1.4电势能和电势高中物理新课标版人教版选修3-1概论.ppt

等势面 地理上，等高线表示地势的高低。 在电场中常用等势面来表示电势的高低。 电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面 等势面 等势面的特点： 1、等势面一定跟电场线垂直，在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功； 2、电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面，任意两个等势面都不会相交； 3、等差等势面越密的地方电场强度越大 等势面 几种典型电场的等势面： 1、点电荷电场中的等势面： 以点电荷为球心的一簇球面 等势面 2、等量异种点电荷电场中的等势面： 两簇对称曲面 等势面 3、等量同种点电荷电场中的等势面： 两簇对称曲面 等势面 5、匀强电场中的等势面： 垂直于电场线的一簇平面 4、形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面 等势面 如图所示，虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为 、 和 ，一带正电粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示。由图可知： A、粒子从K到L的过程中，电场力做负功 B、粒子从L到M的过程中，电场力做负功 C、粒子从K到L的过程中，电势能增加 D、粒子从L到M的过程中，动能减少 等势面 如图所示，三个等差等势面上有a、b、c、d四点，若将一个正电荷由c经a移动到d电场力做正功W1，若由c经b移动到d电场力做正功W2，则： 1.如图所示，a、b、c、d为某电场中的等势面，一带正电粒子飞入电场后只在电场力作用下沿M点到N点的虚线运动．由图可知，四个等势面电势Ua、Ub、Uc、Ud由高到低的排列顺序是_______，带电粒子在M、N两点中，电势能较大的是_________点． 能力提升: 2.图一表示等量异种电荷P和Q形成的电场内的一簇等势面，求 (1)P、Q各带何种电荷？ (2)把q=10－7C的正点电荷从A移到B，电场力做多少功？ (3)把q从B移到C电场力做多少功？ (4)把q从C移到A电场力做多少功？ (5)q从A出发经过B和C回到A的过程中电场力对电荷做的总功为多少？ 3.如图所示，细线一端系着一个带电量为+q、质量为m的小球，另一端固定于O点，加一匀强电场后可使小球静止于图示位置，此时悬线与竖直方向夹角为θ。要使电场的场强最小，该电场场强的方向怎样？大小如何？ 垂直悬线斜向上方 1.4《电势能和电势》 教学目标 （一）知识与技能 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。明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。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。 （二）过程与方法 通过与前面知识的结合，理解电势能与静电力做的功的关系，从而更好的了解电势能和电势的概念。 （三）情感态度与价值观 尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相 关的实际问题，增强科学探究的价值观。 重点：理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。 难点：掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。 复习回顾 1、功的计算： 2、重力做功有什么特点？ (1)与路径无关,由初末位置的高度差来决定. (2)WG与重力势能的关系. (3)重力势能是相对的,有零势能面.(人为选定) 重力势能具有系统性 功是能量转化的量度！ 一、静电力做功的特点 正电荷q在电场强度为E的匀强电场中由A运动到M电场力做功吗？做了多少功？ E q q受力吗？多大？ A M W=qE·｜AM｜ F 求试探电荷＋q沿直线AB移动到B时电场力做的功： E +q A B M F E +q A B M 结论： 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。 (对于非匀强电场也适用) 这与什么力做功像似呢？ 将+q由A移到B的过程电场力对电荷做功为： 将-q由A移到B的过程，电场 力对电荷做功为： d A B +q E L 做功的过程是一个 能量转化的过程， 那么电场力做功的 过程是什么能转化 为什么能呢？ 二、电势能 电场力做功与电势能有什么关系？（联系重力做功与重力势能的关系） 电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能，叫电势能。 物体被举高具有重力势能。 1、电荷在电场中具有电势能。 重力对物体做正功，物体的重力势能减小 2、电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小 重力对物体做负功，物体的重力势能增大 3、电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大 重力做多少功，物体重力势能就变化多少。 4、电场力做多少功，电荷电势能就变化多少。 重力势能是相对的，与零势能面有关 5、电势能是相对的，与零电势能面有关 通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定