还剩23页未读，
继续阅读
所属成套资源：新教材2023高中物理粤教版必修第三册课件（27份）
成套系列资料，整套一键下载
高中粤教版 (2019)第四节 电势能与电势教学演示ppt课件
展开
这是一份高中粤教版 (2019)第四节 电势能与电势教学演示ppt课件，共31页。PPT课件主要包含了答案A，答案D，答案B，判定电势能增减的方法，答案C，答案AC，答案AD，答案ABD等内容，欢迎下载使用。
知识点一 电场力做功在匀强电场中移动电荷时，电场力所做的功只与电荷的电量及其起点、终点的位置有关，与路径无关，更多的研究表明，上述结论也适用于非匀强电场．知识点二 电势能1．定义：一个电荷在静电场中的某一位置的势能．2．电场力做功与电势能的关系：WAB＝EpA－EpB．3．电势能的单位是焦耳，简称焦，符号是J．
知识点四 等势面1．定义．电场中电势相同的各点构成的面叫作等势面．2．等势面与电场线的关系．(1)电场线跟等势面垂直．(2)电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面．
1.如图所示为某电场的一簇电场线，A、B两点的电场强度分别用EA、EB表示，A、B两点的电势分别用φA、φB表示，则( )A．EAφBB．EAEB，φA>φBD．EA>EB，φA<φB
解析：根据沿电场线方向电势逐渐降低可知φA>φB，根据电场线的疏密程度表示电场强度的大小可知EA
解析：无论粒子从a点或者从b点射入电场，由于运动轨迹向下弯曲，说明粒子受电场力方向向下，可判断电场线的方向向上而不是向下，A错误；粒子既可以从a点运动到b点，也可以从b点运动到a点，B错误；由于顺着电场线方向电势降低，故有φa<φb，C错误；负电荷逆着电场线方向运动时电势能减少，顺着电场线方向运动时电势能增加，因而粒子在a点的电势能大于在b点的电势能，D正确．
3.如图所示，在场强为E的匀强电场中有相距为l的A、B两点，连线AB与电场线的夹角为θ，将一电荷量为q的正电荷从A点移到B点．若沿直线AB移动该电荷，电场力做的功W1＝________；若沿路径ACB移动该电荷，电场力做的功W2＝________；若沿曲线ADB移动该电荷，电场力做的功W3＝________．由此可知，电荷在电场中移动时，电场力做功的特点是_________________________________________________________．
解析：路径AB、ACB、曲线ADB在电场线方向上的投影都是BC＝lcs θ，所以沿这三条路径电荷由A运动到B，电场力做的功都是qElcs θ，因此电场力做功的特点是：与路径无关，只与始、末位置有关．
答案：qElcs θ qElcs θ qElcs θ 电场力做功的多少与路径无关，只与始末位置有关
探究一 电场力做功与电势能的变化1．电场力做功的特点．如图所示，在电场中将电荷q从A点移到B点，沿着①②③不同的路径，电场力做功相同，说明电场力做功与路径无关，只由电荷的始末位置决定．2．电势能．(1)概念：电荷在电场中所具有的势能．(2)对电势能的理解．①与重力势能类似，电势能在选取零势能位置后，才能有绝对的大小．②一般选取无限远或大地作为零势能位置．
3．电场力做功和电荷电势能的变化关系．(1)电场力做正功，电势能一定减少(电势能转化为其他形式的能)．(2)电场力做负功，电势能一定增加(其他形式的能转化为电势能)．(3)电场力做功的多少，等于电势能的变化：WAB＝EpA－EpB.
【典例1】 如图所示，A、B为某电场线上的两点，那么以下结论正确的是( )A．把正电荷从A移到B，静电力做正功，电荷的电势能增加B．把负电荷从A移到B，静电力做负功，电荷的电势能增加C．把负电荷从A移到B，静电力做正功，电荷的电势能增加D．不论正电荷还是负电荷，从A到B电势能逐渐降低
解析：正电荷从A移到B，静电力做正功，电势能减少；负电荷从A移到B，静电力做负功，电势能增加，因此B正确．
1．在电场中，把电荷量为4×10－9 C的正点电荷从A点移到B点，克服静电力做功6×10－8 J，以下说法中正确的是( )A．电荷在B点具有的电势能是6×10－8 JB．B点电势是15 VC．电荷的电势能增加了6×10－8 JD．电荷的电势能减少了6×10－8 J
解析：电荷在电场中某点的电势能具有相对性，只有确定了零势点，B点的电势、电荷在B点的电势能才是确定的数值，故选项A、B错误；由于电荷从A移到B的过程中是克服静电力做功6×10－8 J，故电荷电势能应该是增加了6×10－8 J，选项C正确，选项D错误．
2.如图所示，在真空中有两个带正电的点电荷，分别置于M、N两点．M处正电荷的电荷量大于N处正电荷的电荷量，A、B为M、N连线的中垂线上的两点．现将一负点电荷q由A点沿中垂线移动到B点，在此过程中，下列说法正确的是( )A．q的电势能逐渐减小B．q的电势能逐渐增大C．q的电势能先增大后减小D．q的电势能先减小后增大
解析：负电荷从A到B的过程中，电场力一直做负功，电势能增大，所以A、C、D均错误，B正确．
探究二 电势的理解和电势高低的判断1．对电势的理解．(1)相对性：电势是相对的，电场中某点的电势高低与电势零点的选取有关．通常将离场源电荷无穷远处或地球表面选为电势零点．(2)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和电势能均无关．(3)标量性：电势是只有大小、没有方向的物理量，在规定了电势零点后，电场中各点的电势可能是正值，也可能是负值．正值表示该点的电势高于零电势；负值表示该点的电势低于零电势．显然，电势的正负只表示大小，不表示方向．
2．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．(2)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．(3)电势能判断法：对于正电荷，电势能越大，所在位置的电势越高；对于负电荷，电势能越小，所在位置的电势越高．
3．电势与电势能的比较．
【典例2】 将带电荷量为6×10－6 C的负电荷从电场中A点移到B点，克服静电力做了3×10－5 J的功，再从B点移到C点，静电力做了1.2×10－5 J的功，则：(1)如果规定A点的电势为0，则C点的电势是多少？(2)如果规定B点的电势为0，则C点的电势是多少？
解析：(1)负电荷从A到C，静电力做功WAC＝WAB＋WBC＝－3×10－5 J＋1.2×10－5 J＝－1.8×10－5 J，静电力做负功表示电势能增加了1.8×10－5 J.如果规定A点电势为0，则负电荷在C点的电势能为EpC＝1.8×10－5 J，
电场强度大小和电势高低的判断方法(1)电场线越密——电场强度越大．(2)沿电场线方向——电势越来越低．(3)电场强度大的地方——电势不一定高．
3.(多选)如图所示，某区域电场线左右对称分布，M、N为对称线上的两点．下列说法正确的是( )A．M点电势一定高于N点电势B．M点场强一定大于N点场强C．正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能D．将电子从M点移动到N点，电场力做正功
解析：沿电场线方向，电势降低，所以M点电势，一定高于N点电势，A正确；电场线的疏密程度表示电场的强弱，由题图可知，M点场强一定小于N点的场强，B错误；正电荷q在M点的电势能EpM＝qφM，在N点的电势能EpN＝qφN，由于φM＞φN，所以EpM＞EpN，C正确；电子在电场中受电场力的方向沿NM指向M，故从M移动到N，电场力做负功，D错误．
探究三 等势面的理解应用1．等势面的特点．(1)在等势面内任意两点间移动电荷，电场力不做功．(2)在空间中两等势面不相交．(3)电场线总是和等势面垂直，且从电势较高的等势面指向电势较低的等势面．(4)在电场线密集的地方，等差等势面密集；在电场线稀疏的地方，等差等势面稀疏．(5)等势面是为描述电场的性质而假想的面．(6)等势面的分布与零电势点的选取无关．
2．几种常见电场的等势面．
3．电场线与等势面的区别与联系．
【典例3】 (多选)如图所示，虚线同心圆是一簇某静电场中的等势面，其电势分别是φa、φb和φc，一带正电粒子射入电场中，运动轨迹如图中实线KLMN所示．由图可知( )A．粒子从K到L的过程中，静电力做负功，电势能增加B．粒子从L到M的过程中，静电力做负功，电势能增加C．φa＞φb＞φcD．φa＜φb＜φc
解析：由等势面的分布规律可知，该电场为点电荷的电场．由运动轨迹可知，运动的正电荷跟场源电荷的相互作用规律是排斥，所以场源电荷是正电荷．根据电场线与等势面垂直，得电场的分布是发散状辐射向外的．正电荷从K到L受静电力的方向背离圆心，与移动方向相反，做负功，电荷的电势能增加，选项A正确；从L到M的过程中，静电力先做负功再做正功，电势能先增加，后减少，选项B错误；根据电场线的方向就是电势降低最快的方向可知选项C错误，D正确．
电场力做功正负的判断(1)根据电场力和位移方向的夹角判断：夹角为锐角，电场力做正功；夹角为钝角，电场力做负功．(2)根据电场力和瞬时速度方向的夹角判断：夹角是锐角时电场力做正功，夹角是钝角时电场力做负功，电场力和瞬时速度方向垂直时电场力不做功．(3)根据电势能的变化情况判断：若电势能增加，则电场力做负功；若电势能减小，则电场力做正功．(4)根据动能的变化情况判断(物体只受电场力作用)：若物体的动能增加，则电场力做正功；若物体的动能减少，则电场力做负功．
4.(多选)将一电荷量为＋Q的小球放在不带电的金属球附近，所形成的电场线分布如图所示，金属球表面的电势处处相等．a、b为电场中的两点，则( )A．a点的电场强度比b点的大B．a点的电势比b点的高C．试探电荷－q在a点的电势能比在b点的大D．将试探电荷－q从a点移到b点的过程中，电场力做负功
解析：电场线密的地方电场强度大，选项A正确；沿着电场线方向电势逐渐降低，选项B正确；由Ep＝qφ可知，负电荷在高电势处电势能小，选项C错误；负电荷从a到b电势能增加，根据电场力做功与电势能变化的关系可知，这个过程中电场力做负功，选项D正确．故选ABD.
知识点一 电场力做功在匀强电场中移动电荷时，电场力所做的功只与电荷的电量及其起点、终点的位置有关，与路径无关，更多的研究表明，上述结论也适用于非匀强电场．知识点二 电势能1．定义：一个电荷在静电场中的某一位置的势能．2．电场力做功与电势能的关系：WAB＝EpA－EpB．3．电势能的单位是焦耳，简称焦，符号是J．
知识点四 等势面1．定义．电场中电势相同的各点构成的面叫作等势面．2．等势面与电场线的关系．(1)电场线跟等势面垂直．(2)电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面．
1.如图所示为某电场的一簇电场线，A、B两点的电场强度分别用EA、EB表示，A、B两点的电势分别用φA、φB表示，则( )A．EA
解析：根据沿电场线方向电势逐渐降低可知φA>φB，根据电场线的疏密程度表示电场强度的大小可知EA
解析：无论粒子从a点或者从b点射入电场，由于运动轨迹向下弯曲，说明粒子受电场力方向向下，可判断电场线的方向向上而不是向下，A错误；粒子既可以从a点运动到b点，也可以从b点运动到a点，B错误；由于顺着电场线方向电势降低，故有φa<φb，C错误；负电荷逆着电场线方向运动时电势能减少，顺着电场线方向运动时电势能增加，因而粒子在a点的电势能大于在b点的电势能，D正确．
3.如图所示，在场强为E的匀强电场中有相距为l的A、B两点，连线AB与电场线的夹角为θ，将一电荷量为q的正电荷从A点移到B点．若沿直线AB移动该电荷，电场力做的功W1＝________；若沿路径ACB移动该电荷，电场力做的功W2＝________；若沿曲线ADB移动该电荷，电场力做的功W3＝________．由此可知，电荷在电场中移动时，电场力做功的特点是_________________________________________________________．
解析：路径AB、ACB、曲线ADB在电场线方向上的投影都是BC＝lcs θ，所以沿这三条路径电荷由A运动到B，电场力做的功都是qElcs θ，因此电场力做功的特点是：与路径无关，只与始、末位置有关．
答案：qElcs θ qElcs θ qElcs θ 电场力做功的多少与路径无关，只与始末位置有关
探究一 电场力做功与电势能的变化1．电场力做功的特点．如图所示，在电场中将电荷q从A点移到B点，沿着①②③不同的路径，电场力做功相同，说明电场力做功与路径无关，只由电荷的始末位置决定．2．电势能．(1)概念：电荷在电场中所具有的势能．(2)对电势能的理解．①与重力势能类似，电势能在选取零势能位置后，才能有绝对的大小．②一般选取无限远或大地作为零势能位置．
3．电场力做功和电荷电势能的变化关系．(1)电场力做正功，电势能一定减少(电势能转化为其他形式的能)．(2)电场力做负功，电势能一定增加(其他形式的能转化为电势能)．(3)电场力做功的多少，等于电势能的变化：WAB＝EpA－EpB.
【典例1】 如图所示，A、B为某电场线上的两点，那么以下结论正确的是( )A．把正电荷从A移到B，静电力做正功，电荷的电势能增加B．把负电荷从A移到B，静电力做负功，电荷的电势能增加C．把负电荷从A移到B，静电力做正功，电荷的电势能增加D．不论正电荷还是负电荷，从A到B电势能逐渐降低
解析：正电荷从A移到B，静电力做正功，电势能减少；负电荷从A移到B，静电力做负功，电势能增加，因此B正确．
1．在电场中，把电荷量为4×10－9 C的正点电荷从A点移到B点，克服静电力做功6×10－8 J，以下说法中正确的是( )A．电荷在B点具有的电势能是6×10－8 JB．B点电势是15 VC．电荷的电势能增加了6×10－8 JD．电荷的电势能减少了6×10－8 J
解析：电荷在电场中某点的电势能具有相对性，只有确定了零势点，B点的电势、电荷在B点的电势能才是确定的数值，故选项A、B错误；由于电荷从A移到B的过程中是克服静电力做功6×10－8 J，故电荷电势能应该是增加了6×10－8 J，选项C正确，选项D错误．
2.如图所示，在真空中有两个带正电的点电荷，分别置于M、N两点．M处正电荷的电荷量大于N处正电荷的电荷量，A、B为M、N连线的中垂线上的两点．现将一负点电荷q由A点沿中垂线移动到B点，在此过程中，下列说法正确的是( )A．q的电势能逐渐减小B．q的电势能逐渐增大C．q的电势能先增大后减小D．q的电势能先减小后增大
解析：负电荷从A到B的过程中，电场力一直做负功，电势能增大，所以A、C、D均错误，B正确．
探究二 电势的理解和电势高低的判断1．对电势的理解．(1)相对性：电势是相对的，电场中某点的电势高低与电势零点的选取有关．通常将离场源电荷无穷远处或地球表面选为电势零点．(2)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和电势能均无关．(3)标量性：电势是只有大小、没有方向的物理量，在规定了电势零点后，电场中各点的电势可能是正值，也可能是负值．正值表示该点的电势高于零电势；负值表示该点的电势低于零电势．显然，电势的正负只表示大小，不表示方向．
2．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．(2)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．(3)电势能判断法：对于正电荷，电势能越大，所在位置的电势越高；对于负电荷，电势能越小，所在位置的电势越高．
3．电势与电势能的比较．
【典例2】 将带电荷量为6×10－6 C的负电荷从电场中A点移到B点，克服静电力做了3×10－5 J的功，再从B点移到C点，静电力做了1.2×10－5 J的功，则：(1)如果规定A点的电势为0，则C点的电势是多少？(2)如果规定B点的电势为0，则C点的电势是多少？
解析：(1)负电荷从A到C，静电力做功WAC＝WAB＋WBC＝－3×10－5 J＋1.2×10－5 J＝－1.8×10－5 J，静电力做负功表示电势能增加了1.8×10－5 J.如果规定A点电势为0，则负电荷在C点的电势能为EpC＝1.8×10－5 J，
电场强度大小和电势高低的判断方法(1)电场线越密——电场强度越大．(2)沿电场线方向——电势越来越低．(3)电场强度大的地方——电势不一定高．
3.(多选)如图所示，某区域电场线左右对称分布，M、N为对称线上的两点．下列说法正确的是( )A．M点电势一定高于N点电势B．M点场强一定大于N点场强C．正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能D．将电子从M点移动到N点，电场力做正功
解析：沿电场线方向，电势降低，所以M点电势，一定高于N点电势，A正确；电场线的疏密程度表示电场的强弱，由题图可知，M点场强一定小于N点的场强，B错误；正电荷q在M点的电势能EpM＝qφM，在N点的电势能EpN＝qφN，由于φM＞φN，所以EpM＞EpN，C正确；电子在电场中受电场力的方向沿NM指向M，故从M移动到N，电场力做负功，D错误．
探究三 等势面的理解应用1．等势面的特点．(1)在等势面内任意两点间移动电荷，电场力不做功．(2)在空间中两等势面不相交．(3)电场线总是和等势面垂直，且从电势较高的等势面指向电势较低的等势面．(4)在电场线密集的地方，等差等势面密集；在电场线稀疏的地方，等差等势面稀疏．(5)等势面是为描述电场的性质而假想的面．(6)等势面的分布与零电势点的选取无关．
2．几种常见电场的等势面．
3．电场线与等势面的区别与联系．
【典例3】 (多选)如图所示，虚线同心圆是一簇某静电场中的等势面，其电势分别是φa、φb和φc，一带正电粒子射入电场中，运动轨迹如图中实线KLMN所示．由图可知( )A．粒子从K到L的过程中，静电力做负功，电势能增加B．粒子从L到M的过程中，静电力做负功，电势能增加C．φa＞φb＞φcD．φa＜φb＜φc
解析：由等势面的分布规律可知，该电场为点电荷的电场．由运动轨迹可知，运动的正电荷跟场源电荷的相互作用规律是排斥，所以场源电荷是正电荷．根据电场线与等势面垂直，得电场的分布是发散状辐射向外的．正电荷从K到L受静电力的方向背离圆心，与移动方向相反，做负功，电荷的电势能增加，选项A正确；从L到M的过程中，静电力先做负功再做正功，电势能先增加，后减少，选项B错误；根据电场线的方向就是电势降低最快的方向可知选项C错误，D正确．
电场力做功正负的判断(1)根据电场力和位移方向的夹角判断：夹角为锐角，电场力做正功；夹角为钝角，电场力做负功．(2)根据电场力和瞬时速度方向的夹角判断：夹角是锐角时电场力做正功，夹角是钝角时电场力做负功，电场力和瞬时速度方向垂直时电场力不做功．(3)根据电势能的变化情况判断：若电势能增加，则电场力做负功；若电势能减小，则电场力做正功．(4)根据动能的变化情况判断(物体只受电场力作用)：若物体的动能增加，则电场力做正功；若物体的动能减少，则电场力做负功．
4.(多选)将一电荷量为＋Q的小球放在不带电的金属球附近，所形成的电场线分布如图所示，金属球表面的电势处处相等．a、b为电场中的两点，则( )A．a点的电场强度比b点的大B．a点的电势比b点的高C．试探电荷－q在a点的电势能比在b点的大D．将试探电荷－q从a点移到b点的过程中，电场力做负功
解析：电场线密的地方电场强度大，选项A正确；沿着电场线方向电势逐渐降低，选项B正确；由Ep＝qφ可知，负电荷在高电势处电势能小，选项C错误；负电荷从a到b电势能增加，根据电场力做功与电势能变化的关系可知，这个过程中电场力做负功，选项D正确．故选ABD.
相关课件
高中物理粤教版 (2019)必修 第三册第四节 电势能与电势示范课课件ppt： 这是一份高中物理粤教版 (2019)必修 第三册第四节 电势能与电势示范课课件ppt，共55页。PPT课件主要包含了课前•自主预习，电场力做功，微思考，静电场，电势能，减少量，EpA－EpB，零势能位置，无穷远处，大地处等内容，欢迎下载使用。
高中物理粤教版 (2019)必修 第三册第四节 电势能与电势精品课件ppt： 这是一份高中物理粤教版 (2019)必修 第三册第四节 电势能与电势精品课件ppt，共30页。PPT课件主要包含了学习目标，结论动能增加，静电力做功的特点，W20，电势能，重力势能和电势能类比，两点电势能大小的判断，两点电势高低的判断，电势与电场强度的比较，等势面等内容，欢迎下载使用。
高中物理粤教版 (2019)必修 第三册第四节 电势能与电势评课ppt课件： 这是一份高中物理粤教版 (2019)必修 第三册第四节 电势能与电势评课ppt课件
