10.1 电势能和电势（课件）-2023-2024学年高二物理精品课件及分层作业（2019人教版必修第三册）

10.1 电势能和电势 第九章 静电场及其应用 《新人教版高中物理必修3》同步课件 授课教师： 学习目标 基本 要求 1．了解静电力做功的特点。 2．知道电势能的概念。 3．掌握静电力做功与电势能变化的关系。 4．知道电势是描述电场性质的物理量，了解电势概念及单位，知道它的定义式，理解ф与Ep、q无关。 5．理解电场线的方向与电势高、低之间的关系。 6．了解等势面的概念。 发展 要求 1．理解电场线方向与等势面的关系。 2．经历电势能概念引入的过程，体会类比方法的应用。 3．知道电势(电势能)的相对性，并会选取合适的零电势(电势能)点。知道电势是标量，知道正、负电势的意义。 4．了解单个点电荷电场与匀强电场的等势面形状。 说明 不要求用等势面去推断电场的强弱和方向。 问题 增加的动能是哪里来？ + 静电力做功的特点 +++++++++++ ------------------- mg + Eq 议一议： 电荷在匀强电场中受到的电场力与所在位置有关吗？ 重力与电场力有什么异同点？ 静电力做功与路径有关吗？ 静电力做功的特点 A B + 试一试：求电荷沿着AB、与AMB路径，电场力所做的功？ + Eq 路径AB： M 路径AMB： 试一试：若电荷沿着AB曲线运动，此过程静电力做功为多少？ 曲线AB： 将曲线AB分成无数小段，每小段中电场力做功都是电场力乘以沿电场线方向的距离，所以总功 静电力做功的特点 A B + Eq M + Eq + Eq 结论：在匀强电场中移动电荷时，静电力所做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，与电荷经过的路径无关。 这个结论虽然是从匀强电场中推导出来，但同样适用于非匀电场 小试牛刀 如图所示是以电荷+Q为圆心的一组同心圆(虚线)，电场中有A、B、C、D四点。现将一带电荷量为q的正点电荷由A点沿不同的路径移动到D点，沿路径①静电力做功为W1，沿路径②静电力做功为W2，沿路径③静电力做功为W3，则 ( ) A. W2<W3<W1 B. W1=W2=W3 C. W2>W3>W1 D. 因不知道q的具体数值，故无法进行判断 B 电势能 + 增加的动能是哪里来？ A B 电荷在电场中具有与位置有关的能量，成为电势能，用Ep表示。 议一议： 从A到B，电场力做什么功？ 从A到B，电势能如何变化？ 电场力做功与电势能变化有什么关系？ 电势能 + A B 增加的动能由减少的电势能转化过来 能量的转化通过电场力做功完成 根据能量守恒： 由动能定理： 电场力做功与电势能变化关系： 电势能 + A B 电场力做功与电势能变化关系： 此式能确定两点间电势能变化，如何确定 某点电势能？ 需要规定一个标准点，称为零势能点 电势能 + A B 规定B为零势能点，则物体在A点的电势能等于 电势能：电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到零势能位置时静电力所做的功 电势能的系统性：和重力势能一样，电势能是相互作用的电荷（电荷及对它作用的电场）所共有的 零势能 电势 +++++++++++ ------------------- mg + Eq 议一议 重力势能除了与重力有关，还与所处的高度（位置）有关。 电势能与什么有关？ 电势能与电荷大小的关系 + A B 正电荷q在A点的电势能 Eq 零势能 匀强电场中，AB两点间沿电场线方向的距离为l + A B Enq 正电荷nq在A点的电势能 电势能与电荷正负的关系 + A B - A B 正电荷在A点的电势能 电场力做正功，电势能减小 A点的电势能为正 负电荷在A点的电势能 电场力做负功，电势能增加 A点的电势能为正 Eq Eq 零势能 电势 +++++++++++ ------------------- mg + Eq 电势能与什么有关？ 电势能与电荷、零势能点的选取及电荷所在位置有关 有没有物理量可以表征电场本身，与电荷无关？ 提示：电场强度的概念是如何建立的（与试探电荷无关） 电势 + A B Enq 正电荷nq在A点的电势能 正电荷q在A点的电势能 电势：电荷在电场中某点的电势能与电荷量之比 在国际单位制中，电势的单位是伏特（V），1V=1J/C 电势的相对性 + A B 电势：电荷在电场中某点的电势能与电荷量之比 在国际单位制中，电势的单位是伏特（V），1V=1J/C 零势能 由于EP具有相对性，与零势点面的选取有关 的大小也与零势能点的选取有关 电势能的变化 + A B - A B 正电荷从A点移动到B点 EPA>EPB 沿电场线方向，正电荷电势能降低 Eq Eq 负电荷从A点移动到B点 EPA<EPB 沿电场线方向，负电荷电势能增加 电势能的大小与电荷在电场中的位置有关 零势