PAGEPAGE7電場力的功與電勢教學(xué)過程：（一）復(fù)習(xí)前面相關(guān)知識 1．靜電力、電場強度概念，指出前面我們從力的性質(zhì)研究電場，從本節(jié)起將從能量的角度研究電場。2．復(fù)習(xí)功和能量的關(guān)系。從靜電力做功使試探電荷獲得動能入手，提出問題：是什么能轉(zhuǎn)化為試探電荷的動能？引入新課。（二）進(jìn)行新課1．靜電力做功的特點結(jié)合右圖，分析試探電荷q在場強為E的均強電場中沿不同路徑從A運動到B電場力做功的情況。q沿直線從A到Bq沿折線從A到M、再從M到Bq沿任意曲線線A到B結(jié)果都一樣即：W=qELAM=qELABcos【結(jié)論】：在任何電場中，靜電力移動電荷所做的功，只與始末兩點的位置有關(guān)，而與電荷的運動路徑無關(guān)。與重力做功類比，引出：2．電勢能電勢能：由于移動電荷時靜電力做功與移動的路徑無關(guān)，電荷在電場中也具有勢能，這種勢能叫做電勢能。靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系：靜電力做的功等于電勢能的變化量。寫成式子為：注意：①．電場力做正功，電荷的電勢能減??；電場力做負(fù)功，電荷的電勢能增加②．電場力力做多少功，電勢能就變化多少，在只受電場力作用下，電勢能與動能相互轉(zhuǎn)化，而它們的總量保持不變。③．在正電荷產(chǎn)生的電場中正電荷在任意一點具有的電勢能都為正，負(fù)電荷在任一點具有的電勢能都為負(fù)。在負(fù)電荷產(chǎn)生的電場中正電荷在任意一點具有的電勢能都為負(fù)，負(fù)電荷在任意一點具有的電勢能都為正。④．求電荷在電場中某點具有的電勢能電荷在電場中某一點A具有的電勢能EP等于將該點電荷由A點移到電勢零點電場力所做的功W的。即EP=W⑤．判斷電荷在電場中A、B兩點具有的電勢能高低將電荷由A點移到B點根據(jù)電場力做功情況判斷，電場力做正功，電勢能減小，電荷在A點電勢能大于在B點的電勢能，反之電場力做負(fù)功，電勢能增加，電荷在B點的電勢能小于在B點的電勢能。⑥電勢能零點的規(guī)定 若要確定電荷在電場中的電勢能，應(yīng)先規(guī)定電場中電勢能的零位置。 關(guān)于電勢能零點的規(guī)定：（大地或無窮遠(yuǎn)默認(rèn)為零） 所以：電荷在電場中某點的電勢能，等于靜電力把它從該點移動到零電勢能位置時電場力所有做的功。如上式若取B為電勢能零點，則A點的電勢能為：電場的力的性質(zhì)我們必須用場強E來描述，那么電場的能的性質(zhì)我們又應(yīng)該用什么物理量來描述呢？能否用“電勢能”呢？問題1：同樣的電荷處在電場中不同位置，具有的電勢能相同嗎？問題2：不同的電荷放在電場中同一點，具有的電勢能相同嗎？不同的電荷在電場中同一點具有的電勢能不同,但電場中同一點的電場的能的性質(zhì)是一定的,故不能用“電勢能”來描述電場的能的性質(zhì)。三、電勢1.定義:電荷電場中在某一點的電勢能與它的電荷量的比值2.公式:(計算時要代入正負(fù)號)3.單位:伏特(V)1V=1J/C可以類比重力場中的高度注意1.電勢是表征電場中某點能的性質(zhì)的物理量，僅與電場中某點性質(zhì)有關(guān)，與電場力做功的值及試探電荷的電荷量、電性無關(guān)。2.電勢的具體值只有在選定了零電勢點后才有意義，故電勢是相對的。電勢零點的選取是任意的，但以方便為原則，如果沒有特別規(guī)定，一般選無窮遠(yuǎn)或大地的電勢為零3.電勢是標(biāo)量，在規(guī)定了零電勢后，電場中各點的電勢可以是正值，也可以是負(fù)值。正值表示該點電勢比零高，負(fù)值表示該點電勢比零低。4.若以無窮遠(yuǎn)處電勢為零，正點電荷周圍各處的電勢都為正，負(fù)點電荷周圍各處的電勢都為負(fù)。5.沿電場線(場強)方向電勢越來越低即電場線指向電勢降低的方向ψA＞ψB例1.如圖(a）所示，AB是某電場中的一條電場線．若有一電子以某一初速度并且僅在電場力的作用下，沿AB由點A運動到點B，其速度圖象如圖(b)所示．下列關(guān)于A、B兩點的電勢和電場強度E大小的判斷正確的是（）A.B.C.D.圖9－37－5例2．如圖9-37-5所示，固定在點的正點電荷的電場中有、兩點，已知，下列敘述正確的是（）圖9－37－5Ａ.若把一正的點電荷從點沿直線移到點，則電場力對該電荷做功，電勢能減少Ｂ.若把一正的點電荷從點沿直線移到點，則電場力對該電荷做功，電勢能增加Ｃ.若把一負(fù)的點電荷從點沿直線移到點，則電場力對該電荷做功，電勢能減少Ｄ.若把一負(fù)的點電荷從點沿直線移到點，再從點沿不同路徑移回到點；則該電荷克服電場力做的功等于電場力對該電荷所做的功，電勢能不變四、電勢差——電場力做功與電荷電量的比值叫電勢差在電場中某兩點的電勢之差，也叫電壓2、3、意義：①對應(yīng)于高度差，由電場本身的性質(zhì)決定②電勢與選擇的零電勢點有關(guān)，電勢差與零電勢點的選擇無關(guān)4、運用要求：1、UAB＝ΦA(chǔ)－ΦB＝1－4＝－3V帶正負(fù)號2、U＝W/q或W＝qU正負(fù)號要帶入計算SM0V－2VSM0V－2VN5V例1：將電量為q＝－2×108C的點電荷從電場中點S移動到M點要克服電場力做功4×10SM0V－2VSM0V－2VN5V例2：電子伏是研究微觀粒子時常用的能量單位。1ev就是電勢差為1V的兩點間移動一個元電荷電場力所做的功。1ev＝1.6×10－19C×1V＝1.6×10－19J，把一個二價正離子從大地移動到電場中的A點，w＝6ev，求：UAⅡ等勢面一、等勢面——電場中，電勢相等的各點所構(gòu)成的面(等高線和等壓線)二、常見等勢面的形狀98766665432109876666543210三、等勢面的特點在等勢面上移動電荷，電場力不做功20100電場線（或E）20100電場線由高的等勢面指向低的等勢面閉合、等勢面不相交靜電平衡導(dǎo)體是等勢體，表面是等勢面等差等勢面――相鄰的等勢面的電勢差相等8V0V－8V差等勢面越密的地方，電場越強，場強越大8V0V－8V相鄰的等差等勢面移動同一個電荷電場力做功相等7、沿電場方向電勢降低最快（場強方向是電勢降落最快的地方）8、勻強電場中，平行等長的線段兩個端點間的電勢差相等，即勻強電場中的電勢均勻變化。練習(xí)等量異種電荷（1）中垂線的電場強度和電勢的特點（2）帶電粒子從無窮遠(yuǎn)處移動到中點，分析電場力的做功情況和電勢能的改變情況（3）一個電子由8V到－8V電場力做功情況，電勢能的變化情況。Ⅲ電勢差與電場強度的關(guān)系一、公式的推導(dǎo)說明：1、適用于勻強電場2、U是兩點間的電勢差，d是沿電場方向的距離3、單位1V./m=1N/C4、在勻強電場中，場強在數(shù)值上等于沿場強方向每單位距離上降低的電勢。二、場強的三種求法E＝F/q定義式，適用于任何電場（真空、介質(zhì)）E＝KQ/r2適用于點電荷的電場（真空、點電荷）E＝U/d適用于勻強電場（真空）針對訓(xùn)練1.電場中有A、B兩點，一個點電荷在A點的電勢能為1.2×10-8J，在B點的電勢能為0.80×10-8J.已知A、B兩點在同一條電場線上，如圖所示，該點電荷的電荷量為1.0×10-9CA.該電荷為負(fù)電荷B.該電荷為正電荷C.A、B兩點的電勢差UAB=4.0VD.把電荷從A移到B，電場力做功為W=4.0J2.某電場中等勢面分布如圖所示，圖中虛線表示等勢面，過a、b兩點的等勢面電勢分別為40V和10V，則a、b連線的中點c處的電勢應(yīng)CA.肯定等于25VB.大于25VC.小于25VD.可能等于25V3如圖所示，在粗糙水平面上固定一點電荷Q，在M點無初速釋放一帶有恒定電荷量的小物塊，小物塊在Q的電場中運動到N點靜止，則從M點運動到N點的過程中ABD4A小物塊所受電場力逐漸減小B.小物塊具有的電勢能逐漸減小C.M點的電勢一定高于N點的電勢D.小物塊電勢能變化量的大小一定等于克服摩擦力做的功4.如圖所示，M、N兩點分別放置兩個等量種異電荷，A為它們連線的中點，B為連線上靠近N的一點，C為連線中垂線上處于A點上方的一點，在A、B、C三點中.CA.場強最小的點是A點，電勢最高的點是B點B.場強最小的點是A點，電勢最高的點是C點C.場強最小的點是C點，電勢最高的點是B點D.場強最小的點是C點，電勢最高的點是A點5.AB連線是某電場中的一條電場線，一正電荷從A點處自由釋放，電荷僅在電場力作用下沿電場線從A點到B點運動過程中的速度圖象如圖所示，比較A、B兩點電勢φ的高低和場強E的大小，下列說法中正確的是AA.φA＞φB，EA＞EBB.φA＞φB，EA＜EBC.φA＜φB，EA＞EBD.φA＜φB，EA＜EB6.如圖所示，平行的實線代表電場線，方向未知，電荷量為1×10-2C的正電荷在電場中只受電場力作用，該電荷由A點移到B①B點電勢為零②電場線方向向左③電荷運動的軌跡可能是圖中曲線①④電荷運動的軌跡可能是圖中曲線②A.① B.①② C.①②③ D.①②④7.如圖所示，A、B、C、D是勻強電場中一正方形的四個頂點，已知A、B、C三點的電勢分別為φA=15V，φB=3V，φC=-3V，由此可得D點的電勢φD=_______V.8．有一電場的電場線如圖1所示，場中A、B兩點電場強度的大小和電勢分別用EA、EB和UA、UB表示，則[]A．Ea＞EbUa＞UbB．Ea＞EbUa＜UbC．Ea＜EbUa＞UbD．Ea＜EbUa＜Ub9.如圖所示，實線為電場線，虛線為等勢線，且AB=BC，電場中的A、B、C三點的場強分別為EA、EB、EC，電勢分別為、、，AB、BC間的電勢差分別為UAB、UBC，則下列關(guān)系中正確的有()A.＞