4.電勢(shì)能和電勢(shì)課程目標(biāo)。 掌握靜電力做功的特點(diǎn)以及靜電力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系。 理解電勢(shì)能的概念，理解電勢(shì)p=的概念。 知道電場(chǎng)線指向電勢(shì)下降最快的方向。 知道什么是等勢(shì)面嗎？ 了解當(dāng)在同一等電位面上移動(dòng)電荷時(shí)，靜電力不起作用。 已知電場(chǎng)線垂直于等勢(shì)面，并從高電勢(shì)等勢(shì)面指向低電勢(shì)等勢(shì)面。 通過(guò)類比了解電場(chǎng)的能量本質(zhì)，通過(guò)比較的方法區(qū)分電場(chǎng)強(qiáng)度E和電勢(shì)p。 情景思維，介紹了夏天的下雨天、閃電打雷、被閃電摧毀的生物和建筑物等常見(jiàn)新聞，說(shuō)明閃電蘊(yùn)含著巨大的能量，美國(guó)科學(xué)家富蘭克林曾經(jīng)收集過(guò)閃電。 不幸的是，他被雷擊傷了。 你能解釋一下為什么說(shuō)從天而降的閃電確實(shí)起作用嗎？答案是云層由于相對(duì)運(yùn)動(dòng)而相互摩擦而產(chǎn)生靜電。 當(dāng)云層中的電荷積累到一定程度，有放電路徑時(shí)，就會(huì)放電，形成閃電。 電荷的這種運(yùn)動(dòng)是在電場(chǎng)力的作用下進(jìn)行的。 電場(chǎng)力對(duì)電荷做功，所以說(shuō)閃電做了功。 功是能量轉(zhuǎn)換的衡量標(biāo)準(zhǔn)，所以說(shuō)閃電也有能量的基礎(chǔ)知識(shí)。
1.靜電力做功的特點(diǎn)。 當(dāng)電荷在均勻電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)，靜電力所做的功與電荷的位置和位置有關(guān)，但與電荷的通過(guò)無(wú)關(guān)。 這個(gè)結(jié)論也適用于非均勻電場(chǎng)。
2. 電勢(shì)能 1 電勢(shì)能 電荷所具有的勢(shì)能稱為電勢(shì)能 2 靜電力所做的功與電勢(shì)能變化的關(guān)系 靜電力所做的功等于電勢(shì)能的大小 如果用 Wab 來(lái)表示電荷從 A 點(diǎn)移動(dòng)到 B 點(diǎn)的過(guò)程中，該點(diǎn)移動(dòng)到位置時(shí)靜電力所做的功 4. 電勢(shì)能零點(diǎn)的調(diào)節(jié)通常規(guī)定距場(chǎng)源電荷一定距離處的電荷的電勢(shì)能為零，或者規(guī)定其上方的電荷的電勢(shì)能為零。 思考 1. 放入一定的電荷 在電場(chǎng)中從 A 點(diǎn)移動(dòng)到 B 點(diǎn)時(shí)，如果選擇不同的點(diǎn)作為零勢(shì)能參考點(diǎn)，是否意味著 A 點(diǎn)或 B 點(diǎn)的電勢(shì)能大小為相同？ 這是否意味著從 A 到 B 的電勢(shì)能變化是相同的？ 電勢(shì)1定義了電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電荷與其值的比值，稱為該點(diǎn)的電勢(shì)。 定義式的單位符號(hào)為VBP1V=1J/Co3。 物理意義是描述電場(chǎng)性質(zhì)的物理量。 4 相對(duì)論就像電勢(shì)能一樣是相對(duì)的。 性質(zhì)，只有指定零電位點(diǎn)后才能確定電場(chǎng)中各點(diǎn)的電位。 在物理學(xué)的理論研究中，場(chǎng)外源電荷或電荷的電勢(shì)常常被取為零。 5個(gè)標(biāo)量只有大小而沒(méi)有方向，但有正負(fù)值且高于零點(diǎn)。 是一個(gè)值，小于零的值為6。判斷電勢(shì)高低的方法是指向電勢(shì)下降的方向。 等勢(shì)面 1 等勢(shì)面 電場(chǎng)中相同點(diǎn)所形成的面稱為等勢(shì)面。 當(dāng)電荷在同一等勢(shì)面上移動(dòng)時(shí) 靜電力的特點(diǎn) o2 等勢(shì)面 電場(chǎng)線是垂直的，由高電位面和低電位面組成。 3 等勢(shì)面的例子 孤立點(diǎn)電荷電場(chǎng)的等勢(shì)面是一系列均勻的點(diǎn)電荷位置。 強(qiáng)電場(chǎng)的等位面是一個(gè)族。 思考2??.等勢(shì)面是如何形象地描繪電場(chǎng)的？答案
1. 起始路徑和結(jié)束路徑。 1. 電場(chǎng) 2. 約簡(jiǎn) Wab = EpA-EpB 3. 零勢(shì)能 4. 無(wú)限地球表面的思考 1. 小提示：由于電勢(shì)能是相對(duì)的，所以選擇不同的點(diǎn)作為零勢(shì)能參考點(diǎn)，這些點(diǎn)代表電勢(shì)能同一點(diǎn)A或8的電勢(shì)能的大小可能不同，但在同一過(guò)程中，如果A點(diǎn)對(duì)電場(chǎng)力所做的功相同，則電勢(shì)能的變化是相同的。 1 電勢(shì)能 Su 電荷量 4E2% = "伏特 q⑶ 能量 4 地球上無(wú)限距離 5 正負(fù) 6 電場(chǎng)線 .1 電勢(shì)不起作用 2 等勢(shì)面指向 3 有球心的同心球平行平面 思考 2畫等微分等勢(shì)面的技巧，即每隔等電位差畫一個(gè)等勢(shì)面，等勢(shì)面分布密集的地方電場(chǎng)較強(qiáng)，但分布稀疏的地方電場(chǎng)較弱。重點(diǎn)難點(diǎn)突破。
1. 靜電力做功和重力做功有何異同？ 特別提醒：雖然靜電力做的功和重力做的功有很多相似的特點(diǎn)，但地球產(chǎn)生的重力場(chǎng)只會(huì)對(duì)物體施加重力，而電場(chǎng)不會(huì)影響電場(chǎng)中的電荷。 它既能產(chǎn)生重力，也能產(chǎn)生斥力，因此在計(jì)算電場(chǎng)力做功時(shí)，必須注意電荷的電學(xué)性質(zhì)、運(yùn)動(dòng)方向、電場(chǎng)強(qiáng)度方向等，以便確定正負(fù)功和電勢(shì)能的變化。 如何正確認(rèn)識(shí)電勢(shì) ⑴電勢(shì) O
① 電勢(shì)的相對(duì)性。 某一點(diǎn)電勢(shì)的大小是相對(duì)于零電勢(shì)而言的。 如果零電位的位置選擇不同，則該點(diǎn)的電位也會(huì)不同。 零電位的選擇是任意的，但通常選擇接地和無(wú)窮大。 是零電位點(diǎn)
②電勢(shì)的固有性質(zhì)。 電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)是由電場(chǎng)本身的條件決定的，與該點(diǎn)是否放置測(cè)試電荷以及放電電荷的電性質(zhì)無(wú)關(guān)。
③電勢(shì)的標(biāo)量性質(zhì)指定了零電勢(shì)點(diǎn)。 電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)可以是正值，也可以是負(fù)值。 正值表示該點(diǎn)的電位高于零電位，負(fù)值表示該點(diǎn)的電位低于零。 電勢(shì)，在同一電場(chǎng)中，正電勢(shì)一定高于負(fù)電勢(shì)。 如果規(guī)定無(wú)窮遠(yuǎn)處電位為零，則正電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中各點(diǎn)的電位為正，負(fù)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中各點(diǎn)的電位為負(fù)。 正負(fù)只表示大小，不表示方向。 2.電勢(shì)與電勢(shì)能的區(qū)別與聯(lián)系。 3、電勢(shì)與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系。 特別提醒：當(dāng)涉及到P、%和q之間的關(guān)系時(shí)，必須考慮三者的正向關(guān)系。 負(fù)號(hào)問(wèn)題。 如何處理判斷電勢(shì)和電勢(shì)能大小的問(wèn)題 1、如何判斷電勢(shì)能的大小。 電荷只有在電場(chǎng)中才具有電勢(shì)能。 電荷在 A 點(diǎn)的電勢(shì)能是 E〃a，在 B 點(diǎn)的電勢(shì)能是 如何比較 E〃a 和 E〃b 的大??？要在這兩點(diǎn)之間移動(dòng)電荷，請(qǐng)使用通過(guò)電場(chǎng)力做功來(lái)判斷電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)的方法。如果電場(chǎng)力做正功，則電荷的電勢(shì)能減小，即E"aE"b ，電場(chǎng)力做多少正功，電勢(shì)能減少多少。 如果電場(chǎng)力做負(fù)功，也可以說(shuō)克服電場(chǎng)力做功，則電荷的電勢(shì)能增大，即E〃a〈E〃b。 電場(chǎng)力做了多少負(fù)功？ 特別提醒：電荷的電勢(shì)能是否變化與靜電力是否對(duì)電荷做功有關(guān)，與其他力是否做功無(wú)關(guān)。 即，電勢(shì)能的變化是通過(guò)靜電力做功來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 2.通過(guò)判斷電勢(shì)的高低來(lái)確定電勢(shì)的高低。 有兩種判斷方法，一種是根據(jù)電場(chǎng)線，另一種是根據(jù)移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力所做的功
①利用電場(chǎng)線來(lái)確定電勢(shì)的高低。 沿著電場(chǎng)線的方向，電勢(shì)越來(lái)越低。
②從電荷只有在電場(chǎng)力的作用下才運(yùn)動(dòng)來(lái)看，只有在電場(chǎng)力的作用下，電荷才開(kāi)始從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。 正電荷總是從電勢(shì)高的點(diǎn)移動(dòng)到電勢(shì)低的點(diǎn)； 負(fù)電荷總是從低電勢(shì)點(diǎn)移動(dòng)。 點(diǎn)移動(dòng)到勢(shì)能高的點(diǎn)，但它們都從勢(shì)能高的點(diǎn)移動(dòng)到勢(shì)能低的點(diǎn)。 當(dāng)正電荷電場(chǎng)力做正功時(shí)，勢(shì)能減小，它們從勢(shì)能高的點(diǎn)移動(dòng)到勢(shì)能低的點(diǎn)。 ，做負(fù)功時(shí)則相反； 當(dāng)負(fù)電荷電場(chǎng)力作正功時(shí)，電勢(shì)能減小，由低電位向高電位移動(dòng)，作負(fù)功時(shí)則相反
③ 若無(wú)窮遠(yuǎn)電勢(shì)為零，則正電荷周圍各點(diǎn)電勢(shì)為正，負(fù)電荷周圍各點(diǎn)電勢(shì)為負(fù)。 等位面有什么特點(diǎn)，等位面可以解決哪些問(wèn)題？ ⑴ 特點(diǎn)
① 在同一等電位面上移動(dòng)電荷時(shí)，靜電力不起作用
② 電場(chǎng)線始終垂直于等勢(shì)面，并且從電勢(shì)較高的等勢(shì)面指向電勢(shì)較低的等勢(shì)面； 等勢(shì)面可以是閉合的也可以是非閉合的
③電場(chǎng)線密集的地方，算術(shù)等勢(shì)面也密集。 在電場(chǎng)線稀疏的地方，算術(shù)等勢(shì)面也稀疏，但等勢(shì)面不相交。 2 可解決的問(wèn)題
①根據(jù)算術(shù)等勢(shì)面的密度判斷電場(chǎng)的強(qiáng)弱
②從等勢(shì)面判斷電場(chǎng)中各點(diǎn)的電位高低
③判斷電場(chǎng)中的電荷從等勢(shì)面移動(dòng)時(shí)靜電力所做的功
④ 根據(jù)等勢(shì)面的分布確定電場(chǎng)線的分布。 典型題分析類型——電勢(shì)和電勢(shì)能的計(jì)算【例1】如果q=+L0X10-8c的點(diǎn)電荷q在電場(chǎng)點(diǎn)上從無(wú)窮大移動(dòng)到a，需要克服電場(chǎng)力做功 W = 那么 1Q 在 A 點(diǎn)的電勢(shì)能和 A 點(diǎn)的電勢(shì)是多少？ 2Q進(jìn)入電場(chǎng)之前A點(diǎn)的電勢(shì)是多少？ 通過(guò)指向￥=字段8，我們可以計(jì)算出E〃a。 根據(jù)A點(diǎn)的電勢(shì)能，可以計(jì)算出A點(diǎn)的電勢(shì)。 1、電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增大，無(wú)窮遠(yuǎn)電勢(shì)為零。 無(wú)窮遠(yuǎn)處電荷的電勢(shì)能也為零。 由于電場(chǎng)力的功等于電勢(shì)能的減少，所以可得W=E〃8-EpA。 因?yàn)镋〃8=0，則Epa=-W=--
1.2X10-4J=
1.2XIO-4JE/~4Iq=
1.0乂10-82A點(diǎn)的電勢(shì)是由電場(chǎng)本身的性質(zhì)決定的，與A點(diǎn)是否帶電荷無(wú)關(guān)。因此，在Q進(jìn)入電場(chǎng)之前，A點(diǎn)的電勢(shì)A點(diǎn)仍為
1.2 義14v答l
1.2X10-4J
1.
21、題后反思1 電勢(shì)和電勢(shì)能是相對(duì)的，與零電勢(shì)面p2的選擇有關(guān)。 用=求電勢(shì)時(shí)，可以將各量的“十”和“一”直接代入計(jì)算，更直接、更方便類比。 如果 q=—
1. 0X10-8，答案是什么？ 類型2 電勢(shì)和電勢(shì)能高低的判斷【例2】如圖所示，圖中實(shí)線代表均勻電場(chǎng)的電場(chǎng)線，虛線代表注入的帶負(fù)電粒子進(jìn)入電場(chǎng)就是它的軌跡，A、B是軌跡上的兩點(diǎn)。 如果不考慮粒子所受的重力，下列判斷中正確的一項(xiàng)是 A. 電場(chǎng)線方向向下 B. 粒子必須從 A 點(diǎn)移動(dòng)到 B 點(diǎn)再到 C 點(diǎn)。 A 點(diǎn)的電勢(shì)高于 B 點(diǎn)的電勢(shì)。粒子在 A 點(diǎn)的電勢(shì)能大于在 B 點(diǎn)的電勢(shì)能。根據(jù)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，可以得出粒子所施加的電場(chǎng)力的方向可以確定粒子。 這樣就可以知道電場(chǎng)線的方向，從而判斷電勢(shì)的高低。 電勢(shì)能的大小可以通過(guò)解析得到。 無(wú)論粒子從A點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)還是從B點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)，由于運(yùn)動(dòng)軌跡是向下彎曲的，就意味著粒子所受的電場(chǎng)力的方向是向下的。 可以確定電場(chǎng)線的方向是向上而不是向下。 A是錯(cuò)誤的； 粒子可以從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，也可以從B點(diǎn)移動(dòng)到A點(diǎn)，B點(diǎn)錯(cuò)誤； 因?yàn)殡妱?shì)沿電場(chǎng)線方向減小，存在(Pa < (PbC誤差；當(dāng)負(fù)電荷逆著電場(chǎng)線方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能減小，電勢(shì)能沿電場(chǎng)線方向減小沿電場(chǎng)線方向移動(dòng)，電勢(shì)能增大，因此粒子在 A 點(diǎn)的電勢(shì)能大于 B 點(diǎn)的電勢(shì)能。 D 正確答案 減少，低電勢(shì)時(shí)正電荷的電勢(shì)能小，低電勢(shì)時(shí)負(fù)電荷的電勢(shì)能大，以此類推，如果是正電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡呢？三個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)【例3】如圖所示，P和Q是正電荷相等的點(diǎn)電荷，0是它們連線的中點(diǎn)，A和B是中垂線上的兩點(diǎn)，OAVOB用Ea，Eb和(Pa，(PB來(lái)表示A，B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度和電位，則()，BIo4-oP 主站蜘蛛池模板： 万宁市| 大关县| 巴里| 嘉鱼县| 水富县| 金溪县| 万山特区| 方城县| 颍上县| 碌曲县| 凤阳县| 蓝田县| 新乡县| 盐亭县| 娄烦县| 龙泉市| 祥云县| 乐安县| 南投县| 洮南市| 赣州市| 泰来县| 四会市| 太康县| 大余县| 木兰县| 高雄县| 桑植县| 菏泽市| 伊金霍洛旗| 贵州省| 修水县| 五原县| 兰坪| 剑阁县| 望都县| 郑州市| 方山县| 绥江县| 抚顺县| 正阳县|