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1.4电势能和电势

上传时间: 2014-08-23

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1.4 电势能和电势

【学习目标】

1、理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系。

2、理解电势能的概念、电势能与电场力做功的关系。

3、理解电势的概念，知道电势是描述电场的能的性质的物理量。明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。了解电势与电场线的关系，了解等势面的意义及与电场线的关系。

【学习重、难点】

重点：理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。

难点：掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题

【课前预习】

1、静电力做功的特点

在任何电场中，静电力移动电荷所做的功，只与有关，而与电荷的无关

2、电场力做正功，电荷的电势能；电场力做负功，电荷的电势能。关于电势能零点的规定

3、电势---表征电场性质的重要物理量度

（1）定义：

（2）公式：

（3）单位：

（4）电势与电场线的关系

（5）零电势位置的规定

4、等势面:

【课内探究】

探究一静电力做功的特点

结合右图分析试探电荷q在场强为E的均强电场中沿不同路径从A运动到B电场力做功的情况。

q沿直线从A到B

q沿折线从A到M、再从M到B

q沿任意曲线线A到B

结果都一样即：W= =

【结论】：

探究二电势能

1、与重力做功比较，得出电势能的定义？

2、静电力做功与电势能变化的关系

求电荷在某点处具有的电势能

零势能面的选择

通常把电规定为零，或把电荷在电势能规定为零。

5、电势能是标量

例1. 如图,在场强的匀强电场中,点电荷q=+1c从A移动到B,AB相距L=1m,电场力做功为多少?电势能如何变化?若规定EPA=0,则EPB=?

探究三电势---表征电场性质的重要物理量度

1、定义：

2、公式：

3、单位：

4、电势与电场线的关系：

5、零电势位置的规定：电场中某一点的电势的数值与零电势的选择有关，即电势的数值决定于零电势的选择．（大地或无穷远默认为零）

例2. 试探电荷q1放在电场中的A点,电势能为E(规定无限远处电势能为零),A点的电势为________,若把试探电荷q1换成试探电荷q2放在电场中的A点,A点的电势为___________ (仍规定无限远处电势能为零).

例3. 将一电量为的点电荷从电场外一点P移至电场中某点A, 电场力做功 ,求A点的电势.

例4、如图所示，a、b为某电场线上的两点，那么以下的结论正确的是（）

A．把正电荷从a移到b，电场力做正功，电荷的电势能减少，电势升高。

B．把正电荷从a移到b，电场力做负功，电荷的电势能增加，电势降低。

C．把负电荷从a移到b，电场力做正功，电荷的电势能减少，电势升高。

D．把负电荷从a移到b，电场力做负功，电荷的电势能增加，电势降低。

探究四等势面

类比等高线理解等势面得概念，组织学生讨论几种电荷周围产生的电场的等势面分布图。对于等势面与电场线垂直可以用反证法进行论证，加以理解。

例5、关于等势面正确的说法是（??? 　）

A．电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功

B．等势面上各点的场强大小相等

C．等势面一定跟电场线垂直

D．两等势面不能相交

随堂练习

1、下列说法中，正确的是：( )

A、把两个同种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加

B、把两个同种点电荷间的距离减小一些，电荷的电势能一定增加

C、把两个异种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加

D、把两个异种点电荷间的距离减小一些，电荷的电势能一定增加

2、如图所示,在等量正点电荷形成的电场中,它们连线的中垂面ab上, 有一电子,

从静止开始由a运动到b的过程中(a、b相对O对称),下列说法正确的是( )

A.电子的电势能始终增多 B.电子的电势能始终减少

C.电子的电势能先减少后增加 D.电子的电势能先增加后减少

3、如图所示，点电荷的静电场中电场线用实线表示，但其方向未标明，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹。a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受到电场力作用，根据此图可作出正确判断的是( )

A.带电粒子所带电荷的性质

B.带电粒子在a、b两点的受力方向

C.带电粒子在a、b两点的速度何处较大

D.带电粒子在a、b两点的电势能何处较大

4、一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图虚线所示,电场方向竖直向下.若不计空气阻力,则此带电油滴从a运动到b的过程中,能量变化情况为( )

A.动能减小

B.电势能增加

C.动能和电势能之和减少

D.重力势能和电势能之和增加

5、图为电场中的一条电场线，A、B为这条电场线上的两点，则（）

A、B点的场强一定比A点的小

B、B点的电势一定比A点的低

C、将电荷从A点移到B点，电荷的电势能一定减小

D、A点的正电荷在只受电场力作用下一定沿电场线运动到B点

6、如图所示,虚线a、b、c表示静电场中三个等势面,它们的电势分别是且 , 一带正电的粒子射入电场中,其运动轨迹如图中KLMN所示.由图可知( )

A.粒子从K到L的过程中,电场力做负功

B.粒子从L到M的过程中,电场力做负功

C.粒子从K到L的过程中,电势能增加

D.粒子从L到M的过程中,动能减少

7、如图所示,三条平行等距直虚线表示电场中三个等势面,电势值分别为10V、20V、30V,实线是一带负电的粒子(不计重力)在该区域内的运动轨迹,对于轨迹上的a、b、c三点来说( )

A.粒子必先过a，再到b，然后到c

B.粒子在三点受到的合力Fa=Fb=Fc

C.粒子在三点动能大小为Eka<Ekb<Ekc

D.粒子在三点的电势能大小为Epa>Epb>Epc

8、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的过程中电势能共改变了多少？

（2）如果规定A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少？

（3）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？

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