物理人教版 (2019)1 电势能和电势评课ppt课件

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1.静电力做功的特点:在静电场中移动电荷时,静电力做的功与电荷的_____位置和_____位置有关,与电荷经过的_____无关,这跟重力做功的特点类似。2.电势能:(1)定义:电荷在电场中所具有的_____,单位是焦耳(J)。(2)标矢性:电势能是_____,但有正、负之分。当电荷的电势能为正值时,表示比电荷在零电势能位置的电势能___;为负值时,表示比电荷在零电势能位置的电势能___。(3)相对性:电势能是相对的,只有当_________位置确定以后,电荷在电场中某点的电势能才有确定的值。通常规定:电荷在大地表面或_________的电势能为零。
(4)静电力做功与电势能变化的关系:静电力做的功等于_______的减少量。电荷在某点的电势能等于把它从这点移到_______位置时静电力做的功。(5)电势能变化:同一电场中,在同样的两点间,移动正电荷与移动负电荷,电荷的电势能的增减是_____的。3.电势:(1)定义:电场中某一点的电势等于电荷在该点的_______与它的_______的比值。(2)公式:φ= 。(3)单位:国际单位制中,电势的单位是_____,符号是V,1V= _______。 
(4)特点:①相对性:电场中各点电势的高低,与所选取的_______的位置有关,一般情况下取_______或大地为零电势位置。②标矢性:电势是标量,只有大小,没有_____,但有_____。③固有性:电势是表示电场_____属性的一个物理量,在电场中某点电势的高低由_________决定,与在该点是否有试探电荷、电荷的电性、电荷量_____。(5)与电场线关系:沿电场线方向电势_____得最快。
主题一 静电力做功与电势能变化的关系【实验情境】如图所示,让试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中,沿几条不同路径从A点运动到B点。
【问题探究】试结合上述情境,讨论下列问题:(1)分别计算甲、乙、丙三图中静电力对电荷做功的多少。提示:可以根据功的公式W=FLcsθ计算出各种情况下电场力做的功。①图甲中,静电力对电荷所做的功W=F·|AB|=qE·|AB|=qE·|AM|。②图乙中,静电力对电荷所做的功W=F·csθ|AB|=qE·|AM|。③图丙中,用无数组跟静电力垂直和平行的折线来逼近曲线ANB,与静电力平行的短折线的长度之和等于|AM|,因此静电力对电荷所做的功W=W1+W2+W3+…=qE·|AM|。
(2)通过问题(1)中三种情况下的做功的数据,请总结静电力做功的特点。提示:静电力做的功只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。(3)结合图甲,类比重力做功与重力势能的关系,思考静电力做功与电势能有什么关系。提示:在图甲中,正电荷从A移到B静电力做正功,电势能减少,正电荷从B移到A静电力做负功,电势能增加。重力做的功等于重力势能的减少量,即WG=mghA-mghB。类似地,静电力做功与电势能的关系为:静电力做功等于电势能的减少量,即WAB=EpA-EpB。
【结论生成】1.静电力做功的特点:(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。该结论不仅适用于匀强电场,而且适用于非匀强电场。(2)在匀强电场中,电场力做的功为W=qEd,其中d为沿电场线方向的位移。(3)电场力和瞬时速度方向的夹角为锐角时电场力做正功,夹角为钝角时做负功。
2.电势能的性质:(1)系统性:电势能由电场和电荷共同决定,但我们习惯说成是电场中的电荷所具有的电势能。(2)相对性:电势能是一个相对量,其数值与零势能点的选取有关。(3)标量性:电势能是标量,有正负、无方向。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。
3.电势能大小的判断:(1)场源电荷判断法:离正场源电荷越近,正试探电荷的电势能越大,负试探电荷的电势能越小;离负场源电荷越近,正试探电荷的电势能越小,负试探电荷的电势能越大。(2)电场线法:正电荷顺着电场线的方向移动时电势能逐渐减小,逆着电场线的方向移动时电势能逐渐增大;负电荷顺着电场线的方向移动时电势能逐渐增大,逆着电场线的方向移动时电势能逐渐减小。(3)做功判断法:无论正、负电荷,电场力做正功,电荷的电势能减小;电场力做负功,电荷的电势能增大。
【拓展延伸】 1.重力势能与电势能类比:
2.电场力做功与电势能变化的关系:WAB=EpA-EpB,电场做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增加。
【典例示范】a、b为电场中的两个点,如果把电荷量q=-3×10-8 C的负电荷从a点移动到b点,静电力对该电荷做了6×10-7 J的正功,则该电荷的电势能(　　)A.增加了3×10-7 J　　　B.增加了3×10-8 JC.减少了6×10-7 JD.减少了1.8×10-14 J
【解析】选C。静电力对电荷做多少正功,该电荷的电势能就减少多少,把该负电荷从a点移动到b点,静电力对该电荷做了6×10-7 J的正功,所以该电荷的电势能减少了6×10-7 J,选项C正确。
【规律方法】电势能增减的判断方法(1)做功判断法:无论正、负电荷,电场力做正功,电势能就减小,电场力做负功,电势能就增大。(2)由公式Ep=qφ判断:设φA>φB,当q>0时,qφA>qφB,即EpA>EpB。当q