高中物理人教版 (新课标)选修34 电势能和电势背景图课件ppt

这是一份高中物理人教版 (新课标)选修34 电势能和电势背景图课件ppt，共42页。PPT课件主要包含了零势能，图1－4－1，qE·AM，静电力做功的特点，答案D，触类旁通，图1－4－3，电势能，无限远处，大地表面上等内容，欢迎下载使用。
1．静电力做功的特点：在电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置________，与电荷经过的路径
2．静电力做正功，电荷的电势能________；静电力做负功，
电荷的电势能________．
3．电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到
__________位置所做的功．
4 ．电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的
电场线方向电势逐渐__________．
5．(双选)关于等势面，下列说法正确的是(
A．电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功B．等势面上各点的场强大小相等C．等势面一定跟电场线垂直D．两等势面不能相交
________，叫做这一点的电势，其公式为____________．沿着
知识点 1 电场力做功
如图 1－4－1 所示，试探电荷 q 在电场强度为 E 的匀强电场中沿几条不同路径从 A 点移动到 B 点，求静电力对电荷所做的功．
(1)q 沿直线从 A 点移向 B 点，静电力 F＝________，静电力与位移的夹角始终为θ，如图甲所示．静电力对 q 所做的功 W＝________________＝________________.
(2)q 沿折线 AMB 从 A 点移向 B 点，在线段 AM 上静电力做功 W1＝__________，在线段 MB 上，W2＝__________.在整个移 动 过 程 中 静 电 力 对 q 所 做 的 功 W ＝ W1 ＋ W2 ＝
________________.
(3)q 沿任意曲线 ANB，从 A 点移动到 B 点，如图乙所示，与静电力平行的短折线的长度之和等于 |AM| ， W＝
______________.
(1)静电力对电荷所做的功与电荷的起始位置和终止位置
有关，而与电荷经过的路径无关．
(2)正电荷顺着电场线方向移动时电场力做正功，负电荷顺
着电场线方向移动时电场力做负功．
注意：①前面是以匀强电场为例进行推导说明的，但这一结论不仅适用于匀强电场，而且适用于任何电场．②只要初、末位置 A、B 确定了，移动电荷 q 做的功 WAB 就是确定值，这一点与重力做功的情况很相似．
【例 1】如图 1－4－2 所示，在点电荷形成的电场中，将检验电荷从 A 点分别移动到以点电荷为中心的同一圆周上的 B、
C、D、E 各点，则静电力做的功(
A．从 A 到 B 做功最多B．从 A 到 C 做功最多C．从 A 到 E 做功最多D．做功一样多图 1－4－2
解析：由于静电力做功只与始末位置有关，与所经的路径无关，因此从 A 点到等势面上各点静电力所做的功一样多．所以 D 正确．
1．如图 1－4－3 所示，在场强为 E 的匀强电场中有相距为L 的 A、B 两点，连线 AB 与电场线的夹角为θ，将一电荷量为 q的正电荷从 A 点移到 B 点，若沿直线 AB 移动该电荷，电场力做的功 W1＝________；若沿路径 ACB 移动该电荷，电场力做的功 W2＝________；若沿曲线 ADB 移动该电荷，电场力做功W3＝________.由此可知电荷在电场中移动时，电场力做功的特点是_______________________________________________.
解析：路径AB、ACB、曲线ADB 在电场线方向上的投影都是BC＝Lcs θ，因此沿这三条路径电荷由A 运动到B，电场力做的功都是qELcs θ，因此电场力做功的特点是：与路径无关，只与始末位置有关．
答案：qELcs θ qELcs θ qELcs θ 电场力做功的大小
与路径无关，只与始末位置有关．
知识点 2 电势能1．电势能物体在重力场中具有重力势能，电荷在电场中也具有势能，
这种势能叫做_____________，用 Ep 表示．
2 ．零电势能位置的规定：通常把电荷离场源电荷____________的电势能规定为零，或把电荷在_____________
3．电场力做功与电势能变化的关系(1)电场力对电荷做正功，电荷的电势能________；电场力对电荷做负功，电荷的电势能________．电场力做的功是电荷电势能变化的量度．在图 1－4－4 中，将电荷从 A 点移到 B 点
有 WAB ＝－ΔEp＝______________.
图 1－4－4(2)在同一电场的相同两点间移动正、负电荷时，电势能的
增减是________的．
对电势能及其变化的理解
(1)WAB ＝EpA－EpB 既适应于匀强电场，也适应于非匀强电
场；既适应于正电荷，也适应于负电荷．
(2)电荷在电场中某点的电势能的大小与零电势能点的选取有关，但电荷在某两点之间的电势能之差与零电势能点的选取无关．
(3)静电力做的功只能决定电势能的变化量，而不能决定电
(4)静电力做正功，电荷的电势能减少；静电力做负功，电
【例 2】如图 1－4－5 所示，A、B、C 为电场中同一电场线上的三点．设电荷在电场中只受电场力作用，则下列说法中
A．若在 C 点无初速度地释放正电荷，则正电荷向 B 运动，电势能减少B．若在 C 点无初速度地释放正电
荷，则正电荷向 A 运动，电势能增加
C．若在 C 点无初速度地释放负电荷，则负电荷向 A 运动，电势能增加D．若在 C 点无初速度地释放负电荷，则负电荷向 B 运动，电势能减少
解析：若在 C 点无初速度地释放正电荷，正电荷所受电场力向右，则正电荷向 B 运动，电场力做正功，电势能减少；若在 C 点无初速度地释放负电荷，负电荷所受电场力向左，则负电荷向 A 运动，电场力做正功，电势能减少．
题后反思：静电力做功和重力做功尽管有很多相似特点，但因地球产生的重力场只会对物体产生引力，但电场对电场中的电荷既可产生引力，也可产生斥力，所以确定功的正负和电势能的变化情况时要注意电荷的电性、移动的方向、场强的方向等．
2．下列说法正确的是(
A．在电场中顺着电场线移动电荷，电场力做功，电荷电势能减少B．在电场中逆着电场线移动电荷，电场力做功，电荷电势能减少C．在电场中顺着电场线移动正电荷，电场力做正功，电荷电势能减少D．在电场中逆着电场线移动负电荷，电场力做负功，电荷电势能增加
知识点 3 电势1．定义：电荷在电场中某一点的电势能 Ep 与它的电荷量 q的________，叫做这一点的电势．如果用φ表示电势，则有φ＝
2．单位：在国际单位制中，电势的单位是______，符号是
________，1 V＝1 J/C.
3．矢标性：电势是______，只有_____，没有_____．
4．零电势位置的规定：在物理学理论研究中常取离场源电荷____________的电势为 0.实际应用中常取__________的电势
5 ．电势的高低与电场线的关系：沿着电场线方向电势
________________．
6．当规定了无限远处为零电势时，正电荷产生的电场中各点的电势均为______，且越靠近正电荷的地方电势越________；负电荷产生的电场中各点的电势均为______，且越靠近负电荷
的地方电势越________．
(1)电势的相对性．电势是相对的，只有先确定了某点的电势为零以后，才能确定电场中其他点的电势．电场中某点的电势跟零电势位置的选择有关．对不是无限大的带电体产生的电场，选择无限远处为零电势；在实际处理问题中，又常取大地为零电势．
(2)电势的固有性．电势φ是表示电场能量性质的一个物理量，电场中某点处φ的大小是由电场本身的条件决定的，与在该点处是否放着电荷、电荷的电性、电荷量均无关，这和许多用
(3)电势是标量．电势是只有大小、没有方向的物理量，在规定了零电势后，电场中各点的电势可以是正值，也可以是负值．正值表示该点电势高于零电势；负值表示该点电势低于零电势．
【例 3】(双选，2010 年广东卷)如图 1－4－6 是某一点电
荷的电场线分布图，下列表述正确的是(
图 1－4－6A．a 点的电势高于 b 点的电势B．该点电荷带负电C．a 点和 b 点电场强度的方向相同D．a 点的电场强度大于 b 点的电场强度
解析：沿电场线方向电势逐渐降低，因此 A 错误；由电场线的分布特点可知该点电荷带负电，B 正确；由于电场强度是矢量，可知 a、b 点电场强度的方向不同，C 错误；a 处电场线比b 处电场线要密，可知 a 点的电场强度大于 b 点的电场强度，D 正确．
【触类旁通】3．(双选)如图 1－4－7 所示的电场中有 A、B 两点，下列
A．电势φA>φB，场强 EA >EBB．电势φA>φB，场强 EA EpB
解析：从题图可以看出，B 处电场线较密，故场强 EAφB，A 错，B 对；正电荷受静电力方向与电场线方向相同，从 A 向 B 移动时静电力做正功，电势能减少，负电荷受静电力方向与电场线方向相反，从A移动到 B 时，静电力做负功，电势能增加，即 EpAφb>φc
解析：由等势面的分布规律可知，该电场为点电荷的电场．由运动轨迹可知，运动的正电荷跟场源电荷的相互作用规律是排斥，所以场源电荷是正电荷．根据电场线与等势面垂直，电场的分布是发散状辐射向外的．正电荷从 K 到 L 受静电力的方向背离圆心，与移动方向相反，做负功，电荷的电势能增加，选项 A 正确；从 L 到 M，可看做从跟轨迹有交点的同一等势面的另一个点到 M，则受到的静电力与移动方向相同，静电力做正功，电荷的电势能减少，选项 B 错误；根据电场线的方向是电势降低的方向可知选项 D 正确．
电势的高低和电势能大小、正负的判断方法
【例 5】如图 1－4－11 所示，带箭头的线段表示某一电场的电场线，在电场力的作用下一带电粒子(不计重力)，经过 A点飞向 B 点，轨迹如图中虚线所示，试判断：(1)粒子带______电．(2)粒子在____点加速度较大．(3)粒子在____点动能较大．(4)粒子在____点电势能较大．
(5)A、B 两点相比较，____点电势较高．
解析：粒子从 A 点运动到 B 点，结合曲线运动的的条件可知粒子受力方向与电场方向相反，速度方向与受力方向的夹角为钝角，电场力做负功，动能减少，电势能增加，同时，沿着电场线的方向电势逐渐降低，故 A 点电势较高．
【触类旁通】5．(双选)如图 1－4－12 所示，某区域电场左右对称分布，
M、N 为对称轴上的两点，下列说法正确的是(
图 1－4－12A．M 点电势一定高于 N 点电势B．M 点场强一定大于 N 点场强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，故选项 A 正确；因电场线越密的区域场强越大，由题图可知 N 点场强大于 M 点场强，故选项 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，故选项 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，故选项 D 错误．
1．电势与电场强度的区别和联系