电势能和电势

MENTALHEALTHCOUNSELINGPPT第4节电势能和电势第一章静电场人教版高中物理选修3-1课堂导入一个试探电荷在匀强电场中某点由静止释放,它将如何运动?动能将如何变化？（不计重力）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。E+是什么能转化为试探电荷的动能的呢？【探究一：静电力做功的特点】ME【情景一】：在匀强电场中，将电荷q从A沿直线移至B:ABө+qF问题：静电力做功多少？分析结果：一、静电力做功的特点MөEAB【情景二】：在匀强电场中将电荷q从A沿折线移至B:对AM:对MB:对全程:+qF+qF问题：静电力做功多少？分析结果：一、静电力做功的特点【情景三】：在匀强电场中，将电荷q从A沿曲线移至B:MөEAB+qFEAB+qF+qF+qF+qF……MX1X2X3一、静电力做功的特点。【讨论】将电荷q从A沿其他曲线移至B，静电力做功多少？如果移动电荷-q，1～4的结论又如何？MөEAB-qF－B+MAFөq+一、静电力做功的特点【探究归纳】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，仅与电荷的起始位置和终止位置有关，与初、末两点在电场线上的距离有关。该结论对于非匀强电场也是适用的。什么力做功还有这个特点？一、静电力做功的特点静电力做功的特点与重力做功情况相似。【思考】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。重力做功的过程是重力势能转化为动能的过程。一、静电力做功的特点定义：电荷在电场中受到电场力而具有的与位置有关的势能叫做电势能。符号EP。相对性：规定无限远处或大地表面的电势能为0。标量：电势能是标量,有正负，正负表示该点的电势能比零势能点的电势能的高低。4.电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性。5.电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该处移

动到零势能位置所做的功。电势能正电荷从A点移到B点时,静电力做正功,电荷的电势能减少。【情景1】：电荷仅在电场力作用下从A运动到B，静电力做什么功？电荷的电势能如何变化？AB++二、静电力做功与电势能的关系正电荷从B点移到A点时,静电力做负功,电荷的电势能增加。【情景2】：电荷仅在电场力作用下从B运动到A，静电力做什么功？电荷的电势能如何变化？AB++二、静电力做功与电势能的关系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【总结】【类比】重力做功与重力势能的关系重力对物体做正功，物体重力势能减小；重力对物体做负功，物体重力势能增加；即：重力做功等于重力势能的减少量；二、静电力做功与电势能的关系静电力做功与电势能的关系：静电力做的功等于电势能的减少量。关系式：【探究结论】二、静电力做功与电势能的关系【典例1】.如图，在场强的匀强电场中，将点电荷q=+1C从A移动到B，AB相距L=1m，静电力做功为多少？电势能如何变化？若规定EPA=0，则EPB=？EABFq+【解析】：静电力的方向与运动方向相同，静电力做正功，电势能减小。典型案例EABFq+解：静电力做的功静电力做正功，电势能减小。若EPA=0，由得若规定其他点的电势能为0，还成立吗？某一点的电势能，与零势能点的选取有关。【互动探究】典型案例可见：比值能够描述电场的能的本领大小，我们引入一个新的物理量——“电势”来表示它。三：描述电场的能的性质的物理量电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值。1V=1J/C。1.定义:2.公式:3.单位:伏特(V)(计算时要代入正负号)。4.电势的性质⑴电势具有相对性,要确定电势,应先规定电场中某处的电势为零。(通常取离场源电荷无限远处或大地表面的电势为零)⑵电势是标量,有正负,数值取决于零电势面的选取。(负电势表示该处的电势比零电势处电势低)⑶沿电场线方向电势降低。电势地图中常用等高线来表示地势的高低

2课堂活动四：形象描述电势高低的方法电场中，电势相等的点构成等势面。BA+mpq在同一等势面上移动电荷，静电力不做功。E同一等势面上的点，电势都相等电场线与等势面垂直，并指向电势低的等势面。+CD+知识点3：等势面1.点电荷电场中的等势面：以点电荷为球心的一簇球面几种典型电场的等势面：点电荷的等势面与等高线对比示意图知识点3：等势面2.等量异种点电荷电场中的等势面：两簇对称曲面等量异种点电荷的等势面与等高线对比示意图知识点3：等势面OMN【小组讨论】在电荷连线中垂线上电势分布规律1.若规定无限远处电势为零，则φ0

0（大于、等于、小于）2.比较M、N两点的电势大小？等于知识点3：等势面3.等量同种点电荷电场中的等势面：两簇对称曲面等量同种点电荷的等势面与等高线对比示意图知识点3：等势面OMN【小组讨论】在电荷连线中垂线上电势分布规律1.若规定无限远处电势为零，则φ0

0（大于、等于、小于）

2.比较M、N两点的电势大小？大于知识点3：等势面4.匀强电场中的等势面：垂直于电场线的一簇平面知识点3：等势面5.形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面知识点3：等势面【典例2】(2017·全国卷I)在一静止点电荷的电场中,任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r的关系如图所示。电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec和Ed。点a到点电荷的距离ra与点a的电势φa已在图中用坐标(ra,φa)标出,其余类推。现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点,在相邻两点间移动的过程中,电场力所做的功分别为Wab、Wbc和Wcd。下列选项正确的是()A.Ea∶Eb=4∶1 B.Ec∶Ed=2∶1C.Wab∶Wbc=3∶1D.Wbc∶Wcd=1∶3AC典型例题1.电势能大小的判定方法方法一：从做功角度来判断（利用功能关系）【创设情景】：将电荷从A移动到B，在这一过程中若电场力做正功，电势能减少若电场力做负功，电势能增加注意：做功正负依据静电力与速度的夹角来判定方法二：利用来判断对于正电荷，电势大处，电势能就是大；对于负电荷，电势大处，电势能反而小；【规律方法】2.电势高低的判定方法方法一：沿电场线方向电势降低方法二：从来判断对于正电荷，电势能大处