人教版选修3－1　1.4电势能和电势 (共34张PPT)

1.4电势能和电势 学习目标： 1、理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系。 2、理解电势的概念，知道电势是描述电场的能的性质的物理量。 3、明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。 4、了解电势与电场线的关系，了解等势面的意义及与电场线的关系。 1、电场的基本性质？ 2、为了描述电场力的性质，我们引入了什么概念？ 3、为了形象的描述电场我们引入了电场线，其有哪些特点？ 复习回顾 例：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, 试探电荷的动能增加，电场力做了功。 问题一:电场对放入其中的电荷有力的作用，那么电场力做不做功呢？若做功有什么特点？ E F + q A B W = F·|AB| cosθ = qE·|AM| 1.将电荷q从A沿直线移至B: 问题二:静电力做功有什么特点? M E A B ө + q + q F 2.将电荷q从A沿折线移至B: 对AM: W1 = q E ·|AM| 对MB: W2 = 0 对全程: W = W1 + W2= q E·|AM| M ө E A B + q F + q F 3.将电荷q从A沿曲线移至B: W = W1 + W2 + W3 +… = q E·|AM| W1 = q E ·x1 W2 = q E ·x2 W3 = q E ·x3 … … … … x1 + x2 + x3 +…=? X1 x2 M A B ө E + q F + q F E A B + q F + q F + q F M 4.将电荷q从A沿其它曲线移至B，静电力做功？ 5. 如果移动负电荷，1—4结论又如何？ E M ө E A B q F － M A F + ө q B + B M A F ө q WAB= F·|AB|cosθ=qE·|AM| 正点电荷沿不同路径从A移到B电场力做多少功？ + 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: WAB= qE·|AM| WAB= qE·|AM| 沿任意路径电场力做功: WAB=qE·|AM| 结论：在匀强电场中移动电荷时，静电力做功与路径无关,由电荷的初末位置来决定. 一、静电力做功的特点 6. 这个结论适合于其它电场吗？ 对于非匀强电场也适用 问题三:做功的过程是能量转化的过程，电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢？ 回顾重力做功的特点是什么? A B C 1.在这三次情况下 重力做功关系？ 2.WG = m g h 3.可以引进重力势 能的概念 h mg mg mg １、定义：电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能，叫电势能。 二、电势能 2、符号：EP 标量 讨论:下列电荷在电场中移动时,静电力做什么功? 电荷的电势能如何变化? 若在电场中移动的是负电荷呢? E A B A B + F F + E - - F F １、定义：电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能，叫电势能。 二、电势能 2、符号：EP 标量 3、电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小 4、电场力对电荷做负功，电荷的电势能增加 5、静电力做的功等于电势能的减少量 W = EP1 - EP2 = -ΔEP 电势能减少 WAB = EPA－EPB =103J 电势能为负表示的物理意义是什么？ 例1. 如图,在场强 的匀强电场中,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=? E A B F + q 6、电势能具有相对性,电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功 (通常把离场源无限远处或大地表面的电势能规定为零) 电势能为负表示电荷在该处的电势能比零还要小. 电势能是电荷和电场所共有的,具有系统性 例2．右图中MN为电场中某一条电场线方向向右，在线取两点a、b 今将一电荷＋q从a移到b则（ ） A.电场力做正功，＋q的电势能增加； B.电场力做负功，＋q的电势能增加； C.电场力做正功，＋q的电势能减少； D.电场力做负功，＋q的电势能减少。 C 例3.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( 多 ) 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 a b 例4.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