，A正確；；電場場線的的疏密密程度度表示示電場場的強(qiáng)強(qiáng)弱，，由題題圖可可知，，M點場強(qiáng)強(qiáng)一定定小于于N點場強(qiáng)強(qiáng)，B錯；正正電荷荷q在M點的電電勢能能EpM＝qφM，在N點的電電勢能能EpN＝qφN，由于于φM＞φN，所以以EpM＞EpN，C正確；；電子子在電電場中中受電電場力力的方方向沿沿NM指向M，故從從M移動到到N，電場場力做做負(fù)功功，D錯誤．．【答案】AC【規(guī)律總總結(jié)】電勢高高低及及電勢勢能增增減的的判斷斷方法法：(1)沿電場場線方方向電電勢越越來越越低；；(2)電場場力力做做正正功功電電勢勢能能減減小小，，電電場場力力做做負(fù)負(fù)功功電電勢勢能能增增加加．．變式式訓(xùn)訓(xùn)練練1如圖圖1－4－4所示示，，A、B、C為電電場場中中同同一一電電場場線線上上的的三三點點．．設(shè)設(shè)電電荷荷在在電電場場中中只只受受電電場場力力作作用用，，則則下下列列說說法法中中正正確確的的是是()圖1－4－4A．若若在在C點無無初初速速地地釋釋放放正正電電荷荷，，則則正正電電荷荷向向B運動動，，電電勢勢能能減減少少B．若若在在C點無無初初速速地地釋釋放放正正電電荷荷，，則則正正電電荷荷向向B運動動，，電電勢勢能能增增加加C．若若在在C點無無初初速速地地釋釋放放負(fù)負(fù)電電荷荷，，則則負(fù)負(fù)電電荷荷向向A運動動，，電電勢勢能能增增加加D．若若在在C點無無初初速速地地釋釋放放負(fù)負(fù)電電荷荷，，則則負(fù)負(fù)電電荷荷向向A運動，電勢能能不變解析：選A.若在C點釋放正電荷荷，由于它只只受到向右的的電場力，故故電荷在電場場力作用下沿沿直線由C向B運動，電場力力做正功，電電勢能減少，，A對，B錯．若從C點釋放負(fù)電荷荷，電荷在向向左的電場力力作用下由C向A運動,電場力做正功功,電勢能減少，，C、D錯．如果把q＝＋1.0×10－8C的電荷從無窮窮遠(yuǎn)處移到電電場中的A點，需要克服服電場力做功功W＝1.2×10－4J，那么：(1)q在A點的電勢能和和A點的電勢各是是多少？(2)q在未移入電場場前A點的電勢是多多少？【思路點撥】由W＝Ep∞－EpA，可計算出EpA，根據(jù)A點的電勢能可可求出A點的電勢．類型二電勢、電勢能的計算例2【答案】(1)1.2×10－4J1.2×104V(2)1.2×104V【規(guī)律總結(jié)】(1)電勢和電勢能能都具有相對對性，與零勢勢面的選擇有有關(guān)．(2)由φ＝Ep/q求電勢時可得得各量的“＋變式訓(xùn)練2將帶電荷量為為6×10－6C的負(fù)電荷從電電場中的A點移到B點，克服電場場