高中物理《電勢(shì)能》課件1

高中物理《電勢(shì)能》課件目錄電勢(shì)能基本概念電勢(shì)能性質(zhì)與特點(diǎn)電勢(shì)能計(jì)算方法靜電場(chǎng)中導(dǎo)體和絕緣體特性分析目錄典型案例分析實(shí)驗(yàn)探究：測(cè)量未知電阻阻值總結(jié)回顧與拓展延伸電勢(shì)能基本概念01電勢(shì)能是電荷在電場(chǎng)中具有的勢(shì)能。電勢(shì)能是標(biāo)量，具有相對(duì)性，其大小與零電勢(shì)能點(diǎn)的選取有關(guān)。0102電勢(shì)能定義0102電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系：電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減?。浑妶?chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加。電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)，只與初末位置的電勢(shì)差有關(guān)。電勢(shì)能與電場(chǎng)關(guān)系電勢(shì)能的單位是焦耳（J）。電勢(shì)能的符號(hào)是Ep，其中p表示勢(shì)能，E表示電場(chǎng)。電勢(shì)能單位及符號(hào)電勢(shì)能性質(zhì)與特點(diǎn)02010203電荷在電場(chǎng)中受到的力，與電荷的電量和電場(chǎng)強(qiáng)度成正比，方向沿電場(chǎng)線方向或逆方向。電場(chǎng)力描述電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，用E表示，單位是牛/庫(kù)侖（N/C）。電場(chǎng)強(qiáng)度形象描述電場(chǎng)分布的一系列曲線，其疏密程度反映電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，切線方向表示該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向。電場(chǎng)線電荷在電場(chǎng)中受力情況01電荷量電荷量越大，電勢(shì)能越大。02電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度越大，電勢(shì)能越大。03電勢(shì)差電荷在電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)之差，電勢(shì)差越大，電勢(shì)能越大。電勢(shì)能大小影響因素

電勢(shì)能守恒定律表述在只有電場(chǎng)力做功的條件下，電荷在任何兩點(diǎn)的電勢(shì)能之差等于電場(chǎng)力在這兩點(diǎn)間所做的功。理解電勢(shì)能守恒定律是能量守恒定律在電場(chǎng)中的體現(xiàn)，它表明電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)，只與初末位置有關(guān)。應(yīng)用利用電勢(shì)能守恒定律可以方便地計(jì)算電荷在電場(chǎng)中的電勢(shì)能變化以及電場(chǎng)力所做的功。電勢(shì)能計(jì)算方法03電場(chǎng)強(qiáng)度放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷所受的電場(chǎng)力F跟它的電荷量q的比值，叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。庫(kù)侖定律真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。電勢(shì)差電荷在電場(chǎng)中由一點(diǎn)移到另一點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力所作的功跟它的電荷量的比值叫做這兩點(diǎn)間的電勢(shì)差。點(diǎn)電荷間相互作用力計(jì)算通過(guò)任意閉合曲面的電通量等于該閉合曲面內(nèi)所包圍的所有電荷量的代數(shù)和除以真空中的電容率。高斯定理為形象地描述場(chǎng)強(qiáng)的分布，在電場(chǎng)中人為地畫(huà)出一些有方向的曲線，曲線上一點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向。電場(chǎng)線電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷的電勢(shì)能跟它的電量的比值，叫做這點(diǎn)電勢(shì)。電勢(shì)連續(xù)分布電荷間相互作用力計(jì)算等勢(shì)面電場(chǎng)中電勢(shì)相等的各個(gè)點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢(shì)面。電容器兩個(gè)相互靠近的導(dǎo)體，中間夾一層不導(dǎo)電的絕緣介質(zhì)，這就構(gòu)成了電容器。電容器的電容量的單位為法拉(F)。帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件合外力大小恒定且方向始終與速度方向垂直。電場(chǎng)力做功電場(chǎng)力對(duì)電荷所做的功等于電荷電勢(shì)能的減少量。電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)關(guān)系及應(yīng)用靜電場(chǎng)中導(dǎo)體和絕緣體特性分析04等勢(shì)體導(dǎo)體在靜電場(chǎng)中為等勢(shì)體，表面為等勢(shì)面，導(dǎo)體上任意兩點(diǎn)的電勢(shì)差為零。電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直導(dǎo)體表面的電場(chǎng)線與導(dǎo)體表面垂直，且電場(chǎng)線方向指向?qū)w外部。電荷分布導(dǎo)體內(nèi)部電荷自由移動(dòng)，使得導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)為零，電荷主要分布在導(dǎo)體表面。導(dǎo)體在靜電場(chǎng)中表現(xiàn)特性絕緣體內(nèi)部電荷不能自由移動(dòng)，因此電荷可以分布在絕緣體的內(nèi)部和表面。電荷分布電場(chǎng)線不連續(xù)極化現(xiàn)象絕緣體表面的電場(chǎng)線不連續(xù)，存在電場(chǎng)線“穿出”和“穿入”絕緣體的情況。在靜電場(chǎng)作用下，絕緣體會(huì)發(fā)生極化現(xiàn)象，即正負(fù)電荷中心發(fā)生相對(duì)位移，產(chǎn)生偶極矩。030201絕緣體在靜電場(chǎng)中表現(xiàn)特性當(dāng)導(dǎo)體和絕緣體組合在一起并置于靜電場(chǎng)中時(shí)，導(dǎo)體中的自由電荷會(huì)重新分布，使得導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)為零，同時(shí)絕緣體中的束縛電荷也會(huì)受到影響。靜電感應(yīng)組合結(jié)構(gòu)中的電場(chǎng)分布取決于導(dǎo)體和絕緣體的形狀、大小和相對(duì)位置。在導(dǎo)體表面和絕緣體內(nèi)部，電場(chǎng)強(qiáng)度可能不同。電場(chǎng)分布由于導(dǎo)體為等勢(shì)體，因此組合結(jié)構(gòu)中電勢(shì)的分布主要受到絕緣體的影響。絕緣體中的電勢(shì)分布可能不均勻，導(dǎo)致整個(gè)組合結(jié)構(gòu)的電勢(shì)分布也不均勻。電勢(shì)分布導(dǎo)體和絕緣體組合結(jié)構(gòu)分析典型案例分析05當(dāng)電容器與電源連接時(shí)，正極板上的自由電子受到電源電場(chǎng)的作用向負(fù)極板移動(dòng)，使得正極板帶正電，負(fù)極板帶負(fù)電。隨著電子的移動(dòng)，電容器兩極板間的電勢(shì)差逐漸增大，直到等于電源電壓，此時(shí)電容器充滿電。電容器充電過(guò)程當(dāng)電容器兩極板間的電勢(shì)差等于電源電壓時(shí)，電容器開(kāi)始放電。放電過(guò)程中，電子從負(fù)極板流向正極板，使得兩極板上的電荷逐漸中和。隨著放電的進(jìn)行，電容器兩極板間的電勢(shì)差逐漸減小，直到為零。電容器放電過(guò)程平行板電容器充放電過(guò)程分析磁場(chǎng)方向01根據(jù)右手螺旋定則，長(zhǎng)直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)方向可以用右手握住導(dǎo)線，四指指向電流方向，大拇指所指的方向即為磁場(chǎng)方向。磁場(chǎng)強(qiáng)度02長(zhǎng)直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度與電流大小成正比，與距離導(dǎo)線的遠(yuǎn)近成反比。距離導(dǎo)線越近，磁場(chǎng)強(qiáng)度越大；距離導(dǎo)線越遠(yuǎn)，磁場(chǎng)強(qiáng)度越小。對(duì)周圍環(huán)境的影響03長(zhǎng)直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)對(duì)周圍的鐵磁性物質(zhì)產(chǎn)生磁力作用，使得它們發(fā)生磁化現(xiàn)象。同時(shí)，強(qiáng)磁場(chǎng)還會(huì)對(duì)周圍的電子設(shè)備和通信信號(hào)產(chǎn)生干擾。長(zhǎng)直導(dǎo)線產(chǎn)生磁場(chǎng)對(duì)周圍環(huán)境影響將復(fù)雜電路中的電源和電阻等效為一個(gè)簡(jiǎn)單電源，從而簡(jiǎn)化電路分析過(guò)程。等效電源法針對(duì)復(fù)雜電路中的支路進(jìn)行分析，通過(guò)列寫(xiě)支路電流方程求解各支路電流。支路電流法選取電路中的某個(gè)節(jié)點(diǎn)作為參考點(diǎn)，列寫(xiě)節(jié)點(diǎn)電壓方程求解各節(jié)點(diǎn)電壓。節(jié)點(diǎn)電壓法當(dāng)電路中有多個(gè)獨(dú)立源共同作用時(shí)，可以將它們分別作用時(shí)的響應(yīng)進(jìn)行疊加得到總響應(yīng)。疊加定理復(fù)雜電路簡(jiǎn)化技巧和方法實(shí)驗(yàn)探究：測(cè)量未知電阻阻值0601實(shí)驗(yàn)?zāi)康?2實(shí)驗(yàn)原理通過(guò)測(cè)量未知電阻的阻值，掌握電阻的測(cè)量方法，理解電阻的概念和性質(zhì)。利用歐姆定律和伏安法測(cè)量電阻，通過(guò)搭建電路并測(cè)量電壓和電流值，計(jì)算得到未知電阻的阻值。實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮斫榻B2.調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表有一定的讀數(shù)。搭建過(guò)程實(shí)驗(yàn)器材：電源、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、待測(cè)電阻、導(dǎo)線等。1.按照電路圖連接電路，注意電源正負(fù)極的連接和電流表的串聯(lián)位置。3.記錄此時(shí)的電壓表和電流表的讀數(shù)。實(shí)驗(yàn)器材準(zhǔn)備及搭建過(guò)程0103020405010405060302數(shù)據(jù)采集：記錄不同電流下的電壓值，至少采集5組數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理：根據(jù)歐姆定律R=U/I，計(jì)算每組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的電阻值，并求出平均值作為最終測(cè)量結(jié)果。數(shù)據(jù)分析1.繪制U-I圖像，觀察圖像是否為直線，判斷電阻是否為線性元件。2.通過(guò)圖像斜率計(jì)算電阻值，并與平均值進(jìn)行比較，分析誤差來(lái)源。3.根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，討論影響電阻測(cè)量的因素及提高測(cè)量精度的方法。數(shù)據(jù)采集、處理和分析方法總結(jié)回顧與拓展延伸0703電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化電場(chǎng)力對(duì)電荷做功等于電荷電勢(shì)能的變化量。01電勢(shì)能概念電勢(shì)能是電荷在電場(chǎng)中具有的勢(shì)能，與電荷的電量和電場(chǎng)中的位置有關(guān)。02電勢(shì)差與電勢(shì)電勢(shì)差是指電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)之差，電勢(shì)則是單位正電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能。關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)總結(jié)回顧易錯(cuò)點(diǎn)一忽視電荷的正負(fù)。在計(jì)算電勢(shì)能和電勢(shì)時(shí)，要注意電荷的正負(fù)號(hào)，正電荷和負(fù)電荷在電場(chǎng)中的受力方向相反。易錯(cuò)點(diǎn)二混淆電勢(shì)差和電勢(shì)。電勢(shì)差是兩點(diǎn)間的電勢(shì)之差，而電勢(shì)是某點(diǎn)的電勢(shì)能除以電荷量，兩者物理意義不同。解題技巧一利用圖像法求解。在處理復(fù)雜的電場(chǎng)問(wèn)題時(shí)，可以畫(huà)出電場(chǎng)線和等勢(shì)面，利用圖像法求解相關(guān)問(wèn)題。解題技巧二靈活應(yīng)用公式。在解題過(guò)程中，要靈活應(yīng)用電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系式，以及電勢(shì)差與電勢(shì)的關(guān)系式。易錯(cuò)難點(diǎn)剖析及解題技巧分享新型電池技術(shù)隨著科技的發(fā)展，新型電池技術(shù)不斷涌現(xiàn)，如鋰離子電池、燃料電池等，這些電池技術(shù)利用了電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生