（人教版）选修3-1物理 1.4《第1课时-静电力做功的特点、电势能和电势》ppt课件

（人教版）选修3-1物理 1.4《第1课时-静电力做功的特点、电势能和电势》ppt课件内容摘要：

1、第 4节 电势能和电势 第 1课时 静电力做功的特点 电势能和电势 1 通过讨论静电力对试探电荷做功 ， 知道静电力做功与路径无关的特点 2 将静电力做功与重力做功进行类比 ， 理解静电力做功与电势能变化的关系 认识电势能的相对性 3 知道电势的定义方法及其定义式 、 单位 要点一 电场力做功的特点 1 匀强电场中电场力做功的计算： 如图所示 ， 在场强为 将正电荷 移到 B， 若 L，并且 2 电场力做功的特点 静电场中 ， 电场力做功只与移动电荷的电荷量以及起点和终点的位置有关 ， 而与路径无关 判断电场力做正功还是做负功的方法 判断电场力做功正负 ， 一般有两种方法： (1)根据电场力和 2、位移方向的夹角判断 此方法常用于匀强电场中恒定电场力做功的判断 夹角为锐角做正功 ， 夹角为钝角做负功 ， 夹角为直角不做功 (2)根据电场力和瞬时速度方向的夹角判断 此方法常用于判断曲线运动中变化电场力的做功 ， 夹角为锐角做正功 ， 夹角为钝角做负功 ， 夹角为直角不做功 要点二 电势能 1 定义： 由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关 ， 电荷在电场中也具有势能 ， 这种势能叫做电势能 用 单位是 J. 2 静电力做功与电势能变化的关系 (1)电场力对电荷做正功时 ， 电荷电势能减少；电场力对电荷做负功时 ， 电荷电势能增加 (2)若用 点移动到 点和 则有 3 电势能的大小 若规定 3、电荷在 ， 则 0， 即电荷在电场中某点处电势能的大小 ， 等于把它从该点移动到零势能位置时静电力做的功 4 对电势能的理解 (1)系统性：电势能由电场和电荷共同决定 ， 属于电场和电荷系统所共有的 ， 我们习惯说成电场中的电荷所具有的 (2)相对性：电势能是一个相对量 ， 其数值与零势能点的选取有关 ， 因此确定电荷的电势能首先应确定参考点 ， 也就是零势能点的位置 (3)标量性：电势能是标量 ， 有正负 、 无方向 电势能为正值表示电势能大于参考点的电势能 ， 电势能为负值表示电势能小于参考点的电势能 5 电势能与重力势能的比较 两种势能 比较内容 电势能 重力势能 定义 电场中的电荷具有 4、的势能 电势能 重力场中的物体具有的势能 重力势能 系统性 电荷和电场 物体和地球 大小的 相对性 电荷在某点的电势能等于把电荷从该点移到零势能位置时静电力做的功 物体在某点的重力势能等于把物体从该点移到零势能位置时重力做的功 两种势能 比较内容 电势能 重力势能 变化大小 的量度 电场力做的功是电势能变化大小的量度，静电力做的功等于电势能的减少量 重力做的功是重力势能变化大小的量度，重力做的功等于重力势能的减少量 对应力做 功的特点 做功多少只与始末位置有关，与经过的路径无关，且做的功等于势能的减少量 电势能大小的判断 (1)场源电荷判断法：离正场源电荷越近 ， 正试探电荷的电势能越大 ， 5、负试探电荷的电势能越小；离负场源电荷越近 ， 正试探电荷的电势能越小 ， 负试探电荷的电势能越大 (2)电场线法：正电荷顺着电场线的方向移动时电势能逐渐减小 ， 逆着电场线的方向移动时电势能逐渐增大；负电荷顺着电场线的方向移动时电势能逐渐增大 ， 逆着电场线的方向移动时电势能逐渐减小 (3)做功判断法：无论正 、 负电荷 ， 电场力做正功 ，电荷的电势能减小；电场力做负功 ， 电荷的电势能增大 . 要点三 电势 1 定义： 电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值 ， 叫做这一点的电势 ， 用 表示 2 定义式： E 有的同学误认为根据电势 的定义式 ， 与 与 辨析： 与电场强度一样 ， 6、 电场中某点处 的大小是由电场本身的条件决定的 ， 与在该点处是否放置电荷 、 电荷的电性 、 电荷量均无关 3 对电势的理解 (1) 在国际单位制中，电势的单位是伏特 (V) ， 1 V 1 J/ C (2) 电势是标量，只有大小，没有方向，但有正值和负值之分，是表示电场能量性质的一个物理量 (3) 在利用 q 可代入正、负号运算，计算结果的正、负号恰好反映了电势的高低 (4)电势的相对性 电势是相对的 ， 只有先确定了电势零点以后 ， 才能确定电场中其他位置的电势 电场中某点的电势跟电势零点的选择有关 对不是无限大的带电体产生的电场 ， 通常取无限远处的电势为零；在实际处理问题中 ， 又常 7、取大地电势为零 4 电势与电场线的关系： 无论什么电场 ， 沿电场线方向电势是逐渐降低的 ， 且是电势降落最快的方向 5 电势能与电势的区别与联系 电势 电势能 意义 反映电场的能的性质的物理量 反映电荷在电场中某点所具有的能量 相关 因素 电场中某一点的电势 的大小，只跟电场本身有关，跟试探电荷 q 无关 电势能的大小是由点电荷q 和该点电势 共同决定的 大小 电势沿电场线逐渐降低，规定零电势点后，某点的电势高于零，则为正值；某点的电势低于零，则为负值 正点电荷 ( q ) ：电势能的正负跟电势的正负相同 负点电荷 ( q ) ：电势能的正负跟电势的正负相反 单位 伏特 V 焦耳 J 联系 8、p 二者均是标量 6 电势和电场强度的关系 电势 电场强度 E 物理 意义 描述电场的能的性质 描述电场的力的性质 大小 (1) 电场中某点的电势等于该点跟选定的标准位置 ( 零电势点 ) 间的电势差 (2) 在数值上等于单位正电荷在电场中该点具有的电势能 (1) 电场中某点的电场强度等于放在该点的点电荷所受的电场力 F 跟点电荷电荷量 q 的比值 (2) E E 在数值上等于单位正电荷在该点所受到的静电力 电势 电场强度 E 矢标性 标量 矢量 单位 V/m N/C 联系 (1)电势沿着电场强度的方向降低 (2)大小之间不存在任何关系，电势为零的点，电场强度不一定为零；电势高的地方，电场强度 9、不一定大；电场强度为零的地方，电势不一定为零；电场强度大的地方，电势不一定高 如何比较电场中两点电势的高低 (1)根据电场力做功判断： 在两点间移动正电荷 ， 如果电场力做正功 ， 则电势降低 ， 如果电场力做负功 ， 则电势升高 在两点间移动负电荷 ， 如果电场力做正功 ， 则电势升高；如果电场力做负功 ， 则电势降低 (2)根据电场线确定： 电场线的方向就是电势降低最快的方向 (3)根据电荷电势能的变化： 如果在两点间移动正电荷时 ， 电势能增加 ， 则电势升高；电势能减少 ， 则电势降低 如果在两点间移动负电荷时 ， 电势能增加 ， 则电势降低；电势能减少 ， 则电势升高 如果把 q 1 10、0 8 从无穷远处移到电场中的 需要克服电场力做功 W 10 4 J， 那么： (1)点的电势能和 (2)点的电势是多少。 【 分析 】 由 W 可计算出 根据 点的电势 题 型 1 电势、电势能的计算 【解析】 (1) 电场力做负功，电势能增加，无穷远处的电势为零，电荷在无穷远处的电势能也为零，由电场力的功等于电势 能的减少量，得 W ，因为 0 则 W ( 1. 2 10 4)J 10 4J Aq 10 10 8 V 10 4V . (2) A 点的电势是由电场本身的性质决定的，跟 A 点是否有电荷存在无关，所以 Q 移入电场前， A 104V . 【 答案 】 (1)10 4 J 10 11、4 V (2)104 V 【 方法总结 】 (1) 搞清电势和电势能的概念；透彻理解电势和电势能的关系 电力做功和电势能变化的关系 (2) 由 及意义；涉及功能关系时能根据运动情况确定受力情况 在静电场中 ， 把一个电荷量为 q 10 5 点移到 10 4 J， 由 点 ， 电场力做负功 10 3 J， 则 M、 N、 _ 变式训练 1析： 首先画一条电场线 ， 如图所示 在中间位置附近画一点作为 因为由 M 而负电荷所受电场力与场强方向相反 ， 则可确定 点左侧 由 N 即沿着电场线移动 ， 又因 10 3 J10 4 J， 所以肯定移过了 即 点右侧 这样 ， M、 N、 NMP. 答案： 12、 NMP 某静电场的电场线分布如图所示 ， 图中 P、Q， 电势分别为 则 ( ) 题 型 2 电场强度和电势的关系 A Q， PQ B Q， D Q， PQ 【 解析 】 从图可以看出 点的密集程度 ， 故 点的场强；因电场线的方向由 ， 而沿电场线的方向电势逐渐降低 ， 所以 点的电势 ， 故 【 答案 】 A 【 方法总结 】 电场强度与电势的大小没有直接的关系 ， 它们是从两个不同的角度描述电场性质的物理量 电荷在电场中某点受力大 ， 该点场强大 ， 电势不一定高 ， 所以电场强度大的地方电势不一定高 电场强度等于 0的地方电势不一定等于 0. (2014洛阳二模 )如图所示 ， 2是两个电荷量大小相等的点电荷 ， 下列说法正确的是 ( ) 变式训练 2 若两电荷是异种电荷 ， 则 B 若两电荷是异种电荷 ， 则 与 而与 C 若两电荷是同种电荷 ， 则。