《高一物理《電勢(shì)能和電勢(shì)差》課件（人教版選修3-1）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高一物理《電勢(shì)能和電勢(shì)差》課件（人教版選修3-1）（45頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

歡迎進(jìn)入物理課堂 13 5電勢(shì)能和電勢(shì) 電勢(shì)差 注意 本節(jié)內(nèi)容絕不能死記 與重力勢(shì)能和重力的功類(lèi)比學(xué)習(xí) 本節(jié)內(nèi)容提要 電場(chǎng)由E F q給出了施加力的本領(lǐng) 每1C的正電荷受力大小和方向 那么 用什么給出賦予電荷能量的本領(lǐng) 電勢(shì) EP q 又用什么給出電場(chǎng)做功的本領(lǐng) 電勢(shì)差U WAB q 這兩個(gè)量都是電場(chǎng)的性質(zhì) 只決定于電場(chǎng)而與試探電荷無(wú)關(guān)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的能量怎樣計(jì)算 電勢(shì)能是由電場(chǎng)和試探電荷共同決定的 在電場(chǎng)中移動(dòng)電荷時(shí)怎樣計(jì)算電場(chǎng)力的功 怎樣知道電勢(shì)能的改變 怎樣判斷電場(chǎng)力做功的正負(fù) 復(fù)習(xí)回顧 1 恒力的功的計(jì)算 2 重力做功有什么特點(diǎn) 1 與路徑無(wú)關(guān) 由初末位置的高度差來(lái)決定 2 WG與重力勢(shì)能的關(guān)系 重力做功等于重力勢(shì)能的減少 功是能量轉(zhuǎn)化的量度 由決定功的正負(fù) 3 重力勢(shì)能是相對(duì)的 須選定零勢(shì)能參考面 重力勢(shì)能的值與參考面有關(guān) 負(fù)值表示比零還小 但重力勢(shì)能的改變量與參考面無(wú)關(guān) W的正負(fù)分別表示什么 COS 一個(gè)試探電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)由靜止釋放 將如何運(yùn)動(dòng) 在電場(chǎng)力作用下電荷做加速運(yùn)動(dòng) 一段時(shí)間后獲得一定的速度 試探電荷的動(dòng)能增加 什么能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能的呢 13 5電勢(shì)能和電勢(shì) 電勢(shì)差 從能量的角度認(rèn)識(shí)電場(chǎng) 一 靜電力做功的特點(diǎn) 正電荷q在電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中由A運(yùn)動(dòng)到M電場(chǎng)力做功嗎 做了多少功 q A M d W qE AM 求試探電荷 q沿直線AB移動(dòng)到B時(shí)電場(chǎng)力做的功 如果再把 q從M移動(dòng)到B 電場(chǎng)力再做多少功 如果把 q從A經(jīng)M移動(dòng)到B 電場(chǎng)力總共做多少功 如果再把 q從A移動(dòng)到M 電場(chǎng)力做多少功 這說(shuō)明只要是從A移到B 做功總是一樣多 與路徑無(wú)關(guān) M 結(jié)論 在勻強(qiáng)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有關(guān) 但與電荷經(jīng)過(guò)的路徑無(wú)關(guān) 對(duì)于非勻強(qiáng)電場(chǎng)也適用 將 q由A移到B的過(guò)程電場(chǎng)力對(duì)電荷做功為 將 q由A移到B的過(guò)程 電場(chǎng)力對(duì)電荷做功為 做功的過(guò)程是一個(gè)能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程 那么電場(chǎng)力做功的過(guò)程是什么能轉(zhuǎn)化為什么能呢 二 電勢(shì)能 電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能有什么關(guān)系 聯(lián)系重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系 電荷在電場(chǎng)中具有的與電荷位置有關(guān)的能 叫電勢(shì)能 物體被舉高具有重力勢(shì)能 1 電荷在電場(chǎng)中具有電勢(shì)能 重力對(duì)物體做正功 物體的重力勢(shì)能減小 2 電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功 電荷的電勢(shì)能減小情況有順電場(chǎng)線移動(dòng)正電荷和逆電場(chǎng)線移動(dòng)負(fù)電荷 重力對(duì)物體做負(fù)功 物體的重力勢(shì)能增大 3 電場(chǎng)力對(duì)電荷做負(fù)功 電荷的電勢(shì)能增大情況有順電場(chǎng)線移動(dòng)負(fù)電荷和逆電場(chǎng)線移動(dòng)正電荷 重力做多少功 物體重力勢(shì)能就變化多少 4 電場(chǎng)力做多少功 電荷電勢(shì)能就變化多少 電場(chǎng)力做功等于電勢(shì)能的減少 重力勢(shì)能是相對(duì)的 與零勢(shì)能面有關(guān) 5 電勢(shì)能是相對(duì)的 與零電勢(shì)能面有關(guān) 通常把電荷在離場(chǎng)源電荷無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)能規(guī)定為零 或把電荷在大地表面上電勢(shì)能規(guī)定為零 電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能 等于靜電力把它從該處移動(dòng)到零勢(shì)能位置所做的功 若令上式中B點(diǎn)在無(wú)限遠(yuǎn)處則有WA EpA 重力勢(shì)能是物體和地球所共有的 具有系統(tǒng)性 6 電勢(shì)能是電荷和電場(chǎng)所共有的 具有系統(tǒng)性 由此可見(jiàn) 電場(chǎng)力做功與重力做功 電勢(shì)能與重力勢(shì)能都很相似 所以大家在學(xué)習(xí)電勢(shì)能過(guò)程中應(yīng)該多聯(lián)系重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系幫助理解電勢(shì)能 重力勢(shì)能是標(biāo)量 7 電勢(shì)能是標(biāo)量 重力勢(shì)能和電勢(shì)能類(lèi)比 重力場(chǎng)中 重力 地球和物體之間存在的吸引力 電場(chǎng)中 電場(chǎng)力 電荷之間的作用力 有重力就有重力勢(shì)能Ep mgh 有電場(chǎng)力就有相應(yīng)的能 叫電勢(shì)能EPA q A Ep由物體和地面間的相對(duì)位置決定 EP由電荷間的相對(duì)位置決定 W重 EP1 EP2 EP W電 EPA EPB EP 重力勢(shì)能是相對(duì)的 須選定零勢(shì)能參考面 重力勢(shì)能的值與參考面有關(guān) 負(fù)值表示比零還小 但重力勢(shì)能的改變量與參考面無(wú)關(guān) 電勢(shì)能是相對(duì)的 須選定零勢(shì)能參考面 電勢(shì)能的值與參考面有關(guān) 負(fù)值表示比零還小 但電勢(shì)能的改變量與參考面無(wú)關(guān) 重力勢(shì)能和電勢(shì)能類(lèi)比 盡管重力做功與電場(chǎng)力做功很相似 但還是存在很大差異 正電荷順電場(chǎng)線移動(dòng) 電場(chǎng)力做正功 電勢(shì)能減少負(fù)電荷順電場(chǎng)線移動(dòng) 電場(chǎng)力做負(fù)功 電勢(shì)能增加正電荷逆電場(chǎng)線移動(dòng) 電場(chǎng)力做負(fù)功 電勢(shì)能增加負(fù)電荷逆電場(chǎng)線移動(dòng) 電場(chǎng)力做正功 電勢(shì)能減少 存在兩種電荷 例1 右圖中MN為電場(chǎng)中某一條電場(chǎng)線方向向右 在線取兩點(diǎn)a b今將一電荷 q從a移到b則 A 電場(chǎng)力做正功 q的電勢(shì)能增加 B 電場(chǎng)力做負(fù)功 q的電勢(shì)能增加 C 電場(chǎng)力做正功 q的電勢(shì)能減少 D 電場(chǎng)力做負(fù)功 q的電勢(shì)能減少 C 例2 A和B為電場(chǎng)中某條電場(chǎng)線上的點(diǎn) 如圖 將q 4 10 9C的正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)需克服電場(chǎng)力做功5 10 7J 則 電場(chǎng)方向由A B還是B A 電荷在哪點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能大 大多少 A B 電場(chǎng)方向B A 在B點(diǎn)電勢(shì)能大5 10 7J 如果移動(dòng)的是負(fù)電荷 電場(chǎng)和其他條件不變 答案又是什么 電場(chǎng)方向B A 在A點(diǎn)電勢(shì)能大5 10 7J 正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí) 靜電力做正功 電荷的電勢(shì)能減少 正電荷從B點(diǎn)移到A點(diǎn)時(shí) 靜電力做負(fù)功 即電荷克服靜電力做功 電荷的電勢(shì)能增加 如果是負(fù)電荷情況怎樣 負(fù)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí) 靜電力做負(fù)功 即電荷克服靜電力做功 電荷的電勢(shì)能增加 負(fù)電荷從B點(diǎn)移到A點(diǎn)時(shí) 靜電力做正功 電荷的電勢(shì)能減少 返回 電場(chǎng)的力的性質(zhì)我們必須用場(chǎng)強(qiáng)E來(lái)描述 那么電場(chǎng)的能的性質(zhì)我們又應(yīng)該用什么物理量來(lái)描述呢 能否用 電勢(shì)能 呢 電場(chǎng)的能的性質(zhì)也是電場(chǎng)本身的一種屬性 它只能由場(chǎng)源本身所決定 而與電場(chǎng)中有無(wú)放入試探電荷無(wú)關(guān) 而電勢(shì)能的大小是與試探電荷的電量q有關(guān)的 因q越大 其所受電場(chǎng)力就越大 具有的做功本領(lǐng)大 電勢(shì)能也就大 故不能用 電勢(shì)能 來(lái)描述電場(chǎng)的能的性質(zhì) 我們引入一個(gè)新的物理量 電勢(shì) 來(lái)表示它 電勢(shì) 描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量 如圖所示 設(shè)想把一試探電荷 q放在電場(chǎng)中某處A或B 它們?cè)陔妶?chǎng)力F的作用下均移至無(wú)限遠(yuǎn)處 則有 WA WB 那么怎樣去衡量電場(chǎng)的能的性質(zhì) 怎樣去定義 電勢(shì) 呢 EpA 0 EpB 0 同理可知 若試探電荷為 q 也有 也就是說(shuō) 比值EpA q的大小與試探電荷的正負(fù)及電量q均無(wú)關(guān) 只與電場(chǎng)中該點(diǎn)在電場(chǎng)中的位置有關(guān) 故其可衡量電場(chǎng)的能量方面的性質(zhì) 三 電勢(shì) 即 A B 取O點(diǎn)的電勢(shì)能為零 則 EPA WAO qELCOS 討論電勢(shì)能與電荷的比值 也就是說(shuō) 比值EpA q的大小與試探電荷的正負(fù)及電量q均無(wú)關(guān) 只與電場(chǎng)中該點(diǎn)在電場(chǎng)中的位置有關(guān) 故其可衡量電場(chǎng)的能量方面的性質(zhì) 電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量的比值意義 表示單位正電荷 每1C 在該點(diǎn)的電勢(shì)能有多少 2 公式 3 單位 伏特符號(hào)為V 1V 1J C 三 電勢(shì) 1 定義 計(jì)算帶正負(fù)號(hào) 4 反過(guò)來(lái)求電勢(shì)能EPA q A 計(jì)算帶正負(fù)號(hào) 對(duì)電勢(shì)的理解 1 電勢(shì)的相對(duì)性 某點(diǎn)電勢(shì)的大小是相對(duì)于零點(diǎn)電勢(shì)而言的 零電勢(shì)的選擇是任意的 一般選地面和無(wú)窮遠(yuǎn)為零勢(shì)能面 2 電勢(shì)的固有性 電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)的大小是由電場(chǎng)本身的性質(zhì)決定的 與放不放電荷及放什么電荷無(wú)關(guān) 電勢(shì)表示每1C的正電荷在該點(diǎn)將有多少電勢(shì)能3 電勢(shì)是標(biāo)量4 計(jì)算時(shí)EP q 都帶正負(fù)號(hào) 5 正電荷在電勢(shì)高的地方電勢(shì)能大 負(fù)電荷在電勢(shì)高的地方電勢(shì)能小 正電荷順電場(chǎng)線移動(dòng)電勢(shì)能減少 負(fù)電荷順電場(chǎng)線移動(dòng)電勢(shì)能增加 1 沿著電場(chǎng)線方向 電勢(shì)將怎樣變化 順電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低 逆電場(chǎng)線方向電勢(shì)升高 即 A B 1 電場(chǎng)線指向電勢(shì)降低 最快 的方向 A B C A B C 類(lèi)比 重力線指向地勢(shì)降低 最快 的方向 2 如何確定電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì) 先選零電勢(shì)參考面 再用確定 提示 類(lèi)比于電勢(shì)能的確定 電場(chǎng)線指向電勢(shì)降低的方向 2 與電勢(shì)能的情況相似 應(yīng)先確定電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)為零 通常取離場(chǎng)源電荷無(wú)限遠(yuǎn)處或大地的電勢(shì)為零 3 如果取離場(chǎng)源電荷無(wú)限遠(yuǎn)處或大地的電勢(shì)為零 那么正電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的電勢(shì)都為正值 負(fù)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的電勢(shì)都為負(fù)值 例3 將一電量為的點(diǎn)電荷從電場(chǎng)外一點(diǎn)P移至電場(chǎng)中某點(diǎn)A 電場(chǎng)力做功 求A點(diǎn)的電勢(shì) 解 設(shè)場(chǎng)外一點(diǎn)P的電勢(shì)為 點(diǎn)評(píng) 電勢(shì)的確定首先要確定零電勢(shì)處 且電勢(shì)可以為負(fù) 3 電勢(shì)為負(fù)數(shù)時(shí) 負(fù)號(hào)表示方向嗎 電勢(shì)是標(biāo)量 只有大小 沒(méi)有方向 負(fù)電勢(shì)表示該處的電勢(shì)比零電勢(shì)處電勢(shì)低 1 電場(chǎng)線指向電勢(shì)降低的方向 2 與電勢(shì)能的情況相似 應(yīng)先確定電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)為零 通常取離場(chǎng)源電荷無(wú)限遠(yuǎn)處或大地的電勢(shì)為零 3 電勢(shì)是標(biāo)量 只有大小 沒(méi)有方向 負(fù)電勢(shì)表示該處的電勢(shì)比零電勢(shì)處電勢(shì)低 思考 在上面關(guān)于電勢(shì)能和電勢(shì)的討論及插圖中 我們一直把試探電荷q當(dāng)作正電荷處理 請(qǐng)把q當(dāng)做負(fù)電荷 重復(fù)以上討論 其結(jié)果與上面的結(jié)果是否一致 除電勢(shì)能的正負(fù)和大小不同以及功的正負(fù)不同以外 其余結(jié)果一樣 因?yàn)殡妱?shì)是電場(chǎng)本身的性質(zhì) 與試探電荷無(wú)關(guān) 但是電勢(shì)能是由電場(chǎng)的電荷共同決定的 高度和電勢(shì)類(lèi)比 重力場(chǎng)中 同一物體在不同位置 Ep不同 電場(chǎng)中 同一電荷在電場(chǎng)中的不同位置 EP不同 不同物體在同一位置 Ep正比于質(zhì)量m 不同電荷在同一位置 EP正比于電量q Ep m gh h只與相對(duì)位置有關(guān) EP q叫做電勢(shì) 只與相對(duì)位置有關(guān) 電勢(shì)能和電勢(shì)的比較 由電場(chǎng)和試探電荷共同決定 只由電場(chǎng)決定 與在電場(chǎng)中的位置有關(guān) 與在電場(chǎng)中的位置有關(guān) 標(biāo)量有正負(fù) 負(fù)表示比零小 標(biāo)量有正負(fù) 負(fù)表示比零小 電勢(shì)能EPA q A 電勢(shì) A EPA q 表明試探電荷移動(dòng)到參考面的做功本領(lǐng) 表明每1C的試探正電荷移動(dòng)到參考面的做功本領(lǐng) 正負(fù)還與試探電荷的正負(fù)有關(guān) 正負(fù)只與電場(chǎng)有關(guān) 與試探電荷的正負(fù)無(wú)關(guān) 注意 電勢(shì)高未必場(chǎng)強(qiáng)大 場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)的比較 場(chǎng)強(qiáng) 電勢(shì) 定義 A WA q 定義 E F q 單位N C 單位V J C 意義 反映電場(chǎng)力的性質(zhì) 每1C的正電荷在這里受的電場(chǎng)力大小和方向 意義 反映電場(chǎng)能的性質(zhì) 每1C的正電荷在這里具有的電勢(shì)能有多少 矢量 正負(fù)表示方向 標(biāo)量 正負(fù)表示大小 由電場(chǎng)和位置決定 與試探電荷無(wú)關(guān) 由電場(chǎng)和位置決定 與試探電荷無(wú)關(guān) 但還與參考面選擇有關(guān) 小結(jié) 三 電勢(shì)1 定義 表示單位正電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能有多少2 單位 伏特V1V 1J C3 順電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低 逆電場(chǎng)線方向電勢(shì)升高4 電勢(shì)和電勢(shì)能都是相對(duì)的 且為標(biāo)量 正負(fù)號(hào)均表示大小5 已知電勢(shì)求電勢(shì)能 計(jì)算帶正負(fù)號(hào) 計(jì)算帶正負(fù)號(hào) 請(qǐng)對(duì)照地勢(shì)gh或高度h學(xué)習(xí) 注意質(zhì)量只有正值 而電量卻有正有負(fù) 6 正電荷在電勢(shì)高的地方電勢(shì)能大 負(fù)電荷在電勢(shì)高的地方電勢(shì)能小 正電荷順電場(chǎng)線移動(dòng)電勢(shì)能減少 負(fù)電荷相反 四 電勢(shì)差 類(lèi)比高度差 1 定義 電場(chǎng)中某兩點(diǎn)A B的電勢(shì)之差UAB A B 2 UAB正負(fù)的意義 為正表示A點(diǎn)的電勢(shì)比較高 為負(fù)表示B點(diǎn)的電勢(shì)比較高 3 電場(chǎng)力做功的求法 1 WAB FSCOS 適于勻強(qiáng)電場(chǎng) 2 WAB qUAB EPA EPB適于任何電場(chǎng) 推導(dǎo) 4 UAB WAB q表示在AB間移動(dòng)單位正電荷的做功 轉(zhuǎn)化電勢(shì)能 本領(lǐng) 這也是電勢(shì)差的本質(zhì)定義 電勢(shì)差由電場(chǎng)和AB位置決定 與功和電量無(wú)關(guān) 與參考面的選擇也無(wú)關(guān) 其絕對(duì)值就是電壓 5 單位 伏特1V 1J C 計(jì)算帶正負(fù)號(hào) 功 能量的單位 1eV 1 6 10 19J WAB EPA EPB q A q B q A B qUAB 電場(chǎng)力做功正負(fù)的判斷 1 F與S的夾角 銳角 正 鈍角 負(fù) 此法不分場(chǎng)源和試探電荷的正負(fù) 2 公式W qU q 初 末 代入符號(hào)計(jì)算 3 電勢(shì)能減少 正功 電勢(shì)能增加 負(fù)功 此法不分場(chǎng)源和試探電荷的正負(fù) 電勢(shì)高低 正負(fù) 的判斷 2 從場(chǎng)源看 正高負(fù)低 近正源高 遠(yuǎn)負(fù)源 遠(yuǎn)正源 近負(fù)源 低 1 從電場(chǎng)線看 順電場(chǎng)線電勢(shì)降低 逆電場(chǎng)線電勢(shì)升高 3 從試探電荷看 正試探電荷電勢(shì)能減少 正功 電勢(shì)降低 負(fù)試探電荷電勢(shì)能減少 正功 電勢(shì)升高 原因 EP q 注意 本節(jié)內(nèi)容絕不能死記 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全