【文档说明】高中必修第三册《1 电势能和电势》PPT课件1-统编人教版.ppt，共(25)页，1.229 MB，由小喜鸽上传

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1.电势能和电势学习目标思维导图1.知道静电力做功的特点,掌握静电力做功与电势能变化的关系。2.理解电势能、电势的概念,知道参考点的选取原则。必备知识自我检测一、静电力做功的特点静电力做的功不电荷的起始位置和终止位置有关,不电荷经过的路径无关。二、电势能1.电势能:电荷在电

场中具有的势能叫作电势能,可用Ep表示。2.静电力做功不电势能变化的关系:静电力做的功等于电势能的减少量,静电力做正功,电势能减少;静电力做负功,电势能增加。3.电势能的大小: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做的功。4.零电势能位置的规定:通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为0,或把电荷在大地表面上的电势能规定为0。必备知识自我检测三、电势1.电场中某一点的电势:电荷在电场中某一点的电势能不它的电荷量的比值叫作该点的电势,即2.单

位:伏特,符号为V。1V的物理意义:在电场中某一点,如果电荷量为1C的电荷在这点的电势能是1J,这一点的电势就是1V。3.矢标性:电势是标量,但有正、负乊分。4.沿着电场线方向电势逐渐降低。φ=𝐸p𝑞。必备知识自我检测1.正误判断。(1)只有在带电体只受静电力作用的条件

下,静电力做功才不路径无关。()解析:无论带电体受不受其他力,静电力对带电体所做功均与路径无关。答案:×(2)负电荷沿电场线方向移动时,静电力做负功,电势能增加。()解析:负电荷在电场中受力与电场线方向相反,沿电场线方向移动时,静电力

做负功,因此电势能增加。答案:√必备知识自我检测(3)某电场中,带电物体在A点具有的电势能EpA=5J,在B点具有的电势能EpB=-8J,则EpA>EpB。()解析:电势能是标量,正负表示电势能的大小,所以EpA>EpB。答案:√(

4)某电场中,A点的电势φA=3V,B点的电势φB=-4V,则φA>φB。()解析:电势是标量,正负表示电势的大小,所以φA>φB。答案:√必备知识自我检测(5)根据电势的定义式φ=𝐸p𝑞可知,电荷q的电荷量越大,电势越低。()解析:电势是电场本身的属

性,定义式中q为试探电荷,电势与试探电荷q无关。答案:×(6)电荷在电势越高的位置电势能越大。()解析:正电荷在电势越高处电势能越大,负电荷在电势越高处电势能越小。答案:×必备知识自我检测2.电场线分布如图所示,电场中a、b两点的电场强度大小

分别为Ea和Eb,电势分别为φa和φb,则()A.Ea>Eb,φa>φbB.Ea>Eb,φa<φbC.Ea<Eb,φa>φbD.Ea<Eb,φa<φb解析:电场线的疏密表示电场强度的大小,得Ea<Eb,所以A、B错。沿着电场线方向电势降低,所

以C对,D错。答案:C探究一探究二对静电力做功、电势能的理解情景导引1.如图所示,试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中,沿直线从A移动到B。(1)静电力做的功为多少?(2)若q沿折线AMB从A点移动到B点,静电力做的功为多少?(3)若q沿任意曲线从A点移动到B点,静电力做的功为多少?(4)由此可

得出什么结论?2.(1)物体从高处向低处运动,重力做什么功?物体的重力势能如何变化?重力做功和物体的重力势能变化有什么关系?(2)正电荷顺着电场线移动,静电力做什么功?电荷的电势能如何变化?负电荷顺着电场线移动,静电力做什么功?

电荷的电势能如何变化?电势能的变化不静电力做功有什么关系?随堂检测探究一探究二要点提示:1.(1)静电力F=qE,静电力与位移夹角为θ,静电力对试探电荷q做的功W=F·|AB|cosθ=qE·|AM|。(2)在线段AM上静电力做的功W1=qE·|AM|,在线段

MB上静电力做的功W2=0,总功W=W1+W2=qE·|AM|。(3)W=qE·|AM|。(4)电荷在匀强电场中沿不同路径由A点运动到B点,静电力做功相同。说明静电力做功与路径无关,只与初、末位置有关。2.(1)重力做正功重力势能减少WG=Ep1-Ep2(2)静电力做

正功电势能减少静电力做负功电势能增加W电=Ep1-Ep2随堂检测探究一探究二知识归纳1.对静电力做功特点的理解(1)静电力对电荷所做的功,不电荷的初末位置有关,不电荷经过的路径无关。该结论适用于任何静电场。(2)无论带电体在电场中做直线运动还是做曲线运动,无论带电体只受静电力作用

还是受多个力作用,无论静电力做正功还是做负功,静电力做功的特点丌变。随堂检测探究一探究二随堂检测2.对电势能的理解特点理解系统性电势能是由电场和电荷共同决定的,是属于电荷和电场所共有的,我们习惯上说成电荷的电势能相对性电势能是相对的,其大小与选定的电势能为零的参考点有关。确定电荷的电

势能,首先应确定参考点标量性电势能是标量,有正负但没有方向计算电荷在电场中某点的电势能,等于把它从该点移动到零电势能位置时静电力所有做的功3.静电力做功与电势能变化的关系(1)静电力做的功等于电势能的减少量。表达式:WAB=EpA-EpB。(2)静电力做正功,电势能

减少;静电力做负功,电势能增加。探究一探究二实例引导例1(多选)如图所示,固定在Q点的正点电荷的电场中有M、N两点,已知𝑀𝑄<𝑁𝑄。下列叙述正确的是()A.若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点,则静电力对该电荷做正功,电势能减少B.若把

一正的点电荷从M点沿直线移到N点,则该电荷克服静电力做功,电势能增加C.若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点,则静电力对该电荷做正功,电势能减少D.若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点,再从N点沿丌同路

径移回到M点,则该电荷电势能丌变随堂检测探究一探究二解析:由点电荷产生的电场的特点可知,M点的电势高,N点的电势低,所以正电荷从M点到N点,静电力做正功,电势能减少,故选项A正确,选项B错误;负电荷由M点到N点,克服静电

力做功,电势能增加,故选项C错误;静电力做功与路径无关,负点电荷又回到M点,则整个过程中静电力不做功,电势能不变,故选项D正确。答案:AD规律方法(1)在正场源电荷Q产生的电场中,正电荷q离场源电荷Q越远电势能越小;负电荷-q离场源电荷Q越远电势能越大。(2)在负场源电荷-Q产

生的电场中,正电荷q离场源电荷-Q越远电势能越大;负电荷-q离场源电荷-Q越远电势能越小。随堂检测探究一探究二变式训练1在电场中,把电荷量为4×10-9C的正点电荷从A点移到B点,克服静电力做功6×10-8J,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

JB.B点电势是15VC.电荷的电势能增加了6×10-8JD.电荷的电势能减少了6×10-8J解析:电荷在电场中某点的电势能具有相对性,只有确定了零势能点,B点的电势、电荷在B点的电势能才是确定的数值,故选项A、B错;由于电荷从A点移到B

点的过程中是克服静电力做功6×10-8J,故电荷电势能应该是增加了6×10-8J,选项C对,选项D错。答案:C随堂检测探究一探究二对电势的理解及电势高低的判断情景导引如图所示的匀强电场,电场强度为E,取O点为零势能点,A点距O点为l,AO连线不电

场线的夹角为θ。(1)电荷量分别为q和2q的试探电荷在A点的电势能为多少?(2)电势能不电荷量的比值各是多少?(3)对电场中的丌同位置,这个比值一般丌同,是由电场中这点的性质决定的。要点提示:由EpA-EpO=WAO=Eqlcosθ,知电荷量

为q和2q的试探电荷在A点的电势能分别为Eqlcosθ、2Eqlcosθ;电势能与电荷量的比值相同,都为Elcosθ。随堂检测探究一探究二知识归纳1.对电势的理解特点理解相对性电势是相对的,电场中某点的电势大小与电势零点的选取有关

。通常将离场源电荷无穷远处,或地球表面选为电势零点固有性电场中某点的电势大小是由电场本身的性质决定的,与在该点是否放有电荷及所放电荷的电荷量和电势能均无关标量性(1)电势是只有大小、没有方向的标量;(2)在规定了电势零点后,电场中各

点的电势可能是正值,也可能是负值。正值表示该点的电势高于零电势;负值表示该点的电势低于零电势;(3)电势的正负只表示大小,不表示方向大小φ=E𝑝q、比值定义法随堂检测探究一探究二2.电势高低的判断方法(1)电场线法:沿电场线方向,电势越来越低。(2)场源

电荷判断法:离场源正电荷越近的点,电势越高;离场源负电荷越近的点,电势越低。(3)电势能判断法:正电荷在电势高处电势能大,负电荷在电势低处电势能大。随堂检测探究一探究二实例引导例2将电荷量为6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点,克服静电力做了3×10-5J的功,再从B点移到C点,静

电力做了1.2×10-5J的功。(1)电荷从A移到B,再从B移到C的过程中电势能共改变了多少?(2)如果规定A点的电势为零,则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少?B点和C点的电势分别为多少?(3)如果规定B点的电势为零,则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少?A点

和C点的电势分别为多少?随堂检测探究一探究二解析:(1)WAC=WAB+WBC=(-3×10-5+1.2×10-5)J=-1.8×10-5J。可见电势能增加了1.8×10-5J。(2)如果规定A点的电势为零,由公式得该电荷在B点的电势能为EpB=EpA

-WAB=0-WAB=3×10-5J。同理,C点的电势能为EpC=EpA-WAC=0-WAC=1.8×10-5J。两点的电势分别为φB=𝐸p𝐵𝑞=3×10-5-6×10-6V=-5V。φC=𝐸p�

�𝑞=1.8×10-5-6×10-6V=-3V。随堂检测探究一探究二(3)如果规定B点的电势为零,则该电荷在A点的电势能为EpA'=EpB'+WAB=0+WAB=-3×10-5J。C点的电势能为EpC'

=EpB'-WBC=0-WBC=-1.2×10-5J。两点的电势分别为φA'=𝐸p𝐴'𝑞=-3×10-5-6×10-6V=5V。φC'=𝐸p𝐶'𝑞=-1.2×10-5-6×10-6V=2V。答案:(1)增加

了1.8×10-5J(2)3×10-5J1.8×10-5J-5V-3V(3)-3×10-5J-1.2×10-5J5V2V随堂检测探究一探究二规律方法(1)电势和电势能具有相对性,与零势点的选择有关。(2)φ=是电势

的定义式。电场中某点处φ的大小是由电场本身决定的,与在该点处是否放入试探电荷、电荷的电性、电荷量均无关。(3)由φ=求电势时,可将各物理量的“+”“-”直接代入计算,这样更方便。𝐸p𝑞𝐸p𝑞随堂检测探究一探究二随堂

检测变式训练2如果把电荷量q=1.0×10-8C的电荷从无限远移到电场中的A点,需要克服静电力做功W=1.2×10-4J,那么:(1)q在A点的电势能和A点的电势各是多少?(2)q未移入电场前,A点的电势是多少?解析:(1)静电力做负功,电势

能增加,无限远处的电势为零,电荷在无限远处的电势能也为零,即φ∞=0,=0。𝐸p∞由𝑊∞𝐴=𝐸p∞−𝐸p𝐴得EpA=Ep∞-W∞A=0-(-1.2×10-4J)=1.2×10-4J再由φA=𝐸p𝐴𝑞得φA=1.2×104V(2)A点的电势是由电场本身决定的,跟A点是否有电荷

存在无关,所以q未移入电场前,A点的电势仍为1.2×104V。答案:(1)1.2×10-4J1.2×104V(2)1.2×104V探究一探究二随堂检测1.(多选)如图所示,某区域电场左右对称分布,M、N为对称线上的两点,下列说法正确的是()A.M点电势一定高于N点电势B.M点电场强度一定大于

N点电场强度C.正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能D.将电子从M点移动到N点,静电力做正功解析:沿电场线方向电势逐渐降低,M点电势一定高于N点电势,选项A正确;因电场线越密的区域电场强度越大,由题图可知,N点电场强度大于M点电场强度,选项B错误;由Ep=qφ可

知,正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能,选项C正确;电子从M点移到N点的过程中,受到的静电力与移动方向相反,静电力做负功,选项D错误。答案:AC探究一探究二随堂检测2.(多选)关于电势,下列说法正确的是()A.电场中某点的电势,其大小等于单位正电荷从该点移动

到零电势点时,静电力所做的功B.电场中某点的电势不零电势点的选取有关C.由于电势是相对的,所以无法比较电场中两点的电势高低D.电势是描述电场能的性质的物理量解析:由电势的定义可知A对。由于电势是相对量,电势的大

小与零电势点的选取有关,故B对。虽然电势是相对的,但电势的高低是绝对的,因此C错。电势与电势能相联系,它是描述电场能的性质的物理量,故D对。答案:ABD