人教版（2019）物理必修三第十章第1节 电势能和电势 (10)教学课件PPT

这是一份人教版 (2019)必修 第三册电势能和电势教学ppt课件，共27页。PPT课件主要包含了EpAEpB，电势能，EpA＝WA0，电势能的性质，对电势的理解，qφAqφB，∴φAφB，-qφC-qφD，∴φCφD，qφE0等内容，欢迎下载使用。
一个正电荷在匀强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。根据能量守恒定律，动能增加就意味着有某种形式的能量在减少。
如图所示，在电场强度为E的匀强电场中任取A、B两点，把带正电的试探电荷q沿不同路径从A点移动到B点。
1．试探电荷沿直线由A运动到B，静电力做多少功？
WAB＝F·|AB|csθ＝qE|AM|
2．试探电荷沿折线AMB由A移动到B，静电力做多少功？
3．将试探电荷＋q沿曲线ANB由A移动到B，静电力做的功是多少？
提示：可以把曲线ANB上的运动看成由无数个极细小的如甲图中的折线运动组成，只有＋q沿平行于电场线方向运动时静电力做功，而这些平行于电场线方向的位移之和为|AM|，故试探电荷所受静电力做的功仍然为qE|AM|
4．综合以上探究，可得出静电力做功有什么特点？
在匀强电场中移动电荷时，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。
活动1：对比静电力做功与重力做功的特点，它们有什么相同之处？
提示：静电力做功和重力做功都与路径无关。静电力做功引起电势能的变化。
活动2：重力做功与重力势能变化的关系是什么？由此猜测静电力做功与电势能变化的关系是什么？
重力对物体做正功，重力势能减少；重力对物体做负功，重力势能增加。
静电力做正功时，电势能减少；静电力做负功时，电势能增加。
重力做功引起 的变化，静电力做功引起什么能的变化？
图甲中正电荷从A点移到B点，图乙中正电荷从B点移到A点，静电力各做什么功？电荷的电势能怎么变化？电荷在哪一点的电势能较大？
图甲中正电荷从A点移到B点静电力做正功，电荷的电势能减少
图乙中正电荷从B点移到A点，静电力做负功，电荷的电势能增加
2．图丙中负电荷从A点移到B点时，静电力做什么功？A、B哪点的电势能较大？
提示：负电荷从A点移到B点时，静电力做负功，电荷的电势能增大，B点的电势能较大。
你能算出A点或B点电势能的具体数值吗？为什么？根据已学知识你能想出解决的办法吗？
1．定义：电荷在电场中具有的势能，称为电势能，用Ep表示。
2．静电力做功与电势能变化的关系：
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所做的功。
静电力做正功，电势能减少；静电力做负功，电势能增加。
4．零势能位置：通常把无穷远处或大地的电势能规定为零。
A→B，静电力做负功，电势能增加
B→C，静电力做负功，电势能增加
1.如图所示为一匀强电场，某带电粒子从A点运动到B点。在这一运动过程中克服重力做的功为2.0 J，静电力做的功为1.5 J。则下列说法正确的是(　　)A．粒子带负电B．粒子在A点的电势能比在B点少1.5 JC．粒子在A点的动能比在B点少0.5 JD．粒子在A点的机械能比在B点少1.5 J
例　将电荷量为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)电荷从A移到B，再从B移到C的过程中，电势能改变了多少？(2)如果规定电荷在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？(3)如果规定电荷在B点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？
(1)WAC＝WAB＋WBC＝－3×10－5 J＋1.2×10－5 J＝－1.8×10－5 J
电势能增加了1.8×10－5 J
(2)EpB＝EpA－WAB＝0－WAB＝3×10－5 J　同理，在C点的电势能为：　EpC＝EpA－WAC＝0－WAC＝1.8×10－5 J
(3)EpA′＝EpB′＋WAB＝0＋WAB＝－3×10－5 J　　同理，在C点的电势能为：　EpC′＝EpB′－WBC＝0－WBC＝－1.2×10－5 J
系统性：电势能是相互作用的电荷所共有的，或者说是电荷及对它作用的电场所共有的，习惯上说某个电荷的电势能，只是一种简略的说法
相对性：电势能是相对的，其大小与选定的参考点即零势能位置有关。确定电荷在电场中某点的电势能，首先应确定参考点，也就是零势能位置
标量性：电势能是标量，有正负但没有方向。电势能为正值表示电势能大于在参考点的电势能，电势能为负值表示电势能小于在参考点的电势能
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．电荷量为＋q的试探电荷在A点的电势能为多少？
EpA＝WAO＝qElcsθ
2．电荷量为－2q的试探电荷在A点的电势能为多少？
EpA′＝WAO′＝－2qElcsθ
1．定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比，叫作电场在这一点的电势。
3．单位：伏特，符号是V
相对性：电势是相对的，电场中某点的电势高低与零电势点的选取有关。通常将离场源电荷无限远处或大地选为零电势点
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均无关
标量性：电势是标量，只有大小，没有方向，但有正值和负值之分，正负表示大小
EpA′=q2φA = －2×10-10×15J = －3×10-9J
4. 根据图10.1-6解答以下题目，然后进行小结：如何根据匀强电场的电场线来判断两点电势的高低？（1） M、N是匀强电场中同一条电场线上的两点，哪点电势高？（2） M、P是匀强电场中不在同一条电场线上的两点，AB是过M点与电场线垂直的直线，则M、P两点哪点电势高？
故电场线方向为从B指向A，且场源电荷为负电荷，其位置在A点的左边。
电场线法： 沿电场线方向电势逐渐降低
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
电势能判断法：正电荷在电势能大的地方电势高，负电荷在电势能小的地方电势高
1. 将一正电荷从无穷远处移向电场中M点，静电力做功为6.0×10－9 J，若将一个等量的负电荷从电场中N点移向无穷远处，静电力做功为7.0×10－9 J，则M、N两点的电势φM、φN关系是(　　) A．φM＜φN＜0 B．φN>φM>0 C．φN＜φM＜0 D．φM＞φN＞0
2. 把电荷量为q = +1.0×10-8C的电荷从无限远处移到电场中的A点，需要克服静电力做功W=1.2×10-4J。（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：(1)取无限远处电势能为0 由 W∞ A= Ep∞ － EpA 得 EpA= 1.2×10-4 J
(2)A点的电势是由电场本身决定的，跟A点是否有电荷无关，所以q未移入电场前，A点的电势为1.2×104 V
3. 如图所示，实线表示电场线，虚线表示只受静电力作用的电荷的运动轨迹，a、b为运动轨迹上的两点，可以判定(　　)
A．电荷在a点的速度大于在b点的速度B．电荷为负电荷C．电荷在a点的电势能大于在b点的电势能D．a点的电势低于b点的电势