《电势能和电势》课件新课标.ppt

一个试探电荷在电场中某点由静止释放,将如何运动?,在电场力作用下电荷做加速运动,一段时间后获得一定的速度,试探电荷的动能增加.,什么能转换为动能的呢?,一、静电力做功的特点,B,M,A,F,q,W甲= F·|AB|cos=qE·|AM|,把正电荷沿不同路径从A点移到B电场力做功？,+,甲,乙,丙,沿甲路径电场力做功:,沿乙路径电场力做功:,沿丙路径电场力做功:,W乙= qE·|AM|,W丙= qE·|AM|,沿任意路径电场力做功:,W任意=qE·|AM|,一、静电力做功的特点,在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷经过的路径无关,只与电荷的起始位置和终止位置有关，。,对于非匀强电场也适用,重力做功与路径无关,由初末位置的高度差来决定.,重力做功的过程是重力势能转化动能的过程.,那么电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢？,做功的过程是一个能量转化的过程,正电荷从A点移到B点时,静电力做正功,电荷的电势能减少.,正电荷从B点移到A点时,静电力做负功,即电荷克服静电力做功,电荷的电势能增加.,二、电势能,电势能是电荷在电场中所具有的能量,二、电势能,1、电荷在电场中具有与其位置有关的能量叫电势能。,2、电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小,电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大,电场力做的功等于电势能的减少量,电势能为负表示电荷在该处的电势能比零还要小.,4、电势能是电荷和电场所共有的，具 有系统性,3、电势能是相对的，与零电势能面有关,5、电势能是标量,重力势能和电势能类比,重力场中，重力：地球和物体之间存在的吸引力,电场中，电场力：电荷之间的作用力,有重力就有重力势能Ep= mgh,有电场力就有相应的能，叫电势能EP,Ep由物体和地面间的相对位置决定,EP由电荷间的相对位置决定,W重 = EP1-EP2,W电 = EPA-EPB,例1. 如图,在场强E=103N/C的匀强电场中,点电荷q=+1c从A移动到B,AB相距L=1m,电场力做功为多少?电势能如何变化?,电势能减少,+,电荷在B点具有的电势能多大？,物体在B点具有的重力势能多大？,mg,A,B,设A点的重力势能,WAB = EPAEPB =103J,重力势能为负表示的物理意义是什么？,设物体在重力作用下从运动到B重力做功,、下列说法中正确的是（ ） A.当两正点电荷相互靠近时，它们的电势能增大 B.当两负点电荷相互靠近时，它们的电势能增大 C.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能减小 D.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能增大。,ABC,、一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场力做了5×106J的功，那么 ( ) A电荷在B处时将具有5×106J 的电势能 B电荷在B处将具有5×106J 的动能 C电荷的电势能减少了5×106J D电荷的动能增加了5×106J,CD,、将带电量为6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了3×10-5J的功，再从B移到C，电场力做了1.2×10-5J的功，则 （1）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？,增加了1.8×10-5J.,EPC=1.8×10-5 J,EPC=-1.2×10-5 J,EPB=3×10-5 J,EPA= -3×10-5 J,4、如图所示,在等量正点电荷形成的电场中,它们连线的中垂面ab上, 有一电子,从静止开始由a运动到b的过程中(a、b相对O对称),下列说法正确的是( ) A.电子的电势能始终增多 B.电子的电势能始终减少 C.电子的电势能先减少后增加 D.电子的电势能先增加后减少,C,5、一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图虚线所示,电场方向竖直向下.若不计空气阻力,则此带电油滴从a运动到b的过程中,能量变化情况为( ) A.动能减小 B.电势能增加 C.动能和电势能之和减少 D.重力势能和电势能之和增加,E,a,b,C,a和b为电场中的两点,如果把q=-2X10-8C的负电荷从a点移动到b点,电场力对该电荷做了4X10-7J的正功,则该电荷的电势能( ) A.增加了4X10-7J B.增加了2X10-7J C.减少了4X10-7J D.减少了8X10-7J,C,如图所示，是负点电荷产生的电场中的一条电场线。一个带正电的粒子（不计重力）从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示，则该带电粒子在a点的加速度一定 在b点的加速度。带电粒子在a点的电势能一定 在b点的电势能。（填“大于”、“小于”式“等于”）。,E,N,b,a,小于,大于,-,电场中在某一点的电势能EP与它的电荷量q的比值大小是由电场本身的性质决定的，与放不放电荷及放什么电荷无关。,反映电场能的性质,三、电势,电荷电场中在某一点的电势能与它的电荷量的比值,1 V = 1 J/C,三、电势,1. 定义:,2. 公式:,3. 单位: 伏特(V),(计算时要代入正负号),对电势概念的理解,三、电势,（）电势是表征电场中某点能的性质的物理量，仅与电场中某点性质有关，与电场力做功的值及试探电荷的电荷量、电性无关。,（2）电势的具体值只有在选定了零电势点后才有意义，故电势是相对的。电势零点的选取是任意的，但以方便为原则，如果没有特别规定，一般选无穷远或大地的电势为零,（3）电势是标量，在规定了零电势后，电场中各点的电势可以是正值，也可以是负值。正值表示该点电势比零高，负值表示该点电势比零低。,有关电场中某点的电势，下列说法中正确的是（ ） A、由放在该点的电荷所具有的电势能的多少决定 B、由放在该点的电荷的电量多少来决定 C、与放在该点的电荷的正负有关 D、是电场本身的属性，与放入该点的电荷情况无关,D,把 的试探电荷放在电场中的A 点,具有 的电势能, 求A点的电势,.,（1）若把 的试探电荷放在电场中的A点,电荷所具有的电势能是多少?,（2）若把 的试探电荷放在电场中的A点,电荷所具有的电势能又是多少?,15V,将一电量为 的点电荷从电场外一点P移至电场中某点A, 电场力做功 , 求A点的电势.,解:,设场外一点P的电势为,思考：,三、电势,若以无穷远处电势为零,负点电荷周围各处的电势的特点,正点电荷周围各处的电势的特点,都为正，越靠近正电荷电势越高。,都为负，越靠近负电荷电势越低。,电场中两点电势高低的判断方法,三、电势,（1）根据电场力做功来判断,（3）根据电场线方向来判断,（2）根据电荷电势能的变化来判断,1.在两点间移动正电荷，电场力做正功电势降；做负功电势升,2.在两点间移动负电荷，电场力做正功电势升；做负功电势降,电场线的方向就是电势降低最快的方向,1.在两点间移动正电荷，电势能增加电势升；电势能减小电势降,2.在两点间移动负电荷，电势能增加电势降；电势能减小电势升,电势与场强没有直接关系,如图所示，a、b为某电场线上的两点，那么以下的结论正确的是 （ ） A把正电荷从a移到b，电场力做正功，电荷的电势能减少，电势降低。 B把正电荷从a移到b，电场力做负功，电荷的电势能增加，电势降低。 C把负电荷从a移到b，电场力做正功，电荷的电势能减少，电势升高。 D把负电荷从a移到b，电场力做负功，电荷的电势能增加，电势降低。,AD,a,b,如图所示，实线为一电场的电场线，A、B、C为电场中的三个点，那么以下的结论正确的是 （ ） A B C D,B,A,B,C,6、如图所示，点电荷的静电场中电场线用实线表示，但其方向未标明，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹。a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受到电场力作用，根据此图可作出正确判断的是( ) A.带电粒子所带电荷的性质 B.带电粒子在a、b两点的受力方向 C.带电粒子在a、b两点的速度何处较大 D.带电粒子在a、b两点的电势能何处较大,BCD,8、如图，虚线a、b、c势某静电场中的三个等势面，它们的电势a最大，c最少，一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如图实线KLMN所示，由图可知（ ）,粒子从K到L的过程中， 电场力做负功 粒子从L到M的过程中， 电场力做负功 粒子从K到L的过程中， 电势能增加 粒子从L到N的过程中， 动能减少,AC,9、如果把q=1.0×10-8C的电荷从无穷远处移至电场中的A点，需克服电场力做功W=1.2×10-4J.那么 q在A点的电势能和在A点的电势各是多少？ q未移入电场前A点的电势是多少 ？,10、如图所示，电场中有A、B两点，则下列说法中正确的是（ ） A、电势A B 场强EAEB B、电势A B 场强EAEpB,BC,(1)定义,电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面,(2)等势面是为了形象描述电场中各点电势面人为画出的曲面,四、等势面,(3)等势面的特点,1.沿着同一等势面移动电荷时静电力不做功,2.两个电势不同的等势面不能相交,3.电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面,4.等势面一定与电场线垂直，即跟场强方向垂直,5.等差等势体分布越密,场强越大;分布越疏,场强越小,点电荷的电场的等势线,点电荷的电场的等势线,等量异种电荷电场的等势面,等量同种电荷电场的等势面,匀强电场的等势面,带电导体周围的电场和等势面,关于等势面正确的说法是（ ）A电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功 B等势面上各点的场强大小相等 C等势面一定跟电场线垂直 D两等势面不能相交,CD,一个点电荷，从静电场中的a点移至b点，其电势能的变化为零，则（ ） Aa、b两点的场强一定相等 B该电荷一定沿等势面移动 C作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是垂直的 Da、b两点的电势相等,D,如图所示,虚线a、b、c表示静电场中三个等势面,它们的电势分别是 且 ,一带正电的粒子射入电场中,其运动轨迹如图中KLMN所示.由图可知( ) A.粒子从K到L的过程中,电场力做负功 B.粒子从L到M的过程中,电场力做负功 C.粒子从K到L的过程中,电势能增加 D.粒子从L到M的过程中,动能减少,AC,一负电荷仅受电场力的作用,从电场中的A点运动到B点,在此过程中该电荷做初速度为零的匀加速直线运动,则A、B两点电场强度EA、EB及电荷在AB两点的电势能EPA、EPB之间的关系为 ( ) A. EA=EB B. EAEPB,AD,如图所示,三条平行等距直虚线表示电场中三个等势面,电势值分别为10V、20V、30V,实线是一带负电的粒子(不计重力)在该区域内的运动轨迹,对于轨迹上的a、b、c三点来说 ( ) A.粒子必先过a，再到b，然后到c B.粒子在三点受到的合力Fa=Fb=Fc C.粒子在三点动能大小为EkaEpbEpc,B,a,b,c,30V,20V,10V,在静电场中，把一个电荷量q=2.0X10-5C的负电荷由M点移到N点，电场力做6.0X10-4J，由N点移到P点，电场力做负功1.0X10-3J，则M、N、P三点电势高低关系是 .,若以N点为零电势点，则M、N、P三点电势为 .,若以M点为零电势点，则M、N、P三点电势为 .,如图所示, a、b、c表示点电荷的电场中三个等势面,它们的电势分别为 .一带电粒子从等势面a上某处由静止释放后,仅受电场力作用而运动,已知它以过等势面b时的速率为v,则它经过等势面c时的速率为 .,a,b,c,一匀强电场，场强方向是水平的，如图所示。一个质量为m的带正电的小球，从点出发，初速度的大小为v0，在电场力与重力作用下，恰能沿与场强的反方向角的直线运动求小球运动到最高点时其电势能与在点的电势能之差,E,O,v0,12、孤立点电荷电场中的一簇等势面如图所示中虚线所示，其电势分别为1、2、3，A、B、C是某电场线与这簇等势面的交点，且ab=ac.现将一负电荷由a移到b，电场力做正功W1；再由b移至C，电场力做正功W2,则（ ） A.W1=W2，123 B.W1=W2，123 C.W1W2，123 D.W1W2，123,C,13、在匀强电场中有a、b、c三点，位置关系如图52-6所示，其中ab=3 cm，bc=1cm已知电场线与abc三点所在的平面平行,若将电量为-2×10C的点电荷从a 移到b，电场力不做功，而把该电荷从a移到c，电场力做功为1.8×10J (1)画出通过 a、b、c 三点的电场线 (2)求该匀强电场的电场强度,答案：9×102V/m,等势面,如图所示，三个等差等势面上有a、b、c、d四点，若将一个正电荷由c经a移动到d电场力做正功W1，若由c经b移动到d电场力做正功W2，则：,3.如图所示，细线一端系着一个带电量为+q、质量为m的小球，另一端固定于O点，加一匀强电场后可使小球静止于图示位置，此时悬线与竖直方向夹角为。要使电场的场强最小，该电场场强的方向怎样？大小如何？,垂直悬线斜向上方,14、将一个-7.0C的电荷从无限远处移到图示电场中的A点时，电荷的电势能为-140J，问此过程中静电力做功是多少？,15、甲是等量异号电荷的电场线分布图，乙是等量同号点电荷的电场线分布图。AOB是两点电荷的连线的垂直平分线，O是连线中点。,（1）在甲图中，把单位正试探电荷从O点沿OA移动到无限远处，静电力是否做功？电势能是否变化？怎样变化？ （2）在乙图中，把单位正试探电荷从O点沿OA移动到无限远处，静电力是否做功？电势能是否变化？怎样变化？,方法一: 根据电场力做功的正负判断：,如何比较电荷电势能的大小呢？,方法二: 直接根据公式 判断,电场力做正功，电势能减少； 电场力做负功，电势能增加。,方法三: 根据电场线来判断,如图所示,在场强E=104N/C的水平匀强电场中,有一根长L=15cm的细线,一端固定在O点,另一端系一个m=3g,带电荷量q=2X10-6C的小球,当细线处于水平位置时,小球从静止开始释放,则小球到达最低点B时的速度是 .,O,A,B,E,若小球带电荷量为q=3X10-6C,从A点静止释放, 则到达B时的速度?,在哪个位置时速度最大?,：阿尔法 Alpha ：贝塔 Beta ：伽玛 Gamma ：德尔塔 Delte ：艾普西龙 Epsilon ：捷塔 Zeta ：依塔 Eta ：西塔 Theta ：艾欧塔 Iota ：喀帕 Kappa ：拉姆达 Lambda ：缪 Mu,：拗 Nu ：克西 Xi ：欧麦克轮 Omicron ：派 Pi ：柔 Rho ：西格玛 Sigma ：套 Tau ：宇普西龙 Upsilon ：fai Phi ：器 Chi ：普赛 Psi ：欧米伽 Omega,