高中物理第1章电势能和电势课件新人教版选修3-1综述

1、配人教版配人教版 物理物理 选修选修3-1配人教版配人教版 物理物理 选修选修3-14电势能和电势电势能和电势配人教版配人教版 物理物理 选修选修3-11重力做功可用重力做功可用WG_计算重力做功只跟物体的计算重力做功只跟物体的_有关，而跟物体的运动路径无关重力做功伴随有关，而跟物体的运动路径无关重力做功伴随着重力势能变化，即着重力势能变化，即WG_.2当物体向下运动时，重力做当物体向下运动时，重力做_，则，则Ep1_Ep2，即重力势能即重力势能_，数量等于，数量等于_；当物体向上运动；当物体向上运动时，重力做时，重力做_，则，则Ep1_Ep2，即重力势能，即重力势能_，数量，数量等于物体等于

2、物体_精彩回眸精彩回眸mgh 初、末位置初、末位置 mgh1mgh2Ep1Ep2正功正功 减少减少重力所做的功重力所做的功 负功负功增加增加克服重力所做的功克服重力所做的功配人教版配人教版 物理物理 选修选修3-13如图如图141所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是一带电粒子通过该电场区域时的运动轨产生的电场线，虚线是一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，迹，a，b是轨迹上的两点若带电粒子在运动中只受电场力作是轨迹上的两点若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可做出正确判断的是用，根据此图可做出正确判断的是()配人教版配人教版 物理物

3、理 选修选修3-1A粒子所带电荷的正负粒子所带电荷的正负B带电粒子在带电粒子在a，b两点的受力方向两点的受力方向C带电粒子在带电粒子在a处所受的电场力比处所受的电场力比b处小处小D带电粒子在带电粒子在b处的速度比处的速度比a处的速度大处的速度大【答案】【答案】B配人教版配人教版 物理物理 选修选修3-1一、静电力做功的特点一、静电力做功的特点在电场中把点电荷在电场中把点电荷q从从A点移动点移动到到B点，不管走什么路径，静电力点，不管走什么路径，静电力所做的功都相同说明静电力做功所做的功都相同说明静电力做功与电荷经过的与电荷经过的_无关，与电荷无关，与电荷的的_位置和位置和_位置有关位置有关(如

4、如图图142所示所示)新知梳理新知梳理路径路径起始起始终止终止配人教版配人教版 物理物理 选修选修3-1二、电势能二、电势能1电荷在电荷在_中具有的势能叫做电势能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_，用公式表示为，用公式表示为_3电势能的确定电势能的确定(1)先确定零电势能位置先确定零电势能位置(2)通常把电荷在离场源电荷通常把电荷在离场源电荷_的电势能规定为的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零，零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零，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点的电势

5、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位置时所做的功电势能是相对的电场电场减少量减少量WABEpAEpB无限远处无限远处零势能零势能配人教版配人教版 物理物理 选修选修3-1三、电势三、电势1概念：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的概念：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的_2公式和单位：电势的定义公式为公式和单位：电势的定义公式为_，单位是，单位是_，符号是符号是_3相对性：电势也是相对的，常取离场源电荷无限远处相对性：电势也是相对的，常取离场源电荷无限远处的电势为零，大地的电势为零，电势可以是正值，也可以是负的电势为零，大地的电势为零，电势可以是正值，也可以

6、是负值，没有方向，因此是值，没有方向，因此是_4与电场线关系：沿电场线的方向电势与电场线关系：沿电场线的方向电势_比值比值 伏特伏特V标量标量降低降低配人教版配人教版 物理物理 选修选修3-1四、等势面四、等势面1定义：电场中电势相等的各点构成的面定义：电场中电势相等的各点构成的面2等势面的特点等势面的特点(1)等势面一定跟电场线垂直，即跟场强方向垂直等势面一定跟电场线垂直，即跟场强方向垂直(2)电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面，电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面，两个不同的等势面永不相交两个不同的等势面永不相交(3)两个等势面间的电势差是恒定的，但在非匀强电场两个等势面

7、间的电势差是恒定的，但在非匀强电场中，两个等势面间的距离并不恒定，场强大的地方，两等势面中，两个等势面间的距离并不恒定，场强大的地方，两等势面间的距离小，场强小的地方，两等势面间的距离大间的距离小，场强小的地方，两等势面间的距离大配人教版配人教版 物理物理 选修选修3-11电场力做功的特点电场力做功的特点电场力对电荷所做的功，与电荷的初末位置有关，与电荷电场力对电荷所做的功，与电荷的初末位置有关，与电荷经过的路径无关经过的路径无关(1)在匀强电场中，电场力做功为在匀强电场中，电场力做功为WqEd，其中，其中d为电荷为电荷沿电场线方向上的位移沿电场线方向上的位移(2)电场力做功与重力做功相似，只

8、要初末位置确定了，电场力做功与重力做功相似，只要初末位置确定了，移动电荷移动电荷q做的功就是确定值做的功就是确定值电场力做功与电势能的变化关系电场力做功与电势能的变化关系配人教版配人教版 物理物理 选修选修3-12电场力做功正负的判断电场力做功正负的判断(1)根据电场力和位移的方向夹角判断，此法常用于匀强根据电场力和位移的方向夹角判断，此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，夹角为钝角做负功角做负功(2)根据电场力和瞬时速度方向的夹角判断，此法常用于根据电场力和瞬时速度方向的夹角判断，此法常用于判断曲线运动中变化的电场力的做

9、功问题，夹角是锐角做正判断曲线运动中变化的电场力的做功问题，夹角是锐角做正功，是钝角做负功，二者垂直不做功功，是钝角做负功，二者垂直不做功配人教版配人教版 物理物理 选修选修3-13电场力做功与电势能变化的关系电场力做功与电势能变化的关系电场力做功与重力做功类似，与路径无关，取决于初末位电场力做功与重力做功类似，与路径无关，取决于初末位置，类比重力势能引入了电势能的概念电场力做功与电势能置，类比重力势能引入了电势能的概念电场力做功与电势能变化的关系是电场力做功度量了电势能的变化：变化的关系是电场力做功度量了电势能的变化：(1)电场力做功一定伴随着电势能的变化，电势能的变化电场力做功一定伴随着电

10、势能的变化，电势能的变化只有通过电场力做功才能实现，与其他力是否做功，及做功多只有通过电场力做功才能实现，与其他力是否做功，及做功多少无关少无关(2)电场力做正功，电势能一定减小；电场力做负功，电电场力做正功，电势能一定减小；电场力做负功，电势能一定增大电场力做功的值等于电势能的变化量，即：势能一定增大电场力做功的值等于电势能的变化量，即：WABEpAEpB.配人教版配人教版 物理物理 选修选修3-1特别提醒：特别提醒：(1)电场力做功只能决定电势能的变化量，而电场力做功只能决定电势能的变化量，而不能决定电荷电势能的数值不能决定电荷电势能的数值(2)电荷在电场中的起始和终止位置确定后，电场力所

11、做电荷在电场中的起始和终止位置确定后，电场力所做的功就确定了，所以电荷的电势能的变化也就确定了的功就确定了，所以电荷的电势能的变化也就确定了(3)电荷在电场中移动时，电势能的变化只与电场力所做电荷在电场中移动时，电势能的变化只与电场力所做的功有关，与零电势能参考点的选取无关的功有关，与零电势能参考点的选取无关配人教版配人教版 物理物理 选修选修3-11(双选双选)下列说法中正确的是下列说法中正确的是(规定无穷远处的电势能为规定无穷远处的电势能为0)()A无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，电场力做的正功越多，电荷在该点的电势能就越大

12、处时，电场力做的正功越多，电荷在该点的电势能就越大B无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，电场力做的正功越少，电荷在该点的电势能越大处时，电场力做的正功越少，电荷在该点的电势能越大配人教版配人教版 物理物理 选修选修3-1C无论是正电荷还是负电荷，从无穷远处移到电场中某无论是正电荷还是负电荷，从无穷远处移到电场中某点时，克服电场力做功越多，电荷在该点的电势能就越大点时，克服电场力做功越多，电荷在该点的电势能就越大D无论是正电荷还是负电荷，从无穷远处移到电场中某无论是正电荷还是负电荷，从无穷远处移到电场中某点时，电场力做功越多，电荷在该

13、点的电势能越大点时，电场力做功越多，电荷在该点的电势能越大【答案】【答案】AC配人教版配人教版 物理物理 选修选修3-1电场强度、电势和电势能的区别与联系？电场强度、电势和电势能的区别与联系？配人教版配人教版 物理物理 选修选修3-1物理量物理量电场强度电场强度E电势电势电势能电势能Ep决定因决定因素素场强由电场本身场强由电场本身决定，与试探电决定，与试探电荷无关荷无关电势由电场本身决电势由电场本身决定，与试探电荷无定，与试探电荷无关，其大小与参考关，其大小与参考面的选取有关，有面的选取有关，有相对性相对性由电荷量和该点电势由电荷量和该点电势二者决定，与参考点二者决定，与参考点选取有关，有相对

14、性选取有关，有相对性联系联系(1)电势沿着电场强度的方向降落电势沿着电场强度的方向降落(2)大小之间不存在任何关系，电势为零的点，场强不一定为大小之间不存在任何关系，电势为零的点，场强不一定为零；电势高的地方，场强不一定大；场强为零的地方，电势不一零；电势高的地方，场强不一定大；场强为零的地方，电势不一定为零；场强大的地方，电势不一定高定为零；场强大的地方，电势不一定高(3)电势为零的地方，电势能一定为零电势为零的地方，电势能一定为零配人教版配人教版 物理物理 选修选修3-12在静电场中，将一正电荷从在静电场中，将一正电荷从a点移到点移到b点，电场力做了点，电场力做了负功，则负功，则()Ab点

15、的电场强度一定比点的电场强度一定比a点大点大B电场线方向一定从电场线方向一定从b指向指向aCb点的电势一定比点的电势一定比a点高点高D该电荷的动能一定减小该电荷的动能一定减小【答案】【答案】C配人教版配人教版 物理物理 选修选修3-1【解释】【解释】电场力做负功，该电荷电势能增加正电荷在电电场力做负功，该电荷电势能增加正电荷在电势高处电势能较大，势高处电势能较大，C正确电场力做负功同时电荷可能还受正确电场力做负功同时电荷可能还受其他力作用，总功不一定为负由动能定理可知，动能不一定其他力作用，总功不一定为负由动能定理可知，动能不一定减小，减小，D错电势高低与场强大小无必然联系，错电势高低与场强大

16、小无必然联系，A错错b点电势点电势高于高于a点，但点，但a、b可能不在同一条电场线上，可能不在同一条电场线上，B错错配人教版配人教版 物理物理 选修选修3-1等量同种、异种点电荷的连线上及连线的中垂线等量同种、异种点电荷的连线上及连线的中垂线上各点电势的高低情况如何？上各点电势的高低情况如何？配人教版配人教版 物理物理 选修选修3-1特别提醒：特别提醒：在等量异种电荷形成的电场中，取无穷远处电在等量异种电荷形成的电场中，取无穷远处电势为零时，中垂线上各点的电势也为零，因此从中垂线上某点势为零时，中垂线上各点的电势也为零，因此从中垂线上某点到无穷远处移动电荷不做功到无穷远处移动电荷不做功配人教版

17、配人教版 物理物理 选修选修3-13如图如图143所示，所示，P、Q是等量的正点电荷，是等量的正点电荷，O是它们是它们连线的中点，连线的中点，A、B是中垂线上的两点，是中垂线上的两点，OAB.当当q0时，时，qAqB，即，即EpAEpB.当当q0时，时，qAqB，即，即EpAEpB.可总结为：正电荷在电势高的地方电势能大，在电势低的可总结为：正电荷在电势高的地方电势能大，在电势低的地方电势能小；负电荷在电势高的地方电势能小，在电势低的地方电势能小；负电荷在电势高的地方电势能小，在电势低的地方电势能大地方电势能大配人教版配人教版 物理物理 选修选修3-1(双选双选)如图如图147所示，真空中所示

18、，真空中等量异种点电荷放置在等量异种点电荷放置在M、N两点，在两点，在MN的连线上有对称点的连线上有对称点a、c，MN连线的中垂线上有对称点连线的中垂线上有对称点b、d，则下列说法正确的，则下列说法正确的是是()Aa点场强与点场强与c点场强一定相同点场强一定相同Ba点电势一定低于点电势一定低于c点电势点电势C负电荷在负电荷在c点电势能一定大于在点电势能一定大于在a点电势能点电势能D正电荷从正电荷从d点移到点移到b点电场力不做功点电场力不做功配人教版配人教版 物理物理 选修选修3-1【例【例3】 将带电荷量为将带电荷量为6106 C的负电荷从电场中的的负电荷从电场中的A点点移到移到B点，克服电场

19、力做了点，克服电场力做了3105 J的功，再从的功，再从B移到移到C，电，电场力做了场力做了1.2105 J的功，则的功，则(1)电荷从电荷从A移到移到B，再从，再从B移到移到C的过程中电势能共改变了的过程中电势能共改变了多少？多少？(2)如果规定如果规定A点的电势能为零，则该电荷在点的电势能为零，则该电荷在B点和点和C点的点的电势能分别为多少？电势能分别为多少？B点和点和C点的电势分别为多少？点的电势分别为多少？(3)如果规定如果规定B点的电势能为零，则该电荷在点的电势能为零，则该电荷在A点和点和C点的点的电势能分别为多少？电势能分别为多少？A点和点和C点的电势分别为多少？点的电势分别为多少

20、？电势、电势能的计算电势、电势能的计算配人教版配人教版 物理物理 选修选修3-1配人教版配人教版 物理物理 选修选修3-1答案：答案：见解析见解析配人教版配人教版 物理物理 选修选修3-1配人教版配人教版 物理物理 选修选修3-1如果把如果把q1.0108 C的电荷从无的电荷从无穷远处移到电场中的穷远处移到电场中的A点，需要克服电场力做功点，需要克服电场力做功W1.2104 J，那么：，那么：(1)q在在A点的电势能和点的电势能和A点的电势各是多少？点的电势各是多少？(2)q在移入电场前在移入电场前A点的电势是多少？点的电势是多少？【答案】【答案】(1)1.2104 J1.2104 V(2)1

21、.2104 V配人教版配人教版 物理物理 选修选修3-1配人教版配人教版 物理物理 选修选修3-1电场中电场中“三线三线”问题的综合分析问题的综合分析本文中所说的本文中所说的“线线”有三类：电场线、等势线和带电粒子有三类：电场线、等势线和带电粒子在电场中的运动轨迹题目往往将电场线、等势线和粒子运动在电场中的运动轨迹题目往往将电场线、等势线和粒子运动的轨迹相结合，考查学生综合应用电场知识、力学知识分析问的轨迹相结合，考查学生综合应用电场知识、力学知识分析问题的能力题的能力电场线：电场线的切线方向表示该点处电场强度的方向，电场线：电场线的切线方向表示该点处电场强度的方向，电场线的疏密程度表示电场强

22、度的大小电场线的疏密程度表示电场强度的大小创新拓展创新拓展配人教版配人教版 物理物理 选修选修3-1等势线：等势线：等势线是把电场中电势相等的各点连成的线，等势线是把电场中电势相等的各点连成的线，等势线总是和电场线垂直；等势线总是和电场线垂直；电场线总是由电势较高的等势面电场线总是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面；指向电势较低的等势面；电场线越密集处，等势面也越密电场线越密集处，等势面也越密集，该处场强越大集，该处场强越大轨迹：轨迹是粒子在电场中通过的路径，轨迹若是曲线，轨迹：轨迹是粒子在电场中通过的路径，轨迹若是曲线，则粒子所受的合力方向总是指向曲线的内侧则粒子所受的合力方向总是指向曲线的内侧配人教版配人教版 物理物理 选修选修3-1【例【例4】 如图如图148所示，一带负电粒子以某速度进入所示，一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，在电场力作用下形成图中所示的运动水平向右的匀强电场中，在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹轨迹M和和N是轨迹上的两点，其中是轨迹上的两点，其中M点在轨迹的最右点不点在轨迹的最右点不计重力，下列表述正确的是计重力，下列表述正确的是()配人教版配人教版 物理物理 选修选