高中物理人教版 (2019)必修 第三册电势能和电势教学课件ppt

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册电势能和电势教学课件ppt，共47页。PPT课件主要包含了第1节电势能和电势，静电力做功的特点，电势能，相同无关，课堂总结，电势能和电势，电势能EP，电势，练习与应用，提升训练等内容，欢迎下载使用。
古代，人们用弩来加速箭，箭的速度能达到102m/s数量级；后来，人们又在枪膛中用火药加速子弹，子弹的速度能达到103m/s数量级；而现代，人们需要用高速的微观粒子轰击另一微观粒子来进行科学研究，其速度的数量级达到107 m/s，那是怎样加速的呢？
一个正电荷在电场中只受到静电力 F的作用，它在电场中由 A 点运动到 B 点时，静电力做了正功 WAB。由动能定理可知，该电荷的动能增加了 WAB。从能量转化的角度思考，物体动能增加了，意味着有另外一种形式的能量减少了。这是一种什么形式的能量呢？
1. 静电力做功的特点2. 电势能3. 电势4. 课堂总结5. 练习与应用6. 提升训练
如图所示，正试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中，仅在静电力作用下从A移动到B。
(1)若q沿直线AB运动，静电力做的功为多少？
静电力对试探电荷q做的功WAB＝Fcs θ·|AB|＝qEcs θ·|AB|＝qE·|AM|；
(2)若q沿折线AMB从A点移动到B点，静电力做的功为多少？
在q沿AM移动过程中静电力做功W1＝qE·|AM|，在q沿MB移动过程中静电力做功W2＝0，总功WAMB＝W1＋W2＝qE·|AM|；
(3)若q沿任意曲线ANB(图乙)从A点移动到B点，静电力做的功为多少？
W = W1 + W2 + W3 +… = q E·|AM|
W1 = q E ·x1
W2 = q E ·x2
W3 = q E ·x3
x1 + x2 + x3 +…=?
(4)将q沿蓝色曲线由A移到B,求电场力的功.
(5)将-q由A移到B的过程，电场力对电荷做功为：
1.静电力做功的特点：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。注意：这个结论虽然是从匀强电场中推导出来的，但是可以证明对非匀强电场也是适用的。
WG＝mgh1－ mgh2
定义:重力势能Ep＝mgh
重力做的功等于重力势能的减少量
重力做功的特点（A→B）
功和能量的变化密切相关。重力做功对应着重力势能的变化，那么，静电力做功又对应着哪种形式的能量变化呢？
1.定义：电荷在电场中具有的势能，是与位置有关的物理量。符号：Ep。2.静电力做功与电势能变化之间的关系：(1)WAB＝EpA－EpB。(2)静电力做正功，即WAB>0，电势能减少；静电力做负功，即WABW2>W1
【解析】因为静电力做功只与初、末位置有关，而与电荷运动路径无关，故沿三条路径将点电荷由A移动到D的过程中，静电力做功相等，即W1＝W2＝W3，故选B。
【例2】将带电荷量为6×10－6 C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服静电力做了3×10－5 J的功，再从B移到C，静电力做了1.2×10－5 J的功，则：(1)该电荷从A点移到B点，再从B点移到C点的过程中，电势能共改变了多少？(2)如果规定A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少？
【解析】（1）负电荷从A点移到C点，静电力做的功WAC＝WAB＋WBC＝－3×10－5 J＋1.2×10－5 J＝－1.8×10－5 J，即电势能增加1.8×10－5 J（2）WAB＝EpA－EpB＝－3×10－5 J，又EpA＝0，则EpB＝3×10－5 JWAC＝EpA－EpC＝－1.8×10－5 J，又EpA＝0，则EpC＝1.8×10－5 J。
在如图所示的匀强电场中，电场强度为E，取O点为零势能点，A点距O点的距离为l，AO连线与电场强度反方向的夹角为θ。
(1)电荷量分别为q、－q和2q的试探电荷在A点的电势能分别为多少？
Eqlcs θ　－Eqlcs θ　2Eqlcs θ
(2)不同电荷在同一点的电势能与电荷量的比值是否相同？与试探电荷的电荷量是否有关系？
1.定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比。2.公式：φ＝ ，其中φ由电场中该点的性质决定，与试探电荷q本身 无关。3.单位：在国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是V，1 V＝1 J/C。4.电势的相对性：只有在规定了零电势点之后，才能确定电场中某点的电势，一般选大地或离场源电荷无限远处的电势为0。
5.电势是标量，但有正负。在同一电场中，电势为正值表示该点电势高于零电势，电势为负值表示该点电势低于零电势。
【思考与讨论】1.假如正试探电荷沿着电场线从A点移到B点，电荷的电势能如何变化？A、B两点电势有什么关系？
电势能减少　φA>φB
【思考与讨论】2.假如负试探电荷从A点移到B点，电势能如何变化？A、B两点电势有什么关系？
电势能增加　φA>φB
【思考与讨论】3.前面两个问题说明什么？如何判断两点电势的高低？
　电场中两点电势高低与试探电荷无关。沿电场线方向电势逐渐降低。
【例3】(2023·内蒙古国星中学高二月考)如图，将q1＝2×10－6 C的试探电荷从A点移到B点，静电力做功5×10－5 J，从B点移到无穷远处，静电力做功8×10－5 J。以无穷远处的电势为零，求：(1)电荷q1在A、B两点的电势能；
(2)A、B两点的电势；
(3)q2＝－2×10－6 C的电荷在A、B两点的电势能。
【解析】（1）从B点移到无穷远处，静电力做功8×10－5 J，则W＝EpB－Ep∞＝EpB，所以在B点的电势能EpB＝8×10－5 J将q1＝2×10－6 C的试探电荷从A点移到B点，静电力做功5×10－5 J，则W′＝EpA－EpB，所以EpA＝1.3×10－4 J。（2）根据Ep＝φq，（3）q2＝－2×10－6 C的电荷在A、B两点的电势能EpA′＝q2φA＝－1.3×10－4 J，EpB′＝q2φB＝－8×10－5 J。
【总结提升】电势高低的判断方法1.电场线法：沿着电场线方向电势逐渐降低。2.场源电荷法：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.公式法：由φ＝ 知，对于同一正电荷，电势能越大，所在位置的电势越高；对于同一负电荷，电势能越小，所在位置的电势越高。
【例4】如图所示的电场中有A、B两点，下列判断正确的是A.电势关系为φA>φB，电场强度大小关系为EA>EBB.电势关系为φA