高中粤教版 (2019)第四节 电势能与电势背景图ppt课件

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必备知识·自主预习储备
知识点一　电场力做功1．电场力做功：在匀强电场中，电场力做功W＝qEL cs θ。其中θ为________________之间的夹角。2．电场力做功的特点：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____，与路径____。
知识点二　电势能1．电势能：电荷在______中具有的势能，用Ep表示。2．电场力做功与电势能变化的关系：电场力做的功等于电势能的______。表达式：WAB＝______________。
3．电势能的大小：电荷在某点的电势能大小就等于把它从该点移动到____________时电场力做的功。4．零电势能位置：电场中规定的电势能____的位置，通常把离场源电荷________或______的电势能规定为零。提醒　静电力做多少正功，电势能就减少多少，与其他力做了多少功无关。
知识点三　电势1．定义：电荷在电场中某一点的______与它的电量之比。2．公式：φ＝__。3．单位：国际单位制中，电势的单位是____，符号是V，1 V＝1 J/C。 4．特点：(1)相对性：电场中各点电势的高低，与所选取的零电势位置有关，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，没有方向，但有____。
5．与电场线的关系：沿电场线方向电势________。提醒　电势是标量，有正、负，具有相对性，在同一电场中，正值高于负值。
知识点四　等势面1．定义：电场中________的各点构成的面。2．等势面的特点：(1)在同一等势面上移动电荷时电场力______。(2)电场线与等势面____，并且由电势__的等势面指向电势__的等势面。(3)两个不同的等势面永不____。
体验1．思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)(1)静电力对正电荷一定做正功，对负电荷一定做负功。( )(2)电场中有M、N两点，把电荷从M点移到N点的过程中，静电力对电荷做负功，M点的场强比N点的场强大。( )(3)某电场中，A点电势φA＝3 V，B点电势φB＝－4 V，则有φA＞φB。( )
2．填空如图所示，匀强电场中三点A、B、C，则三点电场强度大小关系为________________，电势高低关系为________________。
关键能力·情境探究达成
考点1　静电力做功的特点
考点2　电势能的理解与计算
考点3　电势的理解及电势高低的判断
考点4　等势面的理解与计算
如图所示，试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中。(1)若沿直线从A移动到B，静电力做的功为多少？(2)若沿折线AMB从A点移动到B点，静电力做的功是多少？(3)若沿任意曲线从A点移动到B点，静电力做的功是多少？[提示]　(1)W＝qE·|AM|　(2)W＝qE·|AM|　(3)W＝qE·|AM|
考点1　静电力做功的特点1．静电力做功的特点：在电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但与电荷经过的路径无关。2．静电力做功的正负判断(1)根据静电力和位移方向的夹角判断：夹角为锐角时，静电力做正功；夹角为钝角时，静电力做负功；夹角为直角时，静电力不做功。此法常用于匀强电场中恒定静电力做功情况的判断。
(2)根据静电力和瞬时速度方向的夹角判断：夹角为锐角时，静电力做正功；夹角为钝角时，静电力做负功；夹角为直角时，静电力不做功。此法常用于判断曲线运动中变化的静电力做功情况。(3)根据电势能的变化情况判断：若电势能增加，则静电力做负功；若电势能减少，则静电力做正功。(4)若物体只受静电力作用，可根据动能的变化情况判断：若物体的动能增加，则静电力做正功；若物体的动能减少，则静电力做负功。
3．在应用公式W＝qEd计算静电力做功时，必须满足的条件是：(1)电荷处在匀强电场中。(2)d是沿电场线方向上的两点间的距离。
【典例1】　如图所示，在电场强度为E的水平匀强电场中，一根长为l的绝缘杆，两端分别固定着带有电荷量＋q和－q的小球(大小不计)。现让绝缘杆绕中点O逆时针转动α角，则转动过程中两个带电小球克服静电力做功为多少？
1．如图所示的匀强电场中有a、b、c三点，ab＝5 cm，bc＝12 cm，其中ab沿电场方向，bc和电场方向成60°角，一个电荷量为q＝4×10-8 C 的正电荷从a移到b时静电力做的功为W1＝1.2×10-7 J，求：(2)电荷从b移到c，静电力所做的功W2。[解析]　把电荷从b移到c，静电力做的功W2＝qE·dbc·cs 60°＝4×10-8×60×12×10-2×0.5 J＝1.44×10-7 J。[答案]　1.44×10-7 J
考点2　电势能的理解与计算1．电势能的特性
2．电势能增减的判断方法
3．电场中的几种功能关系(1)若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变。(2)若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变。(3)除重力和弹力外，其他各力对物体所做的功等于物体机械能的变化。(4)所有力对物体所做功的代数和，等于物体动能的变化。
【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)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？(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？思路点拨：(1)克服静电力做功，即是静电力做负功。(2)正确应用静电力做功与电势能变化的关系。
[解析]　(1)电荷从A点移到B点克服静电力做了3×10-5 J的功，电势能增加了3×10-5 J；从B点移到C点的过程中静电力做了1.2×10-5 J的功，电势能减少了1.2×10-5 J，整个过程电势能增加ΔEp＝3×10-5 J－1.2×10-5 J＝1.8×10-5 J。(2)如果规定B点的电势能为零，电荷在电场中从A点移到B点，克服静电力做了3×10-5 J的功，若电荷从电场中的B点移到A点，则静电力要做3×10-5 J的功，电势能减少3×10-5 J，所以EpA′＝－3×10-5 J，同理EpC′＝－1.2×10-5 J。[答案]　(1)增加了1.8×10-5 J　(2)－3×10-5 J　－1.2×10-5 J
静电力做功与电势能变化的关系(WAB＝EpA－EpB)(1)静电力对电荷做了多少正功，电势能就减少多少。(2)静电力对电荷做了多少负功(电荷克服静电力做了多少功)，电势能就增加多少。
[跟进训练]2．(多选)如图所示，在正点电荷的电场中的一条电场线上依次有A、B、C三点，分别把＋q和－q的试探电荷依次放在三点上。关于它们所具有的电势能的正确说法有(　　)A．放上＋q时，它们的电势能EpA>EpB>EpCB．放上＋q时，它们的电势能EpA