《高中物理課件第1章 第4節(jié)《電勢(shì)和電勢(shì)差》（粵教版選修3-1）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理課件第1章 第4節(jié)《電勢(shì)和電勢(shì)差》（粵教版選修3-1）（43頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

歡迎進(jìn)入物理課堂 第四節(jié)電勢(shì)和電勢(shì)差 1 靜電力做功的特點(diǎn) 在電場(chǎng)中移動(dòng)電荷時(shí) 靜電力做的功與電荷的起始位置和終止位置 與電荷的運(yùn)動(dòng)路徑 2 靜電力做功與電荷電勢(shì)能變化的關(guān)系 1 靜電力做多少正功 電荷的電勢(shì)能就 多少 克服靜電力做多少功 電荷的電勢(shì)能就 多少 2 電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能 等于靜電力把它從該點(diǎn)移動(dòng)到 所做的功 有關(guān) 無關(guān) 減少 增加 零勢(shì)能點(diǎn) 3 零勢(shì)能點(diǎn)的選取 通常把電荷在離場(chǎng)源電荷 的電勢(shì)能規(guī)定為零 或把電荷在 上的電勢(shì)能規(guī)定為零 4 電勢(shì) 1 定義 電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量的 叫做這一點(diǎn)的電勢(shì) 2 公式 3 電勢(shì)只有 沒有 是標(biāo)量 4 沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸 5 電場(chǎng)中電勢(shì) 的點(diǎn)構(gòu)成的 叫做等勢(shì)面 無限遠(yuǎn)處 大地表面 比值 大小 方向 降低 相等 曲面 知識(shí)點(diǎn)1電場(chǎng)力做功 靜電力做功的推導(dǎo) 如圖1 4 1所示 試探電荷q在電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中沿幾條不同路徑從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn) 求靜電力對(duì)電荷所做的功 圖1 4 1 1 q沿直線從A移向B 靜電力F 靜電力與位移的夾角始終為 如圖甲所示 W F qE AM 2 q沿折線AMB從A點(diǎn)移往B點(diǎn) 在線段AM上靜電力做功W1 qE AM 在線段MB上 W2 W W1 W2 qE 3 q沿任意曲線ANB 從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn) 如圖乙所示 與靜電力平行的短折線的長(zhǎng)度之和等于 AM W qE 總結(jié) 電場(chǎng)力做功與路徑 只與 有關(guān) qE AB cos 0 AM AM 無關(guān) 電荷的 起始位置和終止位置 靜電力做功的特點(diǎn) 1 靜電力對(duì)電荷所做的功與電荷的起始位置和終止位置 有關(guān) 而與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān) 2 正電荷順著電場(chǎng)線方向移動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力做正功 負(fù)電荷順 著電場(chǎng)線方向移動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力做負(fù)功 注意 前面是以勻強(qiáng)電場(chǎng)為例進(jìn)行推導(dǎo)說明的 但這一結(jié)論不僅適用于勻強(qiáng)電場(chǎng) 而且適用于任何電場(chǎng) 只要初 末位置A B確定了 移動(dòng)電荷q做的功WAB就是確定值 這一點(diǎn)與重力做功的情況很相似 例1 如圖1 4 2所示 在點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中 將檢驗(yàn)電荷從A點(diǎn)分別移動(dòng)到以點(diǎn)電荷為中心的同一圓周上的B C D E各點(diǎn) 則靜電 力做的功 A 從A到B做功最多C 從A到E做功最多 B 從A到C做功最多D 做功一樣多 解析 由于靜電力做功只與始末位置有關(guān) 與所經(jīng)的路徑無關(guān) 因此從A到等勢(shì)面上各點(diǎn)靜電力所做的功一樣多 所以D正確 答案 D 圖1 4 2 觸類旁通 1 如圖1 4 3所示 在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有相距為L(zhǎng)的A B兩點(diǎn) 連線AB與電場(chǎng)線的夾角為 將一電荷量為q的正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn) 1 若沿直線AB移動(dòng)該電荷 求電場(chǎng)力做的功W1 2 若沿路徑ACB移動(dòng)該電荷 求電場(chǎng)力做的功W2 3 若沿曲線ADB移動(dòng)該電荷 求解電場(chǎng)力做的功W3 圖1 4 3 解 路徑AB ACB 曲線ADB在電場(chǎng)線方向上的投影都是BC Lcos 因此沿這三條路徑電荷由A運(yùn)動(dòng)到B 電場(chǎng)力做的功都是qELcos 電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)是 與路徑無關(guān) 只與始末位置有關(guān) 知識(shí)點(diǎn)2電勢(shì)能 小球沿斜坡運(yùn)動(dòng) 沿斜面向上運(yùn)動(dòng)時(shí) 克服自身重力做功 重力勢(shì)能增加 沿斜面向下運(yùn)動(dòng)時(shí) 重力做正功 重力勢(shì)能減少 但重力做功的多少與小球運(yùn)動(dòng)的具體路徑無關(guān) 電荷在電場(chǎng)中要受到電場(chǎng)力的作用 電場(chǎng)力對(duì)電荷也要做功 電場(chǎng)力做功有什么樣的規(guī)律呢 是不是與重力做功有共同之處呢 由哪些物理量來描述呢 電勢(shì)能之所以變化 是因?yàn)橛须妱?shì)能轉(zhuǎn)化成其他形式的能 或者有其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能 能量的轉(zhuǎn)化要通過做功來完成 而電場(chǎng)力做的功是電荷電勢(shì)能變化的量度 其關(guān)系是 靜電力做的功等于電勢(shì)能的 WAB EpA EpB 靜電力做正功 電荷電勢(shì)能一定 靜電力做負(fù) 1 電勢(shì)能 物體在重力場(chǎng)中具有重力勢(shì)能 電荷在電場(chǎng)中也具有勢(shì)能 這種勢(shì)能叫做 用Ep表示 2 電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系 功 電荷電勢(shì)能一定 電勢(shì)能 變化量 減少 增加 對(duì)電勢(shì)能及其變化的理解 1 WAB EpA EpB既適應(yīng)于勻強(qiáng)電場(chǎng) 也適應(yīng)于非勻強(qiáng)電 場(chǎng) 既適應(yīng)于正電荷 也適應(yīng)于負(fù)電荷 2 電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能的大小與零電勢(shì)能點(diǎn)的選 取有關(guān) 但電荷在某兩點(diǎn)之間的電勢(shì)能之差與零電勢(shì)能點(diǎn)的選取無關(guān) 3 通常把電荷在離場(chǎng)源電荷無限遠(yuǎn)處的電勢(shì)能規(guī)定為零 或把電荷在大地表面上的電勢(shì)能規(guī)定為零 4 靜電力做的功只能決定電勢(shì)能的變化量 而不能決定電 荷的電勢(shì)能數(shù)值 電勢(shì)能為3 2 10 A 電子在B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為4 8 10 17 例2 雙選 一電子飛經(jīng)電場(chǎng)中A B兩點(diǎn) 電子在A點(diǎn) 電勢(shì)能為4 8 10 17 J 動(dòng)能為3 2 10 17 J 電子經(jīng)過B點(diǎn)時(shí) 17 J 如果電子只受電場(chǎng)力作用 則 J B 由A到B電場(chǎng)力做功為100eV C 電子在B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為1 6 10 17 J D A B兩點(diǎn)間電勢(shì)差為100V 解析 因只有電場(chǎng)力做功 電子的電勢(shì)能與動(dòng)能之和不變 故有EkA EpA EkB EpB 可得出EkB 4 8 10 17 J A正確C 錯(cuò)誤 電勢(shì)能減少了 4 8 10 17 3 2 10 17 J 1 6 10 17J 故由A到B電場(chǎng)力做正功1 6 10 17J 100eV B正確 由100eV UAB e 得UAB 100V 故D錯(cuò)誤 答案 AB注意 靜電力做功和重力做功盡管有很多相似特點(diǎn) 但因地球產(chǎn)生的重力場(chǎng)只會(huì)對(duì)物體產(chǎn)生引力 但電場(chǎng)對(duì)電場(chǎng)中的電荷既可產(chǎn)生引力 也可產(chǎn)生斥力 所以計(jì)算電場(chǎng)力的功時(shí)要注意電荷的電性 移動(dòng)的方向 場(chǎng)強(qiáng)的方向等 以便確定功的正負(fù)和電勢(shì)能的變化情況 觸類旁通 2 下列說法正確的是 C A 在電場(chǎng)中順著電場(chǎng)線移動(dòng)電荷 電場(chǎng)力做功 電荷電勢(shì)能減少B 在電場(chǎng)中逆著電場(chǎng)線移動(dòng)電荷 電場(chǎng)力做功 電荷電勢(shì)能減少C 在電場(chǎng)中順著電場(chǎng)線移動(dòng)正電荷 電場(chǎng)力做正功 電荷電勢(shì)能減少D 在電場(chǎng)中逆著電場(chǎng)線移動(dòng)負(fù)電荷 電場(chǎng)力做負(fù)功 電荷電勢(shì)能增加 知識(shí)點(diǎn)3電勢(shì)差 1 電勢(shì)差 電荷q在電場(chǎng)中A B兩點(diǎn)間移動(dòng)時(shí) 電場(chǎng)力所做的功WAB 跟它的電荷量q的比值 叫做A B兩點(diǎn)的電勢(shì)差 也叫電壓 公式 單位 2 電勢(shì)差與電勢(shì)的關(guān)系 3 電勢(shì)差的絕對(duì)性 在電場(chǎng)中 某點(diǎn)的電勢(shì)與零電勢(shì)點(diǎn)的選取 而兩點(diǎn)間的電勢(shì)差是絕對(duì)的 與零電勢(shì)點(diǎn)的選取 伏特 V 有關(guān) 無關(guān) 4 電勢(shì)差是標(biāo)量 可以是正值 也可以是負(fù)值 如何理解 電勢(shì)差的正負(fù) 答案 電勢(shì)差的正負(fù)不是物理中表示矢量方向的正負(fù) 而僅僅是表示一種比較關(guān)系 例如UAB 6V 表示A點(diǎn)的電勢(shì)比B點(diǎn)高6V UAB 6V 表示A點(diǎn)的電勢(shì)比B點(diǎn)低6V 從B點(diǎn)移到C點(diǎn) 電場(chǎng)力對(duì)電荷做9 10 4 例3 有一個(gè)帶電荷量q 3 10 6 C的點(diǎn)電荷 從某 電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn) 電荷克服電場(chǎng)力做6 10 4 J的功 J的功 問 1 AB BC CA間電勢(shì)差各為多少 2 如以B點(diǎn)電勢(shì)為零 則A C兩點(diǎn)的電勢(shì)各為多少 電荷在A C兩點(diǎn)的電勢(shì)能各為多少 思維總結(jié) 1 兩種求電勢(shì)差的方法各有利弊 取絕對(duì)值的方法 判斷正負(fù)較為煩瑣 但對(duì)公式的記憶卻較為容易 只要在公式中代入各量的絕對(duì)值計(jì)算即可 而取代數(shù)值的方法 需先根據(jù)各量的性質(zhì) 特點(diǎn)對(duì)它的正 負(fù)做出判斷 然后代入公式直接計(jì)算即可 2 對(duì)電勢(shì)差要注意角標(biāo)的排序 如 UAB UBA UAB UBC UCD UAD 3 若求某點(diǎn)的電勢(shì) 必須明確規(guī)定電勢(shì)零點(diǎn)在哪里 然后 根據(jù)兩點(diǎn)間的電勢(shì)差計(jì)算 觸類旁通 3 一個(gè)帶正電的質(zhì)點(diǎn) 電荷量q 2 10 9 C 在靜電場(chǎng)中 由a點(diǎn)移到b點(diǎn) 在這過程中 除電場(chǎng)力做功外 其他外力對(duì) 質(zhì)點(diǎn)做功為6 0 10 5 J 質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能增加了8 10 5 J 求a b兩點(diǎn)的電勢(shì)差Uab 知識(shí)點(diǎn)4電勢(shì) 1 定義 電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量的 叫做這一點(diǎn)的電勢(shì) 用 表示 2 定義式 3 在國(guó)際單位制中 電勢(shì)的單位是 1V 4 電勢(shì)是 量 只有大小 沒有方向 比值 伏特 V 1J C 標(biāo) 用比值定義的物理量相同 如前面學(xué)過的電場(chǎng)強(qiáng)度E 1 對(duì)電勢(shì)的三點(diǎn)理解 1 電勢(shì)的相對(duì)性 電勢(shì)是相對(duì)的 根據(jù)公式 只有先確定了某點(diǎn)的電勢(shì)為零以后 才能確定電場(chǎng)中其他點(diǎn)的電勢(shì) 電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)跟零電勢(shì)位置的選擇有關(guān) 對(duì)不是無限大的帶電體產(chǎn)生的電場(chǎng) 選擇無限遠(yuǎn)處為零電勢(shì) 在實(shí)際處理問題中 又常取大地為零電勢(shì) 2 電勢(shì)的固有性 電勢(shì) 是表示電場(chǎng)能量性質(zhì)的一個(gè)物理量 電場(chǎng)中某點(diǎn)處 的大小是由電場(chǎng)本身的條件決定的 與在該點(diǎn)處是否放著電荷 電荷的電性 電荷量均無關(guān) 這和許多 F q 3 電勢(shì)是標(biāo)量 電勢(shì)是只有大小 沒有方向的物理量 在規(guī)定了零電勢(shì)后 電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)可以是正值 也可以是負(fù)值 正值表示該點(diǎn)電勢(shì)高于零電勢(shì) 負(fù)值表示該點(diǎn)電勢(shì)低于零電勢(shì) 顯然 電勢(shì)的符號(hào)只表示大小 不表示方向 當(dāng)規(guī)定無限遠(yuǎn)處為零電勢(shì)后 正電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)為正值 負(fù)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)為負(fù)值 且越靠近正電荷的地方電勢(shì)越高 越靠近負(fù)電荷的地方電勢(shì)越低 2 電勢(shì)高低的判斷方法 電場(chǎng)線指向電勢(shì)降低的方向 1 電場(chǎng)線法 沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)越來越低 2 先由靜電力做功判斷出電勢(shì)能的變化 再由電勢(shì)和電勢(shì)能之間的關(guān)系判斷電勢(shì)的升降情況 記住 對(duì)正電荷 在電勢(shì)越高的地方電勢(shì)能越大 對(duì)負(fù)電荷 在電勢(shì)越低的地方電勢(shì)能越大 3 根據(jù)場(chǎng)源電荷判斷 在正電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中離它越近電 勢(shì)越高 在負(fù)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中 情況相反 例4 雙選 2010年廣東卷 如圖1 4 4是某一點(diǎn)電 荷的電場(chǎng)線分布圖 下列表述正確的是 圖1 4 4A a點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)B 該點(diǎn)電荷帶負(fù)電C a點(diǎn)和b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向相同D a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度 解析 沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低 因此A錯(cuò)誤 由電場(chǎng)線的分布特點(diǎn)可知該點(diǎn)電荷帶負(fù)電 B正確 由于電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量 可知a b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向不同 C錯(cuò)誤 a處電場(chǎng)線比b處電場(chǎng)線要密 可知a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度 D正確 答案 BD 觸類旁通 4 雙選 如圖1 4 5所示的電場(chǎng)中有A B 兩點(diǎn) 下列判斷正確的是 A 電勢(shì) A B 場(chǎng)強(qiáng)EA EB B 電勢(shì) A B 場(chǎng)強(qiáng)EA EB C 將電荷量為q的正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn) 靜電力做正功 電勢(shì)能減少D 將電荷量為q的負(fù)電荷分別放在A B兩點(diǎn) 電荷具有的電勢(shì)能EpA EpB 圖1 4 5 解析 從題圖可以看出 B處電場(chǎng)線較密 故場(chǎng)強(qiáng)EA B A錯(cuò) B對(duì) 正電荷受靜電力方向與電場(chǎng)線方向相同 從A向B移動(dòng)時(shí) 靜電力做正功 電勢(shì)能減少 負(fù)電荷受靜電力方向與電場(chǎng)線方向相反 從A移動(dòng)到B時(shí) 靜電力做負(fù)功 電勢(shì)能增加 即EpA EpB C對(duì) D錯(cuò) 答案 BC 知識(shí)點(diǎn)5等勢(shì)面 1 定義 電場(chǎng)中電勢(shì)相等的各點(diǎn)構(gòu)成的曲面叫做等勢(shì)面 2 等勢(shì)面的形狀 1 點(diǎn)電荷的電場(chǎng) 等勢(shì)面是以點(diǎn)電荷為球心的一簇同心球 面 如圖1 4 6甲所示 圖1 4 6 2 等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng) 等勢(shì)面如圖乙所示 兩點(diǎn)電荷 連線的中垂面為一個(gè)等勢(shì)面 3 等量同種電荷的電場(chǎng) 等勢(shì)面如圖丙所示 4 勻強(qiáng)電場(chǎng) 等勢(shì)面是垂直于電場(chǎng)線的一簇平面 如圖丁 所示 等勢(shì)面的特點(diǎn) 1 等勢(shì)面一定和電場(chǎng)線垂直 2 等勢(shì)面上各點(diǎn)電勢(shì)相等 在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷電場(chǎng)力不 做功 3 電場(chǎng)線總是由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面 4 電場(chǎng)線越密的地方 等差等勢(shì)面越密 圖1 4 7 例5 在如圖1 4 7所示的正電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中 B D是以點(diǎn)電荷為圓心的圓周上的兩個(gè)點(diǎn) A B C是同一條半徑上的三個(gè)點(diǎn) 下列說法中 正確的是 A 同一正電荷分別在電場(chǎng)中的A B C三點(diǎn) 它在A點(diǎn)的電勢(shì)能最大 B 同一正電荷分別在電場(chǎng)中的A B C三點(diǎn) 它在C點(diǎn)的電勢(shì)能最大 C 同一負(fù)電荷沿圓弧從B移動(dòng)到D 電勢(shì)能增加D 同一正電荷沿圓弧從B移動(dòng)到D 電勢(shì)能增加 解析 場(chǎng)源電荷是正電荷 故C點(diǎn)電勢(shì)高于A點(diǎn) 正電荷在電勢(shì)高的地方電勢(shì)能大 故B正確 A錯(cuò)誤 B D所在的圓為一等勢(shì)面 故在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷 電場(chǎng)力不做功 電勢(shì)能不變 C D均錯(cuò)誤 答案 B 觸類旁通 5 雙選 如圖1 4 8所示 虛線同心圓是一簇某靜電場(chǎng)中的等勢(shì)面 其電勢(shì)分別是 a b和 c 一帶正電粒子射入電 場(chǎng)中 運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線KLMN所示 可知 A 粒子從K到L的過程中 靜電力做負(fù)功 電勢(shì)能增加B 粒子從L到M的過程中 靜電力做負(fù)功 電勢(shì)能增加C a b cD a b c 圖1 4 8 解析 由等勢(shì)面的分布規(guī)律可知 該電場(chǎng)為點(diǎn)電荷的電場(chǎng) 由運(yùn)動(dòng)軌跡可知 運(yùn)動(dòng)的正電荷跟場(chǎng)源電荷的相互作用規(guī)律是排斥 所以場(chǎng)源電荷是正電荷 根據(jù)電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直 電場(chǎng)的分布是發(fā)散狀輻射向外的 正電荷從K到L受靜電力的方向背離圓心 與移動(dòng)方向相反 做負(fù)功 電荷的電勢(shì)能增加 選項(xiàng)A正確 從L到M 可看做從跟軌跡有交點(diǎn)的同一等勢(shì)面的點(diǎn)到M 受到的靜電力與移動(dòng)方向相同 靜電力做正功 電荷的電勢(shì)能減少 選項(xiàng)B錯(cuò)誤 根據(jù)電場(chǎng)線的方向是電勢(shì)降低的方向 可知選項(xiàng)D正確 答案 AD 1 電勢(shì)和電勢(shì)能比較 2 電勢(shì)和電場(chǎng)強(qiáng)度的比較 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全