2019_2020学年高考物理主题1静电场4课时1电势能和电势课件必修3.pptx
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1、,主题1 4 电势能和电势,课时1 电势能和电势,学科素养与目标要求,物理观念: 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.理解电势的定义、定义式、单位,能根据电场线判断电势高低. 科学思维: 1.通过类比法分析得出静电力做功与电势能变化的关系. 2.能用比值法定义电势.,NEIRONGSUOYIN,内容索引,自主预习,达标检测,课时对点练,预习新知 夯实基础,检测评价 达标过关,注重双基 强化落实,重点探究,启迪思维 探究重点,自主预习,一、静电力做功的特点,1.静电力做功:在匀强电场中,静电力做功WqElcos .其中为_ 之间的夹角. 2.特点:在静电场中移动电荷
2、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 .,静电力与位移,方向,有关,无关,二、电势能,1.电势能:电荷在 中具有的势能,用Ep表示. 2.静电力做功与电势能变化的关系:静电力做的功等于电势能的 .表达式:WAB .,静电力做正功,电势能 ; 静电力做负功,电势能 .,电场,减少量,EpAEpB,减少 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 时静电力做的功EpAWA0. 4.电势能具有相对性 电势能零点的规定:通常把电荷在离场源电荷 处或把电荷在_ 上的电势能规定为零.,零势能位置,无限远,大地表面,三、电势,1.定义:电荷在电场中某一点的 与
3、它的 的比值. 2.公式: . 3.单位:国际单位制中,电势的单位是 ,符号是V,1 V1 J/C. 4.电势高低的判断:沿着电场线的方向电势逐渐 . 5.电势是 量,只有大小,没有方向,但有正、负之分,同一电场中电势为正表示比零电势 ,电势为负表示比零电势 . 6.电势的相对性:只有规定了电势零点才能确定某点的电势大小,一般选_ 或离场源电荷 处的电势为0.,电势能,电荷量,伏特,降低,标,高,低,大地,无限远,即学即用,1.判断下列说法的正误. (1)电荷从电场中的A点运动到B点,路径不同,电场力做功不同.( ) (2)正电荷和负电荷沿着电场线运动,电势能均减少.( ) (3)电荷在电势高
4、处具有的电势能一定大.( ) (4)沿电场线方向电势降低,与试探电荷的电性无关.( ),2.如图1所示,把电荷量为5109 C的电荷,从电场中的A点移到B点,其电势能_(选填“增大”或“减小”).若A点电势为A15 V,B点电势为B10 V,则电荷在A点和B点具有的电势能分别为EpA_ J,EpB_ J,此过程电场力所做的功WAB_ J.,图1,增大,7.5108,5108,2.5108,解析 电荷从A点移到B点,电场力做负功,电势能增大. EpAqA510915 J7.5108 J EpBqB510910 J5108 J WABEpAEpB2.5108 J.,重点探究,答案 静电力FqE,静
5、电力与位移夹角为,静电力对试探电荷q做的功WF|AB|cos qE|AM|.在线段AM上静电力做的功W1qE|AM|,在线段MB上静电力做的功W20,总功WW1W2qE|AM|.,一、静电力做功与电势能,(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,静电力做的功为多少?若q沿折线AMB从A点移动到B点,静电力做的功为多少?,导学探究,(2)若q沿任意曲线从A点移动到B点,静电力做的功为多少?由此可得出什么结论?,答案 WqE|AM|.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.,(3)对比电场力做功和重力
6、做功的特点,它们有什么相同之处?重力做功引起重力势能的变化,电场力做功引起什么能的变化?,答案 电场力做功与重力做功都与路径无关.电场力做功引起电势能的变化.,1.静电力做功的特点 (1)静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关,但与具体路径无关,这与重力做功特点相似. (2)静电力做功的特点不受物理条件限制,不管静电力是否变化,是否是匀强电场,是直线运动还是曲线运动,静电力做功的特点不变.,知识深化,2.电势能 (1)电势能Ep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在电场中某点的电势能. (2)电势能是相对的,其大小与选定的参考点有关.确定电荷的电势能,首先
7、应确定参考点,也就是零势能点的位置. (3)电势能是标量,有正负但没有方向.在同一电场中,电势能为正值表示电势能大于参考点的电势能,电势能为负值表示电势能小于参考点的电势能.,3.静电力做功与电势能变化的关系 (1)WABEpAEpB. 静电力做正功,电势能减小;静电力做负功,电势能增加. (2)在同一电场中,正电荷在电势高的地方电势能大,而负电荷在电势高的地方电势能小.,例1 将带电荷量为6106 C的负电荷从电场中的A点移到B点,克服静电力做了3105 J的功,再从B点移到C点,静电力做了1.2105 J的功,则: (1)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?,答
8、案 见解析,解析 WACWABWBC3105 J1.2105 J1.8105 J. 电势能增加了1.8105 J.,(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?,答案 见解析,解析 如果规定A点的电势能为零,由公式WABEpAEpB得该电荷在B点的电势能为EpBEpAWAB0WAB3105 J. 同理,C点的电势能为EpCEpAWAC0WAC1.8105 J.,(3)如果规定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?,答案 见解析,解析 如果规定B点的电势能为零,则该电荷在A点的电势能为:EpAEpBWAB0WAB3105 J. C点的电势能为EpC
9、EpBWBC0WBC1.2105 J.,例2 (多选)(2017济南市期末)如图2所示,竖直向上的匀强电场中,绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上,上面放一带正电的小球,小球与弹簧不连接,施加外力将小球向下压至某位置静止.现撤去外力,小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中,重力、电场力对小球所做的功分别为W1和W2,则上述过程中 A.小球与弹簧组成的系统机械能守恒 B.小球的重力势能增加W1 C.小球的电势能增加W1W2 D.小球的电势能减少W2,图2,解析 由于电场力做正功,故小球与弹簧组成的系统机械能增加,A选项错误; 由题意知重力做负功,小球的重力势能增加,增加量为W1,故B选项正确; 电场力做
10、正功,电势能减少,减少量为W2,故C选项错误,D正确.,答案 电荷量分别为q和2q的正试探电荷在A点的电势能分别为Eqlcos 、2Eqlcos .,二、电势,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. (1)电荷量分别为q和2q的正试探电荷在A点的电势能分别为多少?,导学探究,(2)电势能与电荷量的比值是否相同?,答案 电势能与电荷量的比值相同,都为Elcos .,(3)电势能与电荷量的比值与试探电荷的电荷量是否有关系?,答案 与试探电荷的电荷量无关.,(1)取决于电场本身; (2)公式中的Ep、q均需代入正负号. 2.电场中
11、某点的电势是相对的,它的大小和零电势点的选取有关.在物理学中,常取离场源电荷无限远处的电势为零,在实际应用中常取大地的电势为零. 3.电势虽然有正负,但电势是标量.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,正负号不表示方向.,知识深化,4.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.,例3 如果把电荷量为q1.0108 C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W1.2104 J,那么: (1)q在A点的电势能和A点的电势各是多少?,答案 1.2104 J 1.2104 V,解析 取无限远处的电势为零,电荷在无限远处的电势
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