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4 電勢和電勢能(2)—電勢,本節(jié)課學(xué)習(xí)目標(biāo),1 掌握電勢的概念，理解電勢的意義，掌握電勢的計(jì)算方法 2 能判斷電場中兩點(diǎn)電勢的高低 3 掌握等勢面的概念 4 掌握等勢面的特點(diǎn),請同學(xué)們閱讀教材第17頁至第19頁，然后將請同學(xué)回答問題,一 自主學(xué)習(xí),電場有力的性質(zhì)，我們用電場強(qiáng)度來描述電場這個力的性質(zhì)，而現(xiàn)在我們已經(jīng)知道電場還有能的性質(zhì)，那么我們又用一個什么樣的物理量來描述電場這個能的性質(zhì)呢？,—電勢！,電勢,2 電勢的單位是 ，符號為 ，1V= .,伏特,V,1J/C,3 電勢只有大小，沒有方向，是個 ，但電勢有 .,標(biāo)量,正負(fù),4 沿著電場線方向電勢 .,逐漸降低,5 應(yīng)該先規(guī)定 ，然后才能確定電場中其他各點(diǎn)的電勢,電場中某處的電勢為0,一 自主學(xué)習(xí),6 在物理學(xué)的理論研究中常取離場源電荷 的電勢為0，在實(shí)際應(yīng)用中常 的電勢為0,無限遠(yuǎn)處,大地,7 電場中電勢相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面叫做 .,等勢面,8 等勢面有如下性質(zhì)：（1）在同一等勢面移動電荷時 ；（2）電場線跟等勢面 ；（3）電場線由電勢 的等勢面指向電勢 的等勢面,靜電力不做功,垂直,高,低,二 質(zhì)疑提問,1 電勢是一個什么樣的物理量？,電勢是一個描述電場能的性質(zhì)的物理量，根據(jù) φ =EP/q，則EP=q φ ，即同一電荷在電勢高處電勢能也越大,2 如果把電勢能比做重力勢能，那么電勢又相當(dāng)于什么呢？,相當(dāng)于高度,3 電場強(qiáng)度越大的地方，電勢一定越高嗎？,不一定，如負(fù)電荷形成的電場中,4 如果規(guī)定無限遠(yuǎn)處的電勢為零，則在正電荷形成的電場中，電勢是大于零帶是小于零？負(fù)電荷形成的電場呢？,對于正電荷，從無限遠(yuǎn)處進(jìn)入電場，是逆著電場線方向進(jìn)行，而逆著電場線方向電勢升高，從零的基礎(chǔ)上升高，則大于零，負(fù)電荷則相反，小于零,二 質(zhì)疑提問,5 等勢面有什么意義？,等勢面的意義是：① 能形象反映出電勢分布（等勢面相當(dāng)于地圖上的等高線，等高線能形象反映出地勢分布）；②通過等勢面能確定電場分布。（因?yàn)闆]有專門確定電場分布的儀器，但有確定電勢分布的儀器，先用儀器確定電勢分布圖，再根據(jù)電場線跟等勢面垂直，畫出電場分布）,6 兩個等勢面能相交嗎？,不相交！論證1：若兩個等勢面相交，則這兩個等勢面的電勢就相等了；論證2：根據(jù)電場線跟等勢面垂直，若相交，則電場有兩個方向了,三 問題探究,1 一個電荷量是q=210-8的正電荷從電場中的A點(diǎn)移動B點(diǎn)時，靜電力做功WAB=410-4J，（1）若規(guī)定B點(diǎn)的電勢為零，則此電荷在A點(diǎn)時的的電勢能是多大？電場中A點(diǎn)的電勢是多少？（2）若把另一個電荷是q′=-410-8的負(fù)電荷同樣從電場中的A點(diǎn)移動B點(diǎn)，則靜電力做功是多少？若規(guī)定B點(diǎn)的電勢為零，則此電荷在A點(diǎn)時的的電勢能是多大？電場中A點(diǎn)的電勢是多少？,（1）EPA=WAB=410-4J,(2) 根據(jù)W=FLcosθ=qELcosθ ，電場沒變，故E不變，因?yàn)檫€是從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，則L不變，且因?yàn)槭秦?fù)電荷，靜電力的方向反向，則cosθ大小不變，變?yōu)樨?fù)值，，則W′AB=-q′ELcosθ=-810-4J ，E′PA=W′AB =-810-4J,三 問題探究,2 如圖，空間有一勻強(qiáng)電場， 電場強(qiáng)度為E=4104N/C，在 電場線上有兩點(diǎn)AB，離O點(diǎn)的 距離分別是0.2m和0.15m,若規(guī) O點(diǎn)為零電勢，求AB兩點(diǎn)的電勢是多少？,思路：求電勢要先算電勢能，因φ =EP/q，而求電勢能先要算靜電力做功，即把一個正電荷q（也可以是負(fù)電荷）分別從A移到O和從B移到O時，靜電和做的功就等于它在該點(diǎn)的電勢能，所以，EPA=WAO= =qEd1，EPB=WBO=-qEd2，于是， φ A =EPA/q= Ed1=800V， φ B =EPB/q=- Ed2=-600V,問題討論 通過上面兩個例題請思考一個問題：電場中的電勢的大小及正負(fù)與電場中另一個檢驗(yàn)電荷的大小和正負(fù)有關(guān)嗎？電場中的電勢究竟由什么決定？,電場中的電勢與檢驗(yàn)電荷無關(guān)，只與電場本身及電場空間的位置有關(guān),3 如圖是一對等量異種電荷的電 場線，兩電荷連線的垂直平分面 是等勢面嗎？,,是等勢面。因?yàn)殡妶鰪?qiáng)度 方向是沿電場線的切線方向， 所以在兩電荷連線的垂直平分面上，電場強(qiáng)度方向都該面垂直，在此面上移動電荷時，靜電力不做功,4 如圖是一對等量異種電荷的電 場線，ABC是此電場中的三點(diǎn)， 虛線是兩電荷連線的垂直平分面， B點(diǎn)在虛線上，若規(guī)定無限遠(yuǎn)處 的電勢為零，則ABC三點(diǎn)中，哪 一點(diǎn)的電勢大于零？哪一點(diǎn)小于零？哪一點(diǎn)小于零？,三 問題探究,因虛線是等勢面，且伸展到無限遠(yuǎn)處，所以虛線上的電勢均為零，即φB=0，而逆著電場線電勢升高，順著電場線電勢降低，所以φA0, φC0,5 如圖，虛線是電場線，實(shí)線是一 個負(fù)電荷的運(yùn)動軌跡，不計(jì)粒子重力 （1）確定電場強(qiáng)度的方向 （2）比較ab兩點(diǎn)電勢的高低 （3）比較粒子在ab兩點(diǎn)電勢能的大小 和速度的大小,（1） 凡做曲線運(yùn)動的物體，受到的力是指向曲線內(nèi)側(cè)的，而靜電力方向又要沿電場線切線方向，所以靜電力方向是向上的,三 問題探究,因是負(fù)電荷，電場場強(qiáng)方向向下。,（2）順著電場線方向電勢降低，a點(diǎn)電勢高。,（3）從a到b，靜電力做負(fù)功，電勢能增大，速度減小,四 課堂檢測,1 將一電荷量是q=-310-9的電荷放在電勢=-1000V的地方，該電荷的電勢能是多少？,2 將一個電荷是q=-210-8的負(fù)電荷從電場中的A點(diǎn)移動B點(diǎn)時，克服靜電力做功410-4J，若規(guī)定A點(diǎn)的電勢為零，則電場中B點(diǎn)的電勢是多少？,四 課堂檢測,3 如上圖所示，a、b、c是某電場中一條電場線AB上的三點(diǎn)，用φA、φB、φC和Ea、Eb、Ec分別表示三點(diǎn)的電勢和電場強(qiáng)度大小， （1）若該電場是勻強(qiáng)電場，則φA、φB、φC的大小關(guān)系為 ，Ea、Eb、Ec的大小關(guān)系為 ； （2）若該電場是A處的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的，則φA、φB、φC的大小關(guān)系為 ，Ea、Eb、Ec的大小關(guān)系為 ；（3）若該電場是B處的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的，則φA、φB、φC的大小關(guān)系為 ，Ea、Eb、Ec的大小關(guān)系為 ； （4）若A、B處分別為兩個等量異種電荷，則φA、φB、φc的大小關(guān)系為 ，Ea、Eb、Ec的大小關(guān)系為 。,四 課堂檢測,4 如圖，實(shí)線是某電場的等勢面，虛線是一個帶電粒子的運(yùn)動軌跡。試畫出電場線，此粒子帶 電，比較粒子在AB兩的速度和加速度有aA__aB, vA__vB,五 小結(jié)評價(jià),1 靜電力做功的特點(diǎn)：只與始末位置有關(guān)，與路徑無關(guān) 2 電勢能：放入電場中的電荷具在電勢能，因靜電力具有對電荷做功的本領(lǐng) 3 靜電力對電荷做了多少正功，電荷的電勢能就減少多少，靜電力對電荷做了多少負(fù)功，電荷的電勢能就增加多少， 4 電勢能的計(jì)算就根據(jù)上面的規(guī)律 5電勢：電荷的電勢能與電荷量的比值φ=EP/q，它是反映電場能的性質(zhì)的物理量，形象比喻就相當(dāng)于高度 6 等勢面：電場中電勢相等的點(diǎn)所構(gòu)成的面 7 等勢面有如下性質(zhì)：（1）在同一等勢面上移動電荷時靜電力不做功；（2）電場線跟等勢面垂直；（3）等勢面不相交,