9.5.1带电粒子在电场中的运动(课件)-【上好课】2022-2023学年高中物理同步备课系列（沪科版2020必修第三册）

第九章 静电场 9.5.1 带电粒子在电场中的运动 沪科版（2020） 授课人：上好课 【上好课】2022-2023学年高中物理同步备课系列必修第三册 1 目录 contents 电场中两点的电势差与电场力做功有何关系 01 02 匀强电场中电场强度与电势差有何关系 03 典例分析 2 带电粒子由于携带电荷，在电场中会受到电场力的作用产生加速度，使其速度发生变化。在现代科学实验和技术设备中，常常根据这个原理利用电场来改变或控制带电粒子的运动。北京正负电子对撞机是我国第一台高能加速器，也是世界八大高能加速器之一，如图9-35所示是该装置中的双储存环。该对撺机是高能物理研究的重大科技基础设施。它为中国粒子物理和同步辐射应用提供了基本研究实验手段和条件，使中国高能物理研究进入了世界前 沿。而且，正负电子对撞机产生的同步辐射 作为特殊光源，可在生物、医学、化学、材 料等顿域开展广泛的应用研究工作。 新课导入 电场中两点的电势差与电场力做功有何关系 01 4 重力场 电场 重力mg 某点的高度h 重力势能 重力做功 WG= EP1—EP2 两点间高度差 电势能 电场力qE 电场力做功 WAB= EPA—EPB ？？？ 某点的电势 类比 显然 4、重要关系 （1）UAB=-UBA （2） 电荷q从电场中A点移到B点 A B 计算时必须带符号 1、定义：电场中两点间电势的差值叫电势差，也叫电压。 3、国际制单位：伏特 （V） 2、公式：设电场中A点的电势为 ，B点的电势为 。 （3）UAC =UAB + UBC UAB + UBC = UAC UAB=φA-φB UBC =φB-φC （φA-φB）+（φB-φC ）= φA- Φc 故UAC =UAB + UBC 例题1.关于电势差和电场力作功的说法中，正确的是（ ） A.电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷的电量决定 B.电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电势差和该电荷的电量决定 C.电势差是矢量，电场力作的功是标量 D.在匀强电场中与电场线垂直方向上任意两点的电势差均为零 BD A B C D 0V 1V 2V 3V 电势差有正值也有负值，电势差的正负表示什么意义？ 例题2： ①电势差UAB是标量，有正负，正负表示两点电势φ的高低。（不表示大小） 5、理解: A B C D 0V 1V 2V 3V UAB=1v φA- φB= 1v （ φA比φB高1v ） UCA=-2v φc- φA=-2v （ φC比φA低2v ） 例 注：-2v比1v电势差相隔得多些（ 初中电压是电势差得特殊情况，只有正的特殊情况） ②电势具有相对性，与零势点的选择有关，而电势差与零势点的选择无关。 ③电势差UAB与q无关，与A、B两点的位置有关 。 ④描述电势差时，必须注明所指的两点的初末位置，UAB表示A、B两点的电势差。 UBA表示B、A两点的电势差。 电势和电势差的比较 　　概念 比较　　　 内容　　　 电势φ 电势差U 区 别 定义 电势能与电荷量比值φ＝ 电场力做功与电荷量比值U＝ 决定因素 由电场和在电场中的位置决定 由电场和场内两点位置决定 相对性 与零电势点的选取有关 与零电势点的选取无关 联系 数值关系 UAB＝φA－φB；当φB＝0时，UAB＝φA 单位 相同，均是伏特(V)，常用单位还有kV、mV等 标矢性 都是标量，但均具有正负 物理意义 均是描述电场的能的性质的物理量 例1.有一个带电荷量q=-3×10-6 C的点电荷，从某电场中的A点移到B点，电荷克服电场力做6×10-4 J的功，从B点移到C点，电场力对电荷做9×10-4 J的功，问: (1)AB、BC、CA间电势差各为多少? (2)如以B点电势为零，则A、C两点的电势各为多少?电荷在A、C两点的电势能各为多少? 例2.在电场中把电量为2.0×10-9C的正电荷从A移到B点，电场力做功1.5×10-7J，再把这个正电荷从B点移到C点，电荷克服电场力做功4.0×10-7J.问: （1）A，B，C三点中哪点电势最高?哪点电势最低? （2）求AB间、BC间和AC间的电势差. （3）把－ 1.5×10-9C电荷从A移到C点，电场力做多少功？ （4）根据以上结果，定性地画出电场分布示意图，标出A，B，C三点可能的位置。 解析：(1)正电荷从A移到B点，电场力做正功，所以A点电势比B点高。 正电荷从B移到C点，电场力做负功，所以C点电势比B点高。 但C 、 B间的电势差的绝对值比A、B的电势差的绝对值高，所以C点电势最高，A点次之，B点最低。 (2)A、B的电势差： ＝[（1.5×10－7