高中物理教科版选修3-1 1.4电势能电势电势差 (共19张PPT)重点学校使用

1.4 电势能 电势与电势差 1、功的计算： 2、重力做功的特点： (1)与路径无关,由初末位置的高度差来决定. (2)重力做功WG与重力势能变化的关系 (3)重力势能是相对的,须选定零势能参考面 功是(能量)转化的量度！ 重力做多少正功，重力势能减少多少 重力做多少负功，重力势能增加多少 复习： 一个检验电荷在电场中某点由静止释放,将如何运动? E 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,检验电荷的动能增加. + F 静电力做功的特点 在电场强度为E的匀强电场中，试探电荷q沿几条不同路径从A点移动到B点，这几种情况下静电力对电荷所做的功分别是多少？ q所受的静电力： 静电力对q所做的功： 静电力做功的特点 电荷q沿折线AMB从A点移往B点： 在线段AM上静电力对q所做的功： 在线段MB上静电力对q所做的功： 静电力做功的特点 电荷q沿任意曲线ANB从A点移动到B点： 可以用无数组跟静电力垂直和平行的折线来逼近曲线ANB 只要q移动方向与静电力平行，静电力都做功 与静电力平行的短折线的长度之和等于∣AM∣ 静电力做功的特点 不论q经由什么路径从A点移动到B点，静电力做的功都是一样的 在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但与电荷经过的路径无关 这个结论对非匀强电场适用吗？ 这个结论虽然是从匀强电场中推导出来的，但是可以证明对于非匀强电场也是适用的 结论：电场力做功与路径无关,由初末位置来决定.等于电场力与始末位置连线在电场线方向上投影长的乘积. 二、电势能 1、电荷在电场中具有的能量叫电势能。 电场力对电荷做多少正功，电荷的电势能减小多少(电场力做正功，电势能减少） 电场力对电荷做多少负功，电荷的电势能增加多少(电场力做负功，电势能增加） 2、电场力做的功等于电势能变化量的负值 4、电势能有正负，却是标量，正负表示该点的电势能比零点的电势能的高或低。 3.电势能是相对的，与零势能面的选择有关。若规定电荷在离场源电荷无限远处的电势能为零，或把电荷在大地表面上电势能规定为零。 5、电荷在电场中某一点A具有的电势能EP等于将该点电荷由A点移到电势能零点电场力所做的功W。即EP=W A 0 l θ E + 该比值是一个与q无关，仅与电场及A点的位置有关的量。 设EP0 =0 该比值称为A点的电势 零势能参考点 验证： 电荷电场中在某一点的电势能与它的电荷量的比值 1 V = 1 J/C 1. 定义: 2. 公式: 3. 单位: 伏特(V) (计算时要代入正负号) 4. 标量 (有正负) 5. 电势具有相对性：确定电势,应先规定电场中某处的电势为零.(通常规定离场源电荷无限远处或大地的电势为零.) 三、电势 沿着电场线方向，电势如何变化呢？ 6、沿着电场线的方向，电势越来越低 如何确定电场中某点的电势呢？ 7、电势具有相对性，先规定电场中某处的电势为零，然后才能确定电场中其他各点的电势。（通常取离场源电荷无限远处或大地的电势为零） 1、定义： 2、单位：伏特（V） 1V=1J/C 3、电势差是标量，但有正有负 4、决定的因素：只与电场及始末两点的位置有关，与 检验电荷以及电场力对检验电荷所做的功无关。 注意：电场力做的功WAB=qUAB （WAB、q、UAB都有正负号) 5、 UAB＝－UBA， UAC＝ UAB+UBC 四、 电势差（电压） 五.等势面 ——电场中电势相等的点构成的曲面叫做等势面。 【约定】 为了使等势面能够反映电场的强弱，通常使相邻等势面之间的电势差相等。 等势面的性质 1.沿着等势面移动电荷时，电场力所作的功为零。 2.在任何静电场中电场线与等势面是互相垂直的。 3.等势面愈密(即间距愈小)的区域，场强愈大。 【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AB,BC,CA间电势差各为多少? 【例2】 在电场中,把电荷量为4×10-9 C的正点电荷从A点移到B点,克服静电力做功6×10-8 J,以下说法中正确的是(　 　) A.电荷在B点具有的电势能是6×10-8 J B.B点电势是15 V C.电荷的电势能增加了6×10-8 J D.电荷的电势能减少了6×10-8 J C 【例3】 (多选)如图所示,实线表示一簇关于x轴对称的等势面,在轴上有A,B两点,则(　 　) A.A点场强小于B点场强 B.A点场强方向指向x轴负方向 C.A点场强大于B点场强 D.A点电势高于B点电势 AD 【例4】 两个固定的等量异号点电荷所产生的电场的等势面如图中虚线