1、,第一章,靜電場,學(xué)案5 電勢能和電勢,目標(biāo)定位,1.知道靜電力做功的特點，掌握靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系. 2.理解電勢能、電勢的概念，能根據(jù)電場線判斷電勢高低. 3.知道什么是等勢面，并能理解等勢面的特點.,知識探究,自我檢測,一、靜電力做功的特點,問題設(shè)計,知識探究,答案靜電力FqE，靜電力與位移夾角為，靜電力對試探電荷q做的功WF|AB|cos qE|AM|.在線段AM上靜電力做的功W1qE|AM|，在線段MB上靜電力做的功W20，總功WW1W2qE|AM|.,2.若q沿任意曲線從A點移動到B點，靜電力做的功為多少？由此可得出什么結(jié)論. 答案WqE|AM|.電荷在勻強電場中從不同路徑

2、由A運動到B，靜電力做功相同.說明靜電力做功與路徑無關(guān)，只與初、末位置有關(guān).,要點提煉,1.靜電力做功的特點：靜電力對某電荷所做的功，與該電荷的 有關(guān)，與電荷經(jīng)過的 無關(guān)，與電場是否是勻強電場也無關(guān). 2.靜電力做功與重力做功相似，只要初、末位置確定了，移動電荷q做的功就是確定值.,電荷量,路徑,二、電勢能,問題設(shè)計,類比重力做功與重力勢能變化的關(guān)系，靜電力做正功，電勢能如何變化？靜電力做負功，電勢能如何變化？靜電力做功與電勢能變化有怎樣的數(shù)量關(guān)系？ 答案靜電力做正功，電勢能減少；靜電力做負功，電勢能增加. 靜電力做功的值等于電勢能的變化量，即：WABEpAEpB.,要點提煉,1.電勢能：由于

3、移動電荷時 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 ，可用 表示. 2.電場力做功是電勢能變化的量度，用公式表示為WAB ，即電場力做正功，電荷的電勢能 ，電場力做負功，電荷的電勢能 .,靜電力做的功,電勢能,EpAEpB,減少,增加,Ep,3.電荷在某點的電勢能，等于把它從這點移動到 位置時靜電力做的功. 4.電勢能具有相對性. 電勢能零點的規(guī)定：通常把電荷在離場源電荷 處的電勢能規(guī)定為零，或把電荷在 上的電勢能規(guī)定為零.,零勢能,無限遠,大地表面,延伸思考,當(dāng)正電荷順著電場線運動時，靜電力做什么功？電勢能是增加還是減少？當(dāng)負電荷順著電場線運動時，靜電力做什么功？電勢能是增加

4、還是減少？ 答案正電荷順著電場線運動時，靜電力做正功，電勢能減少.負電荷順著電場線運動時，靜電力做負功，電勢能增加.,三、電勢,問題設(shè)計,如圖2所示的勻強電場，場強為E，取O點為零 勢能點，A點距O點為l，AO連線與電場線的夾 角為.電荷量分別為q和2q的試探電荷在A點的電 勢能為多少？電勢能與電荷量的比值各是多少？,圖2,答案由EpAEpOWAOEqlcos ，知電荷量為q和2q的試探電荷在A點的電勢能分別為Eqlcos 、2Eqlcos ；電勢能與電荷量的比值相同，都為Elcos .,要點提煉,1.電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量的 ，叫做這一點的電勢.如果用表示電勢，用Ep表示電荷

5、q的電勢能，則 ，單位為 ，符號為 . 2.電勢的標(biāo)量性：電勢是 量，只有大小，沒有方向，但有正負之分，電勢為正表示比零電勢 ，電勢為負表示比零電勢 .,比值,伏特,V,標(biāo),高,低,3.電勢的相對性：零電勢點的選取原則：一般選 或處為零電勢點，只有選取了零電勢點才能確定某點的電勢大小. 4.電勢是描述電場性質(zhì)的物理量，決定于 本身，與試探電荷 .,大地,無限遠,電場,無關(guān),5.判斷電勢高低的方法： (1)利用電場線：沿著電場線方向電勢逐漸 (此為主要方法)； (2)利用公式 判斷，即在正電荷的電勢能越大處，電勢越 ，負電荷電勢能越大處，電勢越 .,降低,高,低,四、等勢面,問題設(shè)計,1.類比地

6、圖上的等高線，簡述什么是等勢面？ 答案電場中電勢相等的點構(gòu)成的面.,2.為什么等勢面一定跟電場線垂直？ 答案在同一等勢面上移動電荷時，電勢能不變，所以電場力不做功，即電場力方向與等勢面垂直，如果不垂直，電場強度就有一個沿著等勢面的分量，在等勢面上移動電荷時靜電力就要做功，所以等勢面一定跟電場線垂直.,要點提煉,1.電場中電勢 的各點構(gòu)成的面叫等勢面. 2.等勢面的特點： (1)在同一等勢面上移動電荷時，靜電力 . (2)電場線跟等勢面垂直，并且由電勢 的等勢面指向電勢 的等勢面. (3)等勢面密的地方，電場強度較 ；等勢面疏的地方，電場強度較 . (4)任意兩個等勢面不相交.,相同,不做功,高

7、,低,強,弱,請大致畫出點電荷、等量異號點電荷、等量同號點電荷和勻強電場的等勢面.簡述它們的特點？,答案,延伸思考,(1)點電荷的等勢面：點電荷的等勢面是以點電荷為球心的一簇球面. (2)等量異號點電荷的等勢面：等量異號點電荷的連線上，從正電荷到負電荷電勢越來越低，中垂線是一等勢線. (3)等量同號點電荷的等勢面：等量正點電荷連線的中點電勢最低，中垂線上該點的電勢最高，從中點沿中垂線向兩側(cè)，電勢越來越低.連線上和中垂線上關(guān)于中點的對稱點等勢.等量負點電荷連線的中點電勢最高，中垂線上,該點的電勢最低.從中點沿中垂線向兩側(cè)，電勢越來越高，連線上和中垂線上關(guān)于中點的對稱點等勢. (4)勻強電場的等勢

8、面：勻強電場的等勢面是垂直于電場線的一簇平行等間距的平面.,說明：等勢面密集處電場線也密集.任意兩個等勢面不會相交.,典例精析,一、靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系,例1在電場中把一個電荷量為6106 C的負電荷從A點移到B點，克服靜電力做功3105 J，則電荷從A到B的過程中，電勢能變化了多少？是增加還是減少？若規(guī)定電荷在B點的電勢能為零，則電荷在A點的電勢能為多大？,解析電荷克服靜電力做功，即靜電力做負功，有WAB3105 J.由WABEpAEpB知，電勢能變化了3105 J；由于靜電力做負功，則電勢能增加. 若EpB0，則由WABEpAEpB得EpA3105 J. 答案3105 J增加310

9、5 J,二、對電勢的理解及電勢高低的判斷,例2如果把電荷量q1.0108 C的電荷從無限遠移到電場中的A點，需要克服靜電力做功W1.2104 J，那么： (1)q在A點的電勢能和A點的電勢各是多少？,解析靜電力做負功，電勢能增加，無限遠處的電勢為零，電荷在無限遠處的電勢能也為零，即0，Ep0. 由WAEpEpA得EpAEpWA0(1.2104 J)1.2104 J 再由A 得A1.2104 V,答案1.2104 J1.2104 V,(2)q未移入電場前，A點的電勢是多少？,解析A點的電勢是由電場本身決定的，跟A點是否有電荷存在無關(guān)，所以q未移入電場前，A點的電勢仍為1.2104 V. 答案1.

10、2104 V,例3如圖3所示，圖中的實線表示電場線，虛 線表示只受電場力作用的帶正電粒子的運動軌 跡，粒子先經(jīng)過M點，再經(jīng)過N點，可以判定() A.M點的電勢高于N點的電勢 B.M點的電勢低于N點的電勢 C.粒子在M點受到的電場力大于在N點受到的電場力 D.粒子在M點的電勢能大于在N點的電勢能,圖3,解析沿著電場線的方向電勢降低，故選項A正確，選項B錯誤； 電場線越密，場強越大，同一粒子受到的電場力越大，故選項C錯誤； 粒子從M點到N點電場力做正功，所以電勢能減小，所以選項D正確. 答案AD,三、等勢面的特點和應(yīng)用,例4下面關(guān)于等勢面的說法，正確的是() A.電荷在等勢面上移動時，由于不受電場

11、力作用，所以 說電場力不做功 B.在同一個等勢面上各點的場強大小相等 C.兩個不等電勢的等勢面可能相交 D.若相鄰兩等勢面的電勢差相等，則等勢面的疏密程度 能反映場強的大小,解析等勢面由電勢相等的點組成，等勢面處的電場線跟等勢面垂直，因此電荷在等勢面上移動時，電場力不做功，但并不是不受電場力的作用，A錯.等勢面上各點場強大小不一定相等，等勢面不可能相交，B、C錯. 等差等勢面的疏密反映場強的大小，D對. 答案D,課堂要點小結(jié),1.(靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系)在電場中，把電荷量為4109 C的正點電荷從A點移到B點，克服靜電力做功6108 J，以下說法中正確的是() A.電荷在B點具有的電勢

12、能是6108 J B.B點電勢是15 V C.電荷的電勢能增加了6108 J D.電荷的電勢能減少了6108 J,1,2,3,自我檢測,解析電荷在電場中某點的電勢能具有相對性，只有確定了零勢點，B點的電勢、電荷在B點的電勢能才是確定的數(shù)值，故選項A、B錯誤； 由于電荷從A移到B的過程中是克服靜電力做功6108 J，故電荷電勢能應(yīng)該是增加了6108 J，選項C正確，選項D錯誤. 答案C,1,2,3,1,2,3,2.(對電勢的理解)關(guān)于電勢，下列說法正確的是() A.電場中某點的電勢，其大小等于單位正電荷從該點移 動到零電勢點時，電場力所做的功 B.電場中某點的電勢與零電勢點的選取有關(guān) C.由于電勢是相對的，所以無法比較電場中兩點的電勢 高低 D.電勢是描述電場能的性質(zhì)的物理量,1,2,3,解析由電勢的定義可知A正確. 由于電勢是相對量，電勢的大小與零電勢點的選取有關(guān)，故B正確. 雖然電勢是相對的，但電勢的高低是絕對的，因此C錯誤. 電勢與電勢能相聯(lián)系，它是描述電場能的性質(zhì)的物理量，故D正確. 答案ABD,1,2,3,3.(電場線和等勢面)如圖4所示，實線表示一簇關(guān)于x軸對稱的