高中物理必修第三册《1 电势能和电势》PPT课件3-统编人教版

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第1节 电势能和电势电场的力的性质1、场强：定义式 真空中点电荷的决定式 两个公式的使用情景2、电场的力的性质 场强——电场力——加速度——速度位移 思考：电场力作用下的电荷的移动， 电场力是否做功？正负功怎么判断？ 功的物理意义？ 电场与电场中的电荷具有由电场力的功来量度的能量——电势能 研究电势能的方法利用电场力做功来研究求功的方法 功的公式 W=FLcosα 使用条件 恒力做功 方法：研究匀强电场中电场力对点电荷做功 探究：匀强电场中，静电力对点电荷做功的特点 匀强电场场强为E，点电荷质量m，电量q.从A点到B点沿路径①的移动中，电场力做功_______。 沿路径②的移动中，电场力做功_______.沿路径③的移动中，电场力做功________.①②③结论： 电场力对电荷做的功与电荷运动路径无关； 非匀强电场中，结论相同。 d h ⌒αEqd Eqd Eqd 练习：AB间间距为10cm，匀强电场的E=1000N/C，AB连线与电场线夹角为37°，当q=-10－4C从A移到C再移到B，电场力做功是多少？从A到B移动正电荷，电场力做功2×10-4J的功；若换路径到B，电场力做功多大？ 计算电场力的功的方法 1 ）公式计算，计算出正负数； 2 ）用大小计算，判断正负功 电场力做功特点 电场力对电荷做的功与电荷运动路径无关； 非匀强电场中，结论相同。 一､静电力做功1.计算公式:W=FScosθ=±Eq·d║ 单位：J 标量 适用匀强电场正功与负功的判断方法: F与V同向正，反向负2.特点: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. 该结论适用于一切电场 思考： 重力做功特点与之相同，量度重力势能的变化； 电场力做功，量度什么能的变化？ 由系统内相对位置相互作用力决定的能量------势能 电场、电荷构成的系统，具有电势能 二､电势能1.电势能:由于移动电荷时静电力做的功与移动的路径无关,电荷在电场中具有由相对位置和相互作用力决定的势能,这种势能叫做电势能.2.电场力做功与电势能变化的关系(类比)(1)结论:静电力做的功等于电势能的减少量.(2)关系式: WA-B=EpA-EpB=-ΔEpAB电场力做正功，电势能减少；做负功，电势能增加； |W电场力|=|△Ep| ΔE pAB=EpB-EpA= -WA-B 3.电势能的变化：电荷q从A到B位置的过程中， 电势能的变化 例、将带电量为6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了3×10-5J的功，再从B移到C，电场力做了1.2×10-5J的功，则（1）电荷从A移到B，再从B移到C的过程中,电势能的变化∆EAB 和∆EBC是多少？（2）上述过程的电势能如何变化的？分别变化了多少？共变化了多少？增加了1.8×10-5J. 增加了3×10-5J. 减少了1.2×10-5J. ∆EAB=3×10-5J ∆EBC=-1.2×10-5J （3）A到C全过程电场力做了多少功？电势能变化了多少？ 计算电势能变化的方法 ΔE pAB=EpB-EpA= -WA-B 1）代入正负号计算； 2）先计算绝对值后判断大小WAC=-1.8×10-5J 增加∆EP=1.8×10-5J 注意：WAC=WAB+WBC WAC=-WCA 计算电势能变化的方法 ΔE pAB=EpB-EpA= -WA-B 1）代入正负号计算； 2）先计算绝对值后判断大小 思考：怎样利用“功”，计算电荷在某处的电势能呢？ 选定电势能的零势能参考点，就可以计算电势能（1）电势能具有相对性，与零势能参考面的选择有关：通常：1）点电荷电场，以无穷远为零势能参考面。2）大地或电场中的接地点3）人为规定的点或面（2）电势能是有正负的标量，代表电势能的大小； 1J>0>-1J（3）电势能属于电荷与电场组成的系统（系统性）， 常说成电荷的电势能3、电势能的计算：电荷在某点的电势能,等于把它从 该点移动到零势能位置时，静电力做的功. 利用“功”求电势能：（方法一）带正负号计算 EPA=WA-0=－W0-AWAB＞0EPA＞EPB W AB＜0EPA＜EPB (4)判定电荷在不同位置A、B处的电势能的高低: 做功法： 移动电荷看电场力做功的正负A OC 问题：将+q从A移到O，再移到C，电场力做什么功？电势能怎么变？以O为零势能点，电荷在A、C处电势能的正负如何？以A为零势能点，电荷在O、C处的电势能的大小关系如何？ 判定电荷在A位置处的电势能的正负： 做功法： 将电荷从A移到零势能点，电场力做正功时，电荷在A处电势能为正（负功时，为负）； 将电荷从零势能点移到A，电场力做正功时，电荷在A处电势能为负（负功时，为正）； 例、将带电量为6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了3×10-5J的功，再从B移到C，电场力做了1.2×10-5J的功，则如果规定A点的电势能为零，则（1）该电荷在B点和C点的电势能分别为多少？（2）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？（3）如果规定C点的电势能为零，则该电荷在A点和B点的电势能分别为多少？EPC=1.8×10-5 J EPC=-1.2×10-5 JEPB=3×10-5 J 利用“功”求电势能：（方法二） 计算绝对值，判断正负值；EPA=±WA0利用“功”求电势能：（方法一）带正负号计算 EPA=WA-0=－W0-A EPA= -3×10-5 J 注意：WAC=WAB+WBC WAC=-WCA EPA= -1.8×10-5 J EPB= -1.2×10-5 J 例、将带电量为3×10-6C的正电荷从电场中的A点移到B点，电场力做了3×10-6J的功，以B为零电势能参考面，（1）该电荷在A点的电势能多大？（2）电荷6×10-6C从A移到B，电场力做多少功？ 该电荷在A点的电势能多大？（3）电荷1×10-6C在A点电势能多大？思考：怎样量度电场使电荷具有电势能的本领？ 10.1电势能和电势 第二节 回顾电场力做功“量度电势能的变化” WAB=EpA-EpB电势能的变化 ΔE pAB=EpB-EpA =-WAB 规定零势能参考面——确定电势能 EPA=EPA-0=WA0=－W0-A例、将带电量为3×10-6C的正电荷从电场中的A点移到B点，电场力做了3×10-6J的功，以B为零电势能参考面，（1）该电荷在A点的电势能多大？（2）电荷6×10-6C从A移到B，电场力做多少功？ 该电荷在A点的电势能多大？（3）电荷1×10-6C在A点电势能多大？思考：怎样量度电场使电荷具有电势能的本领？ 复习： 1、匀强电场中，求功的方法2、静电力做功的特点：3、判断电势能大小的方法： 4、判断电势能正负的方法： 5、利用“功”求电势能的方法： 总结电荷在电场中移动时，静电力做功情况 该比值是一个与q无关，仅与电场及A点的位置有关的量。三、电势设EP0 =0该比值称为A点的电势零势能参考点三､电势1.定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值,叫做这一点的电势,用φ表示.2.定义式:φA= = 计算方法一：带正负号计算。 3.在国际单位制中,电势的单位是伏特(V),1 V=1 J/C.4.电势是标量,只有大小,没有方向.有正负值。例：某电场中，-1×10-4C点电荷在A处电势能为4×10-2J，则电场中A点的电势多大？没有电荷时，A处电势多大？ 5.电势是描述电场本身性质的，由场源决定。 利用电势能求电势利用电场力功求电势沿着电场线移动正电荷，电场力做___功，正电荷的电势能_____，电场的电势_____;正 减少 减少 6、电势具有相对性，大小与零电势的选择有关。零势能参考面就是零电势参考面，常见的有：1、点电荷电场，以无穷远为零电势参考面。2、大地、电场中的接地点3、人为规定的点或面电势有正负，正负代表电势的大小（高低） 结论：沿着电场线的方向，电势减少 ；高于零电势的值是正值，低于零电势的值是负值。 +10v>+1v>0v>-1v>-10v +φo =0 AB沿着电场线移动负电荷，电场力做___功，负电荷的电势能_____，电场的电势_____;负 增加 减少 6、电势具有相对性，大小与零电势的选择有关。 零势能参考面就是零电势参考面。 结论：沿着电场线的方向，电势减少 ；高于零电势的值是正值，低于零电势的值是负值。 结论：从高电势向低电势移动电荷，正电荷的电势能减少，负电荷的电势能增加。-φo =0 AB7、真空中、点电荷形成电场，电场中某点的电势的计算法方法： 零电势参考面------选无穷远时： 计算方法：代入场源电荷的正负号计算；正电荷周围电场的电势大于零，负电荷周围电场的电势小于零 多点电荷空间某点电势，求代数和（含正负号加）孤立点电荷的电势： 无穷远处φ=0 ，则正电荷周围， φ>0负电荷周围， φ0负电荷一侧， φ