第十章靜電場(chǎng)中的能量10.1

電勢(shì)能和電勢(shì)目錄CONTENTS1

學(xué)習(xí)目標(biāo)2

新課導(dǎo)入3

新課講解4

課堂小結(jié)5

當(dāng)堂小練1.知道靜電力做功與路徑無(wú)關(guān)。2．理解靜電力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系，理解電勢(shì)能的概念，認(rèn)識(shí)電勢(shì)能的相對(duì)性。3．知道電勢(shì)的定義方法及其定義式、單位。4．會(huì)根據(jù)電場(chǎng)力做功判斷電勢(shì)能的變化。5．會(huì)分析判斷電勢(shì)的高低。學(xué)習(xí)目標(biāo)一個(gè)正電荷在勻強(qiáng)電場(chǎng)中只受到靜電力F的作用，它在電場(chǎng)中由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，靜電力做了正功WAB。E

ABF是一種什么形式的能量在減少呢？

由動(dòng)能定理可知，該電荷的動(dòng)能增加了WAB。根據(jù)能量守恒定律，動(dòng)能增加就意味著有某種形式的能量在減少。新課導(dǎo)入MEABθ+qF問(wèn)題1：將正的檢驗(yàn)電荷q從A沿直線移至B，求電場(chǎng)力的功W=F·|AB|cosθ=q

E·|AM|一、靜電力做功的特點(diǎn)新課講解問(wèn)題2：將正的檢驗(yàn)電荷q從A沿折線移至B，求電場(chǎng)力的功對(duì)AM:W1=qE·|AM|對(duì)MB:W2=0對(duì)全程:W=W1+W2=qE·|AM|MEABθ++qF一、靜電力做功的特點(diǎn)問(wèn)題3：將正的檢驗(yàn)電荷q從A沿曲線移至B，求電場(chǎng)力的功W=W1+W2+W3+…

=qE·|AM|W1=q

E

·x1W2=qE·x2W3=qE·x3…………x1+x2+x3+…=?一、靜電力做功的特點(diǎn)M?EAB+qFEAB+qF+qF+qF+qFMx1x2x3QPFΔd問(wèn)題4：將+q沿藍(lán)色曲線由A移到B,求電場(chǎng)力的功將-q由A移到B的過(guò)程，電場(chǎng)力對(duì)電荷做功為：dAB+qELθ一、靜電力做功的特點(diǎn)(對(duì)于非勻強(qiáng)電場(chǎng)也適用)這與什么力做功相似呢？重力做功總結(jié)：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)。一、靜電力做功的特點(diǎn)1.試探電荷q只受電場(chǎng)力作用由A運(yùn)動(dòng)到B（圖中灰色曲線），能量如何變化？B+MAF?q+2.由能量守恒定律，增加的動(dòng)能由什么能轉(zhuǎn)化而來(lái)？3.試探電荷q由不同位置運(yùn)動(dòng)到B，能量變化相同嗎？思考與討論：WG＝mgh1－mgh2定義:重力勢(shì)能Ep＝mgh重力做的功等于重力勢(shì)能的減少量溫故知新：重力做功的特點(diǎn)（A→B）

功和能量的變化密切相關(guān)。重力做功對(duì)應(yīng)著重力勢(shì)能的變化，那么，靜電力做功又對(duì)應(yīng)著哪種形式的能量變化呢？類(lèi)

比

推

理：2.電場(chǎng)力做功和電勢(shì)能的關(guān)系（1）當(dāng)WAB>0，則EpA>EpB,表明電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減??；（2）當(dāng)WAB<0，則EpA<EpB,表明電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加。WAB=EpA-EpB二、電勢(shì)能EAB+qFO1.定義：電荷在電場(chǎng)中具有的勢(shì)能叫電勢(shì)能，用符號(hào)EP表示。二、電勢(shì)能3.電勢(shì)能是相對(duì)的，具體數(shù)值與零勢(shì)能面的選取有關(guān)；4.電勢(shì)能為電荷和對(duì)它作用的電場(chǎng)組成的系統(tǒng)共有。5.電勢(shì)能是標(biāo)量。

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0，或把電荷在大地表面的電勢(shì)能規(guī)定為0。多遠(yuǎn)算“無(wú)限遠(yuǎn)”呢？qQ我們說(shuō)某個(gè)電荷的電勢(shì)能，只是一種簡(jiǎn)略的說(shuō)法。1.電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能，等于把它從該點(diǎn)移動(dòng)到零勢(shì)能面時(shí)靜電力所做的功。EAB若以A點(diǎn)作為零勢(shì)能面，則有

EPA-EPB=WAB因EPA=0，則EPB=-WAB如圖，若A→B電場(chǎng)力所做功為WAB若以B點(diǎn)作為零勢(shì)能面，則EPA-0=WAB即EPA=WAB

2.選擇不同的零勢(shì)能面，對(duì)于同一個(gè)帶電體在同一點(diǎn)來(lái)說(shuō)電勢(shì)能大小是不相同的。6.電勢(shì)能的大?。憾?、電勢(shì)能總結(jié)：

將不同質(zhì)量的物體從地面搬到樓頂，重力勢(shì)能的變化不同，但是樓頂?shù)摹案叨取笔且欢ǖ摹?/p>

將質(zhì)量m的物體提升h高度，重力勢(shì)能增加mgh；將質(zhì)量為2m的物體提升h高度，重力勢(shì)能增加2mgh；將質(zhì)量為3m的物體提升h高度，重力勢(shì)能增加3mgh。

尋找表示電場(chǎng)能的性質(zhì)的物理量

勻強(qiáng)電場(chǎng)中任取一點(diǎn)A，取一點(diǎn)B，并規(guī)定電荷在B點(diǎn)的電勢(shì)能為0，引入檢驗(yàn)電荷置于A，其電勢(shì)能為EPA。則從A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力做功為WAB=EPA。q+1CEPAE0+2C……-1C-2C……2E0……-E0-2E0……尋找表示電場(chǎng)能的性質(zhì)的物理量EqFAB+該“常量”是否相當(dāng)于電場(chǎng)中的“高度”？該比值是一個(gè)與q無(wú)關(guān)，僅與電場(chǎng)及A點(diǎn)的位置有關(guān)的量。EABθ++qF尋找表示電場(chǎng)能的性質(zhì)的物理量B為零勢(shì)能參考點(diǎn)該比值稱為A點(diǎn)的電勢(shì)q從A移到B，求EPA與q的比值：1V=1J/C1.定義:2.公式:3.單位:(計(jì)算時(shí)要代入正負(fù)號(hào))５.標(biāo)量確定某點(diǎn)的電勢(shì)，應(yīng)先規(guī)定電場(chǎng)中某處電勢(shì)為零，通常取大地或無(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零。(有正負(fù),負(fù)電勢(shì)表示該處的電勢(shì)比零電勢(shì)低)４.電勢(shì)具有相對(duì)性伏特(V)三、電勢(shì)

電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量之比。如何比較電勢(shì)的高低？ABE電荷由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的B點(diǎn)正電荷負(fù)電荷電場(chǎng)力做功電勢(shì)能變化電勢(shì)變化降低降低正功負(fù)功減少增加三、電勢(shì)說(shuō)明：沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低最快。斷判的低高勢(shì)電沿電場(chǎng)線方向，電勢(shì)越來(lái)越低。正電荷在電勢(shì)能大的地方電勢(shì)高，負(fù)電荷相反。靜電力對(duì)正電荷做正功，則電勢(shì)降低。離帶正電的場(chǎng)源電荷越近的點(diǎn)，電勢(shì)越高。ABE三、電勢(shì)電勢(shì)

電場(chǎng)強(qiáng)度E物理意義決定因素矢/標(biāo)量電勢(shì)與電場(chǎng)強(qiáng)度的比較：反映電場(chǎng)能的性質(zhì)反映電場(chǎng)力的性質(zhì)由電場(chǎng)本身決定，與檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān)由電場(chǎng)本身決定，與檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān)標(biāo)量矢量三、電勢(shì)拓展1：等量異種點(diǎn)電荷1.沿點(diǎn)電荷的連線由正電荷到負(fù)電荷，電勢(shì)逐漸降低；O三、電勢(shì)2.兩點(diǎn)電荷連線中垂線上，電勢(shì)均相等(若取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為0，則中垂線上電勢(shì)處處為0)。++1.兩電荷連線上，由正電荷到連線中點(diǎn)O電勢(shì)逐漸降低，且關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱；O三、電勢(shì)拓展2：等量同種正點(diǎn)電荷2.兩電荷連線中垂線上，由中點(diǎn)O向兩側(cè)電勢(shì)到無(wú)限遠(yuǎn)電勢(shì)逐漸降低，且關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱

。++--1.兩電荷連線上，由負(fù)電荷到連線中點(diǎn)O電勢(shì)逐漸升高，且關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱；O三、電勢(shì)拓展3：等量同種負(fù)點(diǎn)電荷2.兩電