《（浙江专用）2018-2019学年高中物理 第一章 静电场 1-4 电势能和电势课件 新人教版选修3-1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（浙江专用）2018-2019学年高中物理 第一章 静电场 1-4 电势能和电势课件 新人教版选修3-1（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第4节节电势电势能和能和电势电势 研究学考研究学考明确要求明确要求知知识识内容内容电势电势能和能和电势电势考考试试要求要求学考学考b选选考考c基本基本要求要求1.了解静了解静电电力做功的特点。力做功的特点。2知道知道电势电势能的概念。能的概念。3了解静了解静电电力做功与力做功与电势电势能能变变化的关系。化的关系。4了解了解电场线电场线的方向与的方向与电势电势高、低之高、低之间间的关系。的关系。发发展展要求要求1.了解等了解等势势面的概念，理解面的概念，理解电场线电场线方向与等方向与等势势面的关系。面的关系。2经历电势经历电势能概念引入的能概念引入的过过程，体会程，体会类类比方法的比方法的应应
2、用。用。3知道知道电势电势是描述是描述电场电场性性质质的物理量，了解的物理量，了解电势电势概念及概念及单单位，知道位，知道电势电势的定的定义义式，理解式，理解与与ep、q无关。无关。4知道知道电势电势(电势电势能能)的相的相对对性，并会性，并会选择选择合适的零合适的零电势电势(电势电势能能)点。知道点。知道电势电势是是标标量，知道正、量，知道正、负电势负电势的意的意义义。5了解了解单单个点个点电电荷荷电场电场与匀与匀强强电场电场等等势势面的形状。面的形状。说说明明不要求用等不要求用等势势面去推断面去推断电场电场的的强强弱和方向。弱和方向。基基 础础 梳梳 理理1静静电电力力对对电电荷荷所所做做
3、的的功功与与电电荷荷的的起起始始位位置置和和终终止止位位置置有有关关，而而与与电电荷荷经经过过的的 无无关关。与与电电场场是是否否是是匀匀强强电电场场无关。无关。2只只要要初初、末末位位置置确确定定了了，移移动动电电荷荷做做的的功功就就确确定定了了，这这一点和重力做功很相似。一点和重力做功很相似。路径路径 即即 学学 即即 练练1下下列列说说法正确的是法正确的是( )a电电荷荷从从电电场场中中的的a点点运运动动到到b点点，每每次次经经过过的的路路径径不不同，同，电场电场力做的功可能不同力做的功可能不同b电电荷荷从从电电场场中中的的某某点点开开始始出出发发，运运动动一一段段路路径径后后，又又回到
4、了回到了该该点，点，则电场则电场力做功不力做功不为为零零c正正电电荷荷沿沿着着电电场场线线运运动动，电电场场力力对对正正电电荷荷做做正正功功，负负电电荷逆着荷逆着电场线电场线运运动动，电场电场力力对负电对负电荷做正功荷做正功d电电荷荷在在电电场场中中运运动动，因因为为有有电电场场力力对对电电荷荷做做功功，所所以以能量守恒定律在能量守恒定律在电场电场中不成立中不成立解解析析电电场场力力做做的的功功和和电电荷荷的的运运动动路路径径无无关关，所所以以选选项项a错错误误；电电场场力力做做功功只只和和电电荷荷的的初初末末位位置置有有关关，所所以以电电荷荷从从某某点点出出发发又又回回到到了了该该点点，电电
5、场场力力做做功功为为零零，选选项项b错错误误；正正电电荷荷沿沿电电场场线线的的方方向向运运动动，则则正正电电荷荷受受到到的的电电场场力力和和电电荷荷的的位位移移方方向向相相同同，故故电电场场力力对对正正电电荷荷做做正正功功，同同理理，负负电电荷荷逆逆着着电电场场线线的的方方向向运运动动，电电场场力力对对负负电电荷荷做做正正功功，选选项项c正正确确；电电荷荷在在电电场场中中运运动动，虽虽然然有有电电场场力力做做功功，但但是是电电荷荷的的电电势势能能和和其他形式的能间的转化满足能量守恒定律，选项其他形式的能间的转化满足能量守恒定律，选项d错误。错误。答案答案c基基 础础 梳梳 理理1电电势势能能由
6、由于于移移动动电电荷荷时时静静电电力力做做的的功功与与移移动动路路径径无无关关，所所以以电电荷在荷在电场电场中也具有中也具有势势能，能，这这种种势势能叫能叫 。2电场电场力做功与力做功与电势电势能能变变化的关系化的关系(1)电场电场力力对电对电荷做正功，荷做正功，电电荷的荷的电势电势能就能就 ；(2)克服克服电场电场力做功，力做功，电电荷的荷的电势电势能就能就 ；(3)电场电场力做功与力做功与电势电势能能变变化的关系：化的关系：wab ep。电势电势能能减少减少增加增加epaepb 典典 例例 精精 析析【例例1】 将将带带电电荷荷量量为为6106 c的的负负电电荷荷从从电电场场中中的的a点点
7、移移到到b点点，克克服服静静电电力力做做了了3105 j的的功功，再再从从b点点移移到到c点点，静静电电力做了力做了1.2105 j的功。的功。则则：(1)电电荷荷从从a移移到到b，再再从从b移移到到c的的过过程程中中，电电势势能能共共改改变变了多少？了多少？(2)如如果果规规定定a点点的的电电势势能能为为零零，则则该该电电荷荷在在b点点和和c点点的的电电势势能分能分别为别为多少？多少？解解析析(1)因因为为wacwabwbc3105 j1.2105 j1.8105 j，故电势能增加了，故电势能增加了1.8105 j。(2)如如果果规规定定a点点的的电电势势能能为为零零，由由公公式式wabep
8、aepb得得，该该电电荷荷在在b点点的的电电势势能能为为epbepawab0wab3105 j。同同理理，该该电电荷荷在在c点点的的电电势势能能为为epcepawac0wac1.8105 j。答案答案(1)增增加了加了1.8105 j(2)3105 j1.8105 j 即即 学学 即即 练练2把把电电荷荷量量q1.0105 c的的电电荷荷从从a点点移移到到b点点，电电场场力力做做的的功功w2.0102 j，则则电电荷荷的的电电势势能能_(填填“增增加加”、“不不变变”或或“减减少少”)；若若规规定定b点点为为零零电电势势能能点点，则则电电荷荷在在a点的点的电势电势能能为为_ j。解解析析电电场
9、场力力做做正正功功，电电荷荷的的电电势势能能减减少少；电电场场力力做做的的功功为为2.0102 j，则则电电荷荷的的电电势势能能减减少少2.0102 j，规规定定b点点为为零零电电势势能能点点，则则电电荷荷在在b点点的的电电势势能能为为零零，故故电电荷荷在在a点的电势能为点的电势能为2.0102 j。答案答案减减少少2.01021定定义义：电电荷在荷在电场电场中某一点的中某一点的电势电势能与它的能与它的电电荷量的荷量的 ，叫，叫这这一点的一点的电势电势。用符号。用符号表示。表示。2公式：公式：比比值值3单单位位：国国际际单单位位制制中中，电电势势的的单单位位是是伏伏特特，符符号号是是 ，且有且
10、有1 v1 j/c。4物物理理意意义义：电电势势是是描描述述电电场场的的能能的的性性质质的的物物理理量量。电电场场中中某某点点的的电电势势由由电电场场 及及 决决定定，与与放放入入电电场场中的中的试试探探电电荷荷 。5电势电势的高低：沿着的高低：沿着电场线电场线方向，方向，电势电势逐逐渐渐 。还还可可根根据据电电势势能能判判断断电电势势高高低低：正正电电荷荷在在电电势势高高处处电电势势能能 ，负电负电荷在荷在电势电势低低处电势处电势能能 。v本身本身电势电势零点零点无关无关降低降低较较大大较较大大6标标矢矢性性：电电势势是是标标量量，但但可可以以为为负负值值。当当电电场场中中某某点点的的电势为
11、负值时电势为负值时，表示，表示这这点的点的电势电势比零比零电势还电势还低。低。7零零电电势势面面(点点)的的选选取取：一一般般点点电电荷荷形形成成的的电电场场中中取取无无限限远远处处的的电势为电势为零；在零；在实际应实际应用中常取大地的用中常取大地的电势为电势为零。零。 典典 例例 精精 析析【例例2】 (20184月月浙浙江江选选考考，11)一一带带电电粒粒子子仅仅在在电电场场力力作作用用下下从从a点点开开始始以以v0做做直直线线运运动动。其其vt图图象象如如图图1所所示示。粒粒子子在在t0时时刻刻运运动动到到b点点，3t0时时刻刻运运动动到到c点点，下下列列判判断断正正确的是确的是()图图
12、1aa、b、c三点的三点的电势电势关系关系为为bacba、b、c三点的三点的场场强强大小关系大小关系为为ecebeac粒子从粒子从a点点经经b点运点运动动到到c点，点，电势电势能先增加后减少能先增加后减少d粒子从粒子从a点点经经b点运点运动动到到c点，点，电场电场力先做正功后做力先做正功后做负负功功答案答案c 即即 学学 即即 练练3(2018丽丽水水、衢衢州州、湖湖州州三三地地教教学学质质量量检检测测)如如图图2所所示示，带带电电荷荷量量分分别别为为4q和和q的的两两点点电电荷荷分分别别放放在在a、b两两点点，组组成成了了电电荷荷系系统统，虚虚线线上上a、b、c等等间间距距，则则以以下下判判
13、断断正正确确的的是是()aa、b间间的的电场电场方向方向为为b指向指向abc点的点的电场电场强强度度为为零零ca点的点的电势电势低于低于b点的点的电势电势d若一若一电电子从子从a点运点运动动至至b点，点，该过该过程中程中电场电场力做正功力做正功图图2答案答案b 基基 础础 梳梳 理理1定定义义：电电场场中中电电势势大大小小 的的各各点点构构成成的的面面叫叫作作等等势势面。面。2等等势势面与面与电场线电场线的关系的关系(1)电场线电场线跟等跟等势势面面 。(2)电场线电场线由由 的等的等势势面指向面指向 的等的等势势面。面。相同相同垂直垂直电势电势高高电势电势低低 典典 例例 精精 析析【例例3
14、】 如如图图3所所示示，实实线线表表示示某某静静电电场场的的电电场场线线，虚虚线线表表示示该电场该电场的等的等势势面。下列判断正确的是面。下列判断正确的是( )图图3a1、2两点的两点的场场强强相等相等b1、3两点的两点的场场强强相等相等c1、2两点的两点的电势电势相等相等d2、3两点的两点的电势电势相等相等解解析析同同一一电电场场中中，电电场场线线越越密密的的地地方方场场强强越越大大，所所以以1点点场场强强大大于于2、3点点场场强强，a、b错错误误；同同一一等等势势面面上上各各点点电电势势相相等，沿电场线方向电势降低，故等，沿电场线方向电势降低，故c错误，错误，d正确。正确。答案答案d等势面
15、的应用等势面的应用(1)由等势面可以判断电场中各点电势的高低及差值。由等势面可以判断电场中各点电势的高低及差值。(2)已知等势面的形状分布，可以绘制电场线。已知等势面的形状分布，可以绘制电场线。(3)由等差等势面的疏密，可以比较不同点场强的大小。由等差等势面的疏密，可以比较不同点场强的大小。解解析析a、b、c三三点点等等势势面面的的关关系系为为abc，a错错误误；负负电电荷荷在在电电势势越越高高的的位位置置电电势势能能越越小小，b错错误误；沿沿等等势势面面移移动动电电荷荷，电电场场力力不不做做功功，c正正确确；正正电电荷荷由由a移移动动到到c，电电场场力做正功，力做正功，d错误。错误。答案答案
16、c1在在如如图图5所所示示的的q点点电电荷荷产产生生的的电电场场中中，一一检检验验电电荷荷从从a点点分分别别移移到到b、c、d、e(在在以以o为为圆圆心心的的圆圆周周上上)，则则下下列列情情况况正正确的是确的是 ()图图5a从从a到到b电场电场力做功最多力做功最多b从从a到到e电场电场力做功最多力做功最多c从从a到到b与从与从a到到c做功相等做功相等d从从a到到b不做功不做功解解析析b、c、d、e在在同同一一等等势势面面上上，所所以以检检验验电电荷荷在在这这四四点时的电势能相等，由点时的电势能相等，由wabepaepb可知，可知，c正确。正确。答案答案c2下列四个下列四个图图中，中，a、b两点
17、两点电势电势相等、相等、电场电场强强度也相等的度也相等的是是()解解析析匀匀强强电电场场的的等等势势面面是是垂垂直直于于电电场场线线的的一一簇簇等等间间距距的的平平行行平平面面，a中中a、b两两点点不不在在同同一一等等势势面面上上，所所以以，这这两两点点的的电电势势是是不不相相等等的的，但但这这两两点点的的场场强强相相等等；b中中a、b两两点点在在同同一一个个等等势势面面上上，电电势势相相等等，但但这这两两点点的的场场强强大大小小相相等等、方方向向不不同同；c中中a、b两两点点对对称称于于两两电电荷荷的的连连线线，所所以以电电势势相相等等，但但在在中中垂垂线线上上场场强强的的方方向向是是沿沿中
18、中垂垂线线的的，而而且且都都指指向向外外侧侧，故故两两点点的的场场强强的的方方向向不不同同；在在d中中，a、b两两点点的的电电势势相相等等，场强的方向是沿连线的，而且方向相同，故本题选场强的方向是沿连线的，而且方向相同，故本题选d。答案答案d3(2018浙浙江江省省十十校校联联盟盟适适应应性性考考试试)如如图图所所示示，实实线线表表示示电电场场线线，虚虚线线表表示示带带电电粒粒子子运运动动的的轨轨迹迹。带带电电粒粒子子只只受受电电场场力力的的作作用用，运运动动过过程程中中电电势势能能逐逐渐渐减减小小，它它运运动动到到b处处时时的的运运动动方方向与受力方向可能是向与受力方向可能是()解解析析由由
19、于于带带电电粒粒子子只只受受电电场场力力，则则所所受受的的电电场场力力方方向向指指向向轨轨迹迹的的凹凹侧侧，a错错误误；由由于于运运动动过过程程中中电电势势能能逐逐渐渐减减小小，则则电电场场力力做做正正功功，电电场场力力的的方方向向与与速速度度方方向向的的夹夹角角为为锐锐角角，b、c错误，错误，d正确。正确。答案答案d4(20164月月浙浙江江选选考考，13)如如图图6所所示示，真真空空中中有有两两个个点点电电荷荷q19.0108 c和和q21.0108 c，分分别别固固定定在在x坐坐标标轴轴上上，其其中中q1位于位于x0处处，q2位于位于x6 cm处处。在。在x轴轴上上()图图6a场场强强为为0的点有两的点有两处处b在在x6 cm区域，区域，电势电势沿沿x轴轴正方向降低正方向降低c质质子从子从x1 cm运运动动到到x5 cm处处，电势电势能升高能升高d在在0x9 cm的区域，的区域，场场强强沿沿x轴轴正方向正方向答案答案d答案答案410825