优化方案高中物理 1.4 电势能 电势与电势差课件 教科选修31.ppt

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1、第四第四节节电势电势能能电势电势与与电势电势差差第一章静电场第一章静电场第一章静电场第一章静电场一、一、电场电场力做功的特点力做功的特点电电场场力力做做功功只只与与移移动动电电荷荷的的_以以及及起起点点和和终终点点的的位置有关，而与位置有关，而与_无关无关二、二、电势电势能能1定定义义：电电荷荷在在_中中具具有有的的势势能能叫叫做做电电势势能能，用符号用符号Ep表示表示电电荷量荷量路径路径静静电场电场2静电力做的功与电势能变化的关系：静电力做的功等于电静电力做的功与电势能变化的关系：静电力做的功等于电势能的势能的_量公式表达为量公式表达为_电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到电荷在某

2、点的电势能，等于静电力把它从该点移动到_位置时所做的功位置时所做的功3电势能零点的规定：通常把电荷在离场源电荷电势能零点的规定：通常把电荷在离场源电荷_处的电势能规定为零，或把电荷在处的电势能规定为零，或把电荷在_上的电势能规定为零上的电势能规定为零想一想想一想1.静电力做功与重力做功的相同点是什么？静电力做功与重力做功的相同点是什么？提示：二力做功，与路径无关，只与始末位置有关提示：二力做功，与路径无关，只与始末位置有关减少减少WABEpAEpB零零势势能能无限无限远远大地表面大地表面三、三、电势电势与与电势电势差差1电势电势(1)定定 义义：检检 验验 电电 荷荷 在在 电电 场场 中中

3、某某 点点 的的 _与与 其其_的的比比值值即即为为电电场场中中该该点点的的电电势势，它它在在数数值值上上等等于于单单位位_由由该该点点移移到到_(零零电电势势点点)时时电场电场力所做的功力所做的功(2)物理意物理意义义：反映：反映电场电场各点的能的性各点的能的性质质电势电势能能电电荷量荷量正正电电荷荷参考点参考点伏特伏特VJ/C(4)特点：特点：相相对对性：性：电场电场中各点中各点电势电势的高低与所的高低与所选选取的取的_的位置有关，一般情况下的位置有关，一般情况下选选取取_或或_为为零零电势电势位置位置标标矢性：矢性：电势电势是是_量，只有大小，没有方向但量，只有大小，没有方向但有正有正负

4、负若若电场电场中某点的中某点的电势为负电势为负，说说明明该该点的点的电势电势比参考比参考点的点的电势电势_(5)判断判断电势电势高低的方法：沿高低的方法：沿电场线电场线的方向的方向电势电势降低降低零零电势电势无限无限远远地球地球标标低低2电势差电势差四、静四、静电电力做功与力做功与电势电势差的关系差的关系1WAB qUAB，知知道道了了电电场场中中两两点点的的电电势势差差，就就可可以以计计算算在在这这两两点点间间移移动动电电荷荷时时静静电电力力做做的的功功，而而不不必必考考虑虑静静电电力力的大小和方向以及的大小和方向以及电电荷移荷移动动的的_路径路径想一想想一想2.电电荷在荷在电势电势越高的位

5、置，越高的位置，电势电势能越大能越大吗吗？提提示示：不不一一定定因因为为电电势势能能的的大大小小还还与与所所研研究究的的电电荷荷的的电电 性性有有关关，正正确确的的说说法法为为：正正电电荷荷在在电电势势越越高高的的位位置置，电电势势能能 越越大，大，负电负电荷在荷在电势电势越高的位置，越高的位置，电势电势能越小能越小学案学案导导引引1.电势电势高的地方，高的地方，场场强强一定大一定大吗吗？2.电势电势高的地方，高的地方，电电荷的荷的电势电势能一定大能一定大吗吗？电势电势、电势电势能、能、电场电场强强度的比度的比较较电场电场强强度度E电势电势电势电势能能Ep意意义义定定义义式式及其及其单单位位标

6、标矢性矢性描述描述电场电场的力的力的性的性质质描述描述电场电场的能的能的性的性质质描述描述电电荷在荷在电电场场中的能量中的能量EF/q N/C，V/mEpq，J矢量，方向矢量，方向为为正正电电荷的荷的受力方向受力方向标标量，但有量，但有正正负负，正，正负负只表示大小只表示大小标标量量,正正电电荷在正荷在正电势电势位置有正位置有正电电势势能能,简简化化为为:正正正正得正得正,负负正得正得负负,负负负负得正得正电场电场强强度度E电势电势电势电势能能Ep决定决定因素因素联联系系场场强强由由电场电场本身决定本身决定,与与试试探探电电荷荷无关无关电势电势由由电场电场本身决定本身决定,与与试试探探电电荷无

7、关，其荷无关，其大小与参考点的大小与参考点的选选取取有关，有相有关，有相对对性性由由电电荷量和荷量和该该点点电势电势二者决二者决定，与参考点定，与参考点选选取有关，有取有关，有相相对对性性(1)电势电势沿沿场场强强方向降落最快方向降落最快(2)大小关系：大小关系：场场强强为为零的点，零的点，电势电势、电势电势能不一定能不一定为为零零;电势为电势为零的点零的点,场场强强不一定不一定为为零零,电势电势能一定能一定为为零零;电电势势能能为为零的点，零的点，场场强强不一定不一定为为零，零，电势电势一定一定为为零零特特别别提醒：当利用公式提醒：当利用公式Epq分析分析问题时问题时，一定要考，一定要考虑虑

8、Ep、q的正的正负负号号问题问题关关键键提醒提醒解答解答该题该题的关的关键键是：是：(1)零零电势电势点的点的选选取是任意的取是任意的(2)电势电势与与场场强强无直接关系无直接关系(3)沿沿电电场场线线方方向向电电势势降降落落，但但电电势势降降落落的的方方向向不不一一定定是是场场强强方向方向AD解析解析电场线电场线(电场强度电场强度)的方向总是与等电势面垂直，选的方向总是与等电势面垂直，选项项A正确电场强度和电势是两个不同的物理量，电场强正确电场强度和电势是两个不同的物理量，电场强度等于零的地方，电势不一定等于零，选项度等于零的地方，电势不一定等于零，选项B错误沿着错误沿着电场线方向，电势不断

9、降落，电势的高低与电场强度的大电场线方向，电势不断降落，电势的高低与电场强度的大小无必然关系，选项小无必然关系，选项C错误电场线错误电场线(电场强度电场强度)的方向总是的方向总是从高的等电势面指向低的等电势面，而且是电势降落最快从高的等电势面指向低的等电势面，而且是电势降落最快的方向，选项的方向，选项D正确正确误误区警示区警示本本题题容易容易产产生的生的错误错误是：是：(1)误认为误认为：若：若E0时时，则则0.(2)误认为误认为：若：若E小，小，则则也越低也越低1将一电荷量为将一电荷量为Q的小球放在不带电的金属球附近，所形的小球放在不带电的金属球附近，所形成的电场线分布如图所示，金属球表面的

10、电势处处相等成的电场线分布如图所示，金属球表面的电势处处相等a、b为电场中的两点，则为电场中的两点，则()Aa点的电场强度比点的电场强度比b点的大点的大Ba点的电势比点的电势比b点的高点的高C检验电荷检验电荷q在在a点的电势能比在点的电势能比在b点的大点的大D将检验电荷将检验电荷q从从a点移到点移到b点的过程中，电场力做负功点的过程中，电场力做负功ABD学案学案导导引引1电场电场力的功怎么力的功怎么计计算？算？2WABqUAB中各量的符号怎么中各量的符号怎么处处理？理？电场电场力做功与力做功与电势电势差关系的理解差关系的理解2电场力做功的求法电场力做功的求法3各物理量的符号各物理量的符号问题问

11、题(1)WAB、UAB、q均可正可均可正可负负，WAB取正号表示静取正号表示静电电力做正力做正功功,UAB取正号表示取正号表示AB，q取正号表示取正号表示试试探探电电荷荷为为正正电电荷荷.WAB取取负负号表示静号表示静电电力做力做负负功，功，UAB0表示表示AB，q取取负负号表示号表示试试探探电电荷荷为负电为负电荷荷(2)涉及涉及W、U、q三者关系的三者关系的计计算算时时，可将各量的正，可将各量的正负负号及数号及数值值一并代入一并代入进进行行计计算，也可以各物理量都取算，也可以各物理量都取绝对值绝对值，电场电场力力做功的正做功的正负负要根据要根据电电荷的移荷的移动动方向及所受方向及所受电场电场

12、力的方向的具力的方向的具体情况来确定，体情况来确定，电势电势差的正差的正负负要看在要看在电场电场中的始末位置及中的始末位置及场场强强方向方向 有一个有一个带电带电荷量荷量q3106C的点的点电电荷，从某荷，从某电电场场中的中的A点移到点移到B点，点，电电荷克服静荷克服静电电力做力做6104J的功，从的功，从B点移到点移到C点，静点，静电电力力对电对电荷做荷做9104J的功，的功，问问：(1)AB、BC、CA间电势间电势差各差各为为多少？多少？(2)如以如以B点点电势为电势为零，零，则则A、C两点的两点的电势电势各各为为多少？多少？电电荷在荷在A、C两点的两点的电势电势能各能各为为多少？多少？思

13、维流程思维流程答案答案(1)200 V300 V100 V(2)200 V300 V6104J9104J答案：答案：7 V学案学案导导引引1认识认识常常见见几种典型几种典型电场电场的等的等势势面面2等等势势面面和和电电场场线线有有哪哪些些联联系系？如如何何根根据据等等差差等等势势面面确确定定电场电场强强度的大小和方向？度的大小和方向？等等势势面及其特点面及其特点1.等等势势面面(1)定定义义：电场电场中中电势值电势值相等的各点构成的曲面，叫做等相等的各点构成的曲面，叫做等势势面面(2)物理意物理意义义：若：若规规定相定相邻邻等等势势面的面的电势电势差相等，画出一系差相等，画出一系列的等列的等势

14、势面，就可形象地描述面，就可形象地描述电场电场中各点中各点电势电势的分布情况的分布情况2等等势势面的特点面的特点(1)等等势势面一定跟面一定跟电场线电场线垂直，即跟垂直，即跟场场强强方向垂直方向垂直(2)电场线总电场线总是由是由电势电势高的等高的等势势面指向面指向电势电势低的等低的等势势面，两面，两个不同的等个不同的等势势面永不相交面永不相交(3)等差等等差等势势面密的地方，面密的地方，场场强强大，等差等大，等差等势势面疏的地方，面疏的地方，场场强强小小(4)在同一等在同一等势势面上移面上移动电动电荷荷电场电场力不做功力不做功3等等势势面和面和电场线电场线的区的区别别与与联联系系等等势势面面电

15、场线电场线物理物理意意义义应应用用联联系系一系列一系列电势电势相等的点构相等的点构成的面，可以是封成的面，可以是封闭闭的的,也可以是不封也可以是不封闭闭的的反映反映电场电场的分布情况的分布情况,是是一簇一簇带带箭箭头头的不的不闭闭合的合的有向曲有向曲线线(1)判定判定电场电场中各点中各点电势电势的高低及差的高低及差值值(2)判断静判断静电电力做功的情力做功的情况况(3)可画出可画出电场线电场线(1)判定判定电场电场中各点的中各点的场场强强方向方向(2)由由电场线电场线疏密判定疏密判定场场强强大小大小(3)可画出等可画出等势势面面(1)电场线总电场线总是与等是与等势势面垂直面垂直(2)在同一在同

16、一电场电场中，等差等中，等差等势势面的疏密也可反映面的疏密也可反映电电场场的的强强弱弱4几种典型几种典型电场电场的等的等势势面和面和电场线电场线(1)点点电电荷荷电场电场中的等中的等势势面：以点面：以点电电荷荷为为球心的半径不同的球心的半径不同的 同同心球面，如心球面，如图图甲所示甲所示(2)等量异种点等量异种点电电荷荷电场电场中的等中的等势势面：是两簇面：是两簇对对称曲面，如称曲面，如 图图乙所示乙所示(3)等量同种点等量同种点电电荷荷电场电场中的等中的等势势面：是两簇面：是两簇对对称曲面，如称曲面，如图图丙所示丙所示(4)匀匀强强电场电场中的等中的等势势面是垂直于面是垂直于电场线电场线的一

17、族平面，如的一族平面，如图图甲所示甲所示(5)形状不形状不规则规则的的带电导带电导体附近的体附近的电场线电场线及等及等势势面面,如如图图乙所示乙所示.特特别别提醒：在分析有关提醒：在分析有关电场线电场线和等和等势势面的面的题题目目时时,一定要先分一定要先分清清题题目中目中给给出的是出的是电场线电场线，还还是等是等势势面，或者哪是面，或者哪是电场线电场线,哪哪是等是等势势面面 两个等量异种点两个等量异种点电电荷位于荷位于x轴轴上上,相相对对原点原点对对称分布称分布,正确描述正确描述电势电势随位置随位置x变变化化规规律的是律的是图图()A思路点思路点拨拨解答本解答本题题的思路是：的思路是：(1)画

18、出两个等量异种画出两个等量异种电电荷的荷的电场线电场线、等、等势势面面(2)沿沿电场线电场线方向方向电势电势降低降低.解析解析如如图图所示是等量异种点所示是等量异种点电电荷的荷的电场线电场线和等和等势势面面,因因为为沿着沿着电场线电场线方向方向电势电势降低，所以，以正降低，所以，以正电电荷荷为为参考点参考点,左右两左右两侧电势侧电势都是降低的；因都是降低的；因为为逆着逆着电电场场线线方方向向电电势势升升高高,所所以以负负电电荷荷为为参参考考点点,左左右右两两侧侧电电势势都都是是升升高高的的.可可见见,在在整整个个电电场场中中,正正电电荷荷所所在在位位置置电电势势最最高高,负负电电荷荷所所在位置

19、在位置电势电势最低，符合最低，符合这这种种电势变电势变化情况的只有化情况的只有A选项选项.D(1)小球滑至小球滑至C点点时时的速度的大小？的速度的大小？(2)若以若以C作作为为零零电势电势点，点，试试确定确定A点的点的电势电势？审题审题指指导导审题时审题时注意注意应应用以下条件：用以下条件：(1)圆圆心心处处固定一正点固定一正点电电荷，荷，B、C是是圆圆周上两点周上两点(2)B是是AC中点，杆上套有中点，杆上套有带负电带负电的小球的小球9、静夜四无邻，荒居旧业贫。2022/11/262022/11/26Saturday,November 26,202210、雨中黄叶树，灯下白头人。2022/1

20、1/262022/11/262022/11/2611/26/2022 9:53:01 AM11、以我独沈久，愧君相见频。2022/11/262022/11/262022/11/26Nov-2226-Nov-2212、故人江海别，几度隔山川。2022/11/262022/11/262022/11/26Saturday,November 26,202213、乍见翻疑梦，相悲各问年。2022/11/262022/11/262022/11/262022/11/2611/26/202214、他乡生白发，旧国见青山。26 十一月 20222022/11/262022/11/262022/11/2615、比

21、不了得就不比，得不到的就不要。十一月 222022/11/262022/11/262022/11/2611/26/202216、行动出成果，工作出财富。2022/11/262022/11/2626 November 202217、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。2022/11/262022/11/262022/11/262022/11/269、没有失败，只有暂时停止成功！。2022/11/262022/11/26Saturday,November 26,202210、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。2022/11/262022/11/26

22、2022/11/2611/26/2022 9:53:01 AM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。2022/11/262022/11/262022/11/26Nov-2226-Nov-2212、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。2022/11/262022/11/262022/11/26Saturday,November 26,202213、不知香积寺，数里入云峰。2022/11/262022/11/262022/11/262022/11/2611/26/202214、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。26 十一月 20222022/11/262022

23、/11/262022/11/2615、楚塞三湘接，荆门九派通。十一月 222022/11/262022/11/262022/11/2611/26/202216、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2022/11/262022/11/2626 November 202217、空山新雨后，天气晚来秋。2022/11/262022/11/262022/11/262022/11/269、杨柳散和风，青山澹吾虑。2022/11/262022/11/26Saturday,November 26,202210、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2022/11/262022/11/262022/11/2611

24、/26/2022 9:53:01 AM11、越是没有本领的就越加自命不凡。2022/11/262022/11/262022/11/26Nov-2226-Nov-2212、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2022/11/262022/11/262022/11/26Saturday,November 26,202213、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。2022/11/262022/11/262022/11/262022/11/2611/26/202214、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。26 十一月 20222022/11/262022/11/262022/11/26

25、15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。十一月 222022/11/262022/11/262022/11/2611/26/202216、业余生活要有意义，不要越轨。2022/11/262022/11/2626 November 202217、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。2022/11/262022/11/262022/11/262022/11/26MOMODA POWERPOINTLorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipiscing elit.Fusce id urna blandit,eleifend nulla ac,fringilla purus.Nulla iaculis tempor felis ut cursus.感感 谢谢 您您 的的 下下 载载 观观 看看专家告诉