高中物理《電勢(shì)能和電勢(shì)》課件（人教版選修3-1）

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第四節(jié)電勢(shì)能和電勢(shì) 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 知道電場(chǎng)力做功的特點(diǎn) 理解電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系 2 理解電勢(shì)能 電勢(shì)的概念及相互關(guān)系 3 理解等勢(shì)面的概念及等勢(shì)面和電場(chǎng)線的關(guān)系 重點(diǎn)難點(diǎn) 電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)及電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系 電場(chǎng)線與等勢(shì)面的關(guān)系及應(yīng)用 易錯(cuò)問題 用公式EpA q A來判斷電勢(shì)能隨電勢(shì)變化情況時(shí) 要區(qū)分正 負(fù)電荷 一 靜電力做功的特點(diǎn)1 在電場(chǎng)中移動(dòng)電荷時(shí) 靜電力做的功與無關(guān) 只與有關(guān) 可見靜電力做功與做功相似 路徑 實(shí)際 起始位置和終止位置 重力 2 在勻強(qiáng)電場(chǎng)中 電場(chǎng)力做的功為W qEd 其中d為沿方向的位移 如教材P16圖1 4 1所示 q沿直線從A移往B 沿折線ANB 沿曲線AB移往B 靜電力做的功都是一樣的 電場(chǎng) 二 電勢(shì)能1 定義 電荷在電場(chǎng)中具有的勢(shì)能 叫做電勢(shì)能 靜電力做的功等于電勢(shì)能的 用公式表示 2 電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能 等于靜電力把它從該點(diǎn)移動(dòng)到位置時(shí)所做的功 通常把電荷離場(chǎng)源電荷的電勢(shì)能規(guī)定為零 或把電荷在大地表面上的電勢(shì)能規(guī)定為零 可見電勢(shì)能是相對(duì)的 減少量 WAB EpA EpB 零勢(shì)能 無限遠(yuǎn)處 三 電勢(shì)1 電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量的比值叫做這一點(diǎn)的電勢(shì) 2 電勢(shì)的定義公式 單位是 符號(hào)是V 3 電場(chǎng)線指向電勢(shì)的方向 電勢(shì)也是相對(duì)的 常取離場(chǎng)源電荷無限遠(yuǎn)處電勢(shì)為零 或大地的電勢(shì)為零 電勢(shì)可以是正值 也可以是負(fù)值 只有大小 沒有方向 因此是 伏特 降低 標(biāo)量 四 等勢(shì)面1 電場(chǎng)中的各點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢(shì)面 2 等勢(shì)面的特點(diǎn) 1 在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)靜電力 2 電場(chǎng)線跟等勢(shì)面 并且由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面 電勢(shì)相同 不做功 垂直 一 電勢(shì)能和重力勢(shì)能的對(duì)比理解 靜電力做功和重力做功盡管有很多相似特點(diǎn) 但因地球產(chǎn)生的重力場(chǎng)只會(huì)對(duì)物體產(chǎn)生引力 但電場(chǎng)對(duì)電場(chǎng)中的電荷既可產(chǎn)生引力 也可產(chǎn)生斥力 所以計(jì)算電場(chǎng)力的功時(shí)要注意電荷的電性 移動(dòng)的方向 場(chǎng)強(qiáng)的方向等 以便確定功的正負(fù)和電勢(shì)能的變化情況 二 對(duì)電勢(shì)的理解和電勢(shì)高低的判斷1 對(duì)電勢(shì)概念的理解 1 電勢(shì)的相對(duì)性 電勢(shì)是相對(duì)的 只有先確定了零電勢(shì)的位置 才能確定其他點(diǎn)的電勢(shì) 電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)跟零電勢(shì)位置的選擇有關(guān) 實(shí)際問題中 常選取無限遠(yuǎn)處電勢(shì)為零 還常取大地電勢(shì)為零 2 電勢(shì)的固有性電勢(shì) 是表示電場(chǎng)能量屬性的一個(gè)物理量 電場(chǎng)中某點(diǎn)處 的大小是由電場(chǎng)本身的條件決定的 與在該點(diǎn)處是否放著電荷 電荷的電性 電荷量均無關(guān) 這和許多用比值定義的物理量相同 如前面學(xué)過的電場(chǎng)強(qiáng)度E F q 3 電勢(shì)是標(biāo)量 電勢(shì)是標(biāo)量 只有大小 沒有方向 電勢(shì)有正 負(fù) 正值表示該點(diǎn)電勢(shì)比零電勢(shì)高 負(fù)值表示該點(diǎn)電勢(shì)比零電勢(shì)低 當(dāng)規(guī)定了無限遠(yuǎn)處為零電勢(shì)時(shí) 正電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)均為正值 且越靠近正電荷的地方電勢(shì)越高 負(fù)電荷形成的電場(chǎng)則相反 2 電場(chǎng)中兩點(diǎn)電勢(shì)高低的判斷方法 1 根據(jù)電場(chǎng)力做功判斷 在兩點(diǎn)間移動(dòng)正電荷 如果電場(chǎng)力做正功 則電勢(shì)降低 如果電場(chǎng)力做負(fù)功 則電勢(shì)升高 在兩點(diǎn)間移動(dòng)負(fù)電荷 如果電場(chǎng)力做正功 則電勢(shì)升高 如果電場(chǎng)力做負(fù)功 則電勢(shì)降低 2 根據(jù)電場(chǎng)線方向判定電場(chǎng)線的方向就是電勢(shì)降低最快的方向 3 根據(jù)電荷電勢(shì)能的變化判斷 在兩點(diǎn)間移動(dòng)正電荷時(shí) 電勢(shì)能增加 則電勢(shì)升高 電勢(shì)能減小 則電勢(shì)降低 在兩點(diǎn)間移動(dòng)負(fù)電荷時(shí) 電勢(shì)能增加 則電勢(shì)降低 電勢(shì)能減小 則電勢(shì)升高 三 電勢(shì)與電勢(shì)能 電場(chǎng)強(qiáng)度的比較1 電勢(shì)與電勢(shì)能的區(qū)別與聯(lián)系 2 電勢(shì)和電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系 在應(yīng)用公式 計(jì)算時(shí) 應(yīng)代入各量的正負(fù)號(hào) 四 對(duì)等勢(shì)面的認(rèn)識(shí)1 等勢(shì)面的特點(diǎn) 1 等勢(shì)面一定與電場(chǎng)線垂直 即跟電場(chǎng)強(qiáng)度的方向垂直 2 在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)靜電力不做功 3 電場(chǎng)線總是從電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面 4 任意兩個(gè)等勢(shì)面都不會(huì)相交 不相切 2 幾種典型電場(chǎng)的等勢(shì)面 1 點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的等勢(shì)面 是以點(diǎn)電荷為球心的一簇球面 如圖1 4 1甲 2 等量異號(hào)點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的等勢(shì)面 是兩簇對(duì)稱的曲面 如圖乙 3 等量同號(hào)點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的等勢(shì)面 是兩簇對(duì)稱的曲面 如圖丙 4 勻強(qiáng)電場(chǎng)中的等勢(shì)面 是垂直于電場(chǎng)線的一簇平面 如圖丁 5 形狀不規(guī)則的帶電導(dǎo)體附近的電場(chǎng)線及等勢(shì)面 如圖戊 圖1 4 1 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全