2014-2015学年高中物理人教版课件 选修3-1（浙江专用） 第一章　静电场 1-5.ppt

1、预习导学预习导学课堂讲义第一章 静电场高中物理选修3-1浙第5讲 电势能和电势预习导学课堂讲义第一章 静电场目标定位1.知道静电力做功的特点，掌握静电力做功与电势能变化的关系.2.理解电势能、电势的概念，知道参考点的选取原则.3.知道什么是等势面，并能理解等势面的特点预习导学预习导学课堂讲义第一章 静电场一、静电力做功的特点在电场强度为E的匀强电场中把正点电荷q从A点移动到B点，不管走什么路径，静电力所做的功都等于.说明静电力做功与电荷的位置和位置有关，但与电荷经过的无关(如图151所示)图151qE|AM|起始终止路径预习导学预习导学课堂讲义第一章 静电场想一想 静电力做功的特点，与你以前学

2、过的哪个力做功的特点相似？它们又有什么区别呢？答案 重力 静电力做功和重力做功尽管有很多相似特点，但因地球产生的重力场只会对物体产生引力，而电场对其中的电荷既可产生引力，也可产生斥力，所以计算静电力的功时要注意电荷的电性、移动的方向、电场强度的方向等，以便确定功的正负和电势能的变化情况预习导学预习导学课堂讲义第一章 静电场二、电势能1概念：电荷在中具有的势能叫做电势能2与电场力做功的关系：静电力做的功等于电势能的，用公式表示.电场减少量WABEpAEpB预习导学预习导学课堂讲义第一章 静电场3电势能的确定(1)先确定零电势能位置通常把电荷在离场源电荷的电势能规定为零，或把电荷在表面上的电势能规

3、定为零(2)电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到位置时所做的功电势能是相对的无限远处大地零势能预习导学预习导学课堂讲义第一章 静电场三、电势1概念：电荷在电场中某一点的与它的的比值电势能电荷量伏特V预习导学预习导学课堂讲义第一章 静电场3相对性：电势也是相对的，常取离场源电荷的电势为零，或大地的电势为零，电势可以是值，也可以是值，没有方向，因此是4与电场线关系：沿电场线的方向电势无限远处正负标量降低预习导学预习导学课堂讲义第一章 静电场想一想 电荷在电势越高的位置电势能越大吗？答案 不一定，正电荷在电势越高处电势能越大，负电荷在电势越高处电势能越小预习导学预习导学课堂讲义第一章 静电

4、场四、等势面1定义：电场中的各点构成的面2等势面的特点(1)等势面一定跟电场线，即跟电场强度的方向垂直(2)电场线总是由的等势面指向的等势面，两个不同的等势面电势相等垂直电势高电势低永不相交预习导学预习导学课堂讲义第一章 静电场3熟悉下面几种常见电场等势面的特点：预习导学预习导学课堂讲义第一章 静电场预习导学预习导学课堂讲义第一章 静电场想一想 等势面为什么不能相交？答案 不同等势面电势不相等，若等势面相交，则在交点处两等势面电势相等，这与实际相矛盾所以两等势面不相交课堂讲义预习导学课堂讲义第一章 静电场一、电场力做功理解及与电势能的关系1.对电场力做功的理解(1)电场力对电荷所做的功，与电荷

5、的初末位置有关，与电荷经过的路径无关该结论既适用于匀强电场又适用于非匀强电场(2)电场力和瞬时速度方向的夹角为锐角时电场力做正功，夹角为钝角时电场力做负功课堂讲义预习导学课堂讲义第一章 静电场2对电势能的理解(1)系统性：电势能由电场和电荷共同决定，但我们习惯说成电场中的电荷所具有的(2)相对性：电势能的数值与零势能点的选取有关(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课堂讲义预习导学课堂讲义第一章 静电场3电场力做功与电势能变化的关系 WABEPAEPB电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加4电势能

6、增减的判断方法(1)做功判断法：无论正、负电荷，电场力做正功，电势能就减小，电场力做负功，电势能就增大课堂讲义预习导学课堂讲义第一章 静电场(2)由公式EpAqA判断：设AB；当q0时，qAqB，即EpAEpB；当q0时，qAqB即EpAEpB.可总结为正电荷在电势高的地方电势能大，而负电荷在电势高的地方电势能小(3)能量守恒法：电场力做功时，电荷的动能和电势能互相转化，动能减少多少，电势能就增加多少，反之亦然课堂讲义预习导学课堂讲义第一章 静电场【例1】将带电荷量为6106 C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了3105 J的功，再从B移到C，电场力做了1.2105 J的功，则(1

7、)电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能共改变了多少？(2)如果规定A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少？(3)如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？答案 见解析课堂讲义预习导学课堂讲义第一章 静电场解析(1)WACWABWBC(31051.2105)J1.8105 J.可见电势能增加了1.8105 J.(2)如果规定A点的电势能为零，由公式得该电荷在B点的电势能为EpBEpAWAB0WAB3105 J.同理，C点的电势能为EpCEpAWAC0WAC1.8105 J.(3)如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点的电势能为：EpAEpBWAB

8、0WAB3105 J.C点的电势能为EpCEpBWBC0WBC1.2105 J.课堂讲义预习导学课堂讲义第一章 静电场借题发挥 功是能量转化的量度，但要理解并区别电场力的功与电势能变化的关系、合外力的功与动能变化的关系(动能定理)，即搞清功与能的变化的对应关系课堂讲义预习导学课堂讲义第一章 静电场二、对电势的理解和电势高低的判断方法1对电势的三点理解(1)电势的相对性：电场中某点的电势跟零电势位置的选取有关，常选取无限远处或大地的电势为零(2)电势的固有性：电场中某点处的大小是由电场本身决定的，与在该点处是否放入试探电荷、电荷的电性、电荷量均无关(3)电势的标量性：电势是标量，但有正、负正值表

9、示该点电势高于零电势，负值表示该点电势低于零电势显然，电势的正、负只表示大小，不表示方向课堂讲义预习导学课堂讲义第一章 静电场课堂讲义预习导学课堂讲义第一章 静电场【例2】如果把q1.0108 C的电荷从无限远移到电场中的A点，需要克服静电力做功W1.2104 J，那么，(1)q在A点的电势能和A点的电势各是什么？(2)q未移入电场前，A点的电势是多少？答案(1)1.2104 J1.2104 V(2)1.2104 V课堂讲义预习导学课堂讲义第一章 静电场课堂讲义预习导学课堂讲义第一章 静电场课堂讲义预习导学课堂讲义第一章 静电场【例3】有一电场的电场线如图152所示，电场中A、B两点电场强度的

10、大小和电势分别用EA、EB和A、B表示，则()图152课堂讲义预习导学课堂讲义第一章 静电场AEAEB，ABBEAEB，ABCEABDEAEB，AB答案 D解析 由电场线的疏密可知EAEB，根据沿电场线电势降低可知AB，故D正确课堂讲义预习导学课堂讲义第一章 静电场三、等势面的特点和应用1特点(1)在同一等势面内任意两点间移动电荷时，静电力不做功(2)在空间没有电荷的地方两等势面不相交(3)电场线总是和等势面垂直，且从电势较高的等势面指向电势较低的等势面(4)在电场线密集的地方，等差等势面也密集(5)等势面是虚拟的，为描述电场的性质而假想的面课堂讲义预习导学课堂讲义第一章 静电场2应用(1)由

11、等势面可以判断电场中各点电势的高低及差别(2)由于等势面和电场线垂直，已知等势面的形状分布，可以绘制电场线，从而确定电场大体分布(3)由等差等势面的疏密，可以定性地确定某点场强的大小课堂讲义预习导学课堂讲义第一章 静电场【例4】(2014宁波高二联考)在如图153所示的负点电荷产生的电场中，一检验电荷从A点分别移到B、C、D、E(在以O为圆心的圆周上)，则下列情况正确的是()图153课堂讲义预习导学课堂讲义第一章 静电场A从A到B电场力做功最大B从A到E电场力做功最大C电场力做功一样多DA点比D点电势高答案C解析B、C、D、E在同一等势面上，所以检验电荷在这四点时的电势能相等，由WABEpAEpB可知，C正确；在Q的电场中，D点离源电荷远，所以D点的电势比A点高，故D错预习导学预习导学课堂讲义第一章 静电场再见