電勢(shì)能和電勢(shì)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高二 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
學(xué)習(xí)內(nèi)容1.4電勢(shì)能和電勢(shì)
學(xué)習(xí)目標(biāo)1、理解靜電力做功的特點(diǎn)、電勢(shì)能的概念、電勢(shì)能與電場(chǎng)力做功的關(guān)系。
2、理解電勢(shì)的概念,知道電勢(shì)是描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量。
3、明確電勢(shì)能、電勢(shì)、靜電力的功、電勢(shì)能的關(guān)系。
4、了解電勢(shì)與電場(chǎng)線的關(guān)系,等勢(shì)面的意義及與電場(chǎng)線的關(guān)系。
學(xué)習(xí)重、難點(diǎn)重點(diǎn):理解掌握電勢(shì)能、電勢(shì)、等勢(shì)面的概念及意義。
難點(diǎn):掌握電勢(shì)能與做功的關(guān)系,并能用此解決相關(guān)問題
學(xué)法指導(dǎo)自主、合作、探究
知識(shí)鏈接1.回顧:靜電力、電場(chǎng)強(qiáng)度、重力勢(shì)能的概念 。
2.一個(gè)靜止的試探電荷放入電場(chǎng)中,它在靜電力的作用下將做加速運(yùn)動(dòng)而獲得動(dòng)能,請(qǐng)同學(xué)們思考:是什么能轉(zhuǎn)化為試探電荷的動(dòng)能?
學(xué)習(xí)過程用案人自我創(chuàng)新
[自主學(xué)習(xí)]
一.靜電力做功的特點(diǎn)
結(jié)合課本圖1.4-1(右圖)分析試探電荷q在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中沿不同路徑從A運(yùn)動(dòng)到B電場(chǎng)力做功的情況。
(1)q沿直線從A到B,W1= 。
(2)q沿折線從A到M、再從M到B,W2= 。
(3)q沿任意曲線線A到B,W3= 。
結(jié)果 :
結(jié)論:
。
靜電力做功特點(diǎn)與重力做功一樣嗎?
二.電勢(shì)能(與重力勢(shì)能相類比)
(1)電勢(shì)能:由于移動(dòng)電荷時(shí)靜電力做功與移動(dòng)的路徑無關(guān),所以電荷在電場(chǎng)中也具有勢(shì)能,這種勢(shì)能叫做 。
(2)靜電力做功等于電勢(shì)能的變化量(靜電力做功改變電勢(shì)能) 電場(chǎng)力做正功,電荷的電勢(shì)能減。浑妶(chǎng)力做負(fù)功,電荷的電勢(shì)能增加。電場(chǎng)力做多少功,電勢(shì)能就變化多少,在只受電場(chǎng)力作用下,電勢(shì)能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化,而它們的總量保持不變。(與重力做功相類比)
分析:
正電荷順著電場(chǎng)線移動(dòng),電場(chǎng)力做 ,電勢(shì)能
正電荷逆著電場(chǎng)線移動(dòng),電場(chǎng)力做 ,電勢(shì)能
負(fù)電荷順著電場(chǎng)線移動(dòng),電場(chǎng)力做 ,電勢(shì)能
負(fù)電荷逆著電場(chǎng)線移動(dòng),電場(chǎng)力做 ,電勢(shì)能
( 3 )注意:
①.電勢(shì)能零點(diǎn)的規(guī)定:大地或無窮遠(yuǎn)默認(rèn)為零
②在正電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為正,負(fù)電荷在任一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為負(fù)。
在負(fù)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為負(fù),負(fù)電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為正。
[思考、討論]
1.如何計(jì)算電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)A具有的電勢(shì)能EP?
。
2.將電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)如何判斷電荷A、B兩點(diǎn)電勢(shì)能的大小?


三.電勢(shì) (相當(dāng)于高度)
(1)定義: 。用 表示。電勢(shì)是標(biāo)量,只有大小,沒有方向,但有正負(fù)。
(2)公式: (與試探電荷無關(guān)) 單位:伏特(V)
(3)零電勢(shì)位置的規(guī)定:大地或無窮遠(yuǎn)默認(rèn)為零,電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)的數(shù)值與零電勢(shì)的選擇有關(guān),即電勢(shì)的數(shù)值決定于零電勢(shì)的選擇.
討論(合作學(xué)習(xí)):
1、電勢(shì)的高低與電場(chǎng)線的關(guān)系: 。
2、正電荷的電場(chǎng)中電勢(shì)為正,負(fù)電荷的電場(chǎng)中電勢(shì)為負(fù)
四.等勢(shì)面
⑴.定義:電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面
⑵.幾種電場(chǎng)的電場(chǎng)線及等勢(shì)面(虛線)

(3)等勢(shì)面的特點(diǎn)
1、在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷,電場(chǎng)力不做功
2、電場(chǎng)線(或E)⊥等勢(shì)面
3、電場(chǎng)線由高的等勢(shì)面指向低的等勢(shì)面
4、等勢(shì)面不相交 ,可以閉合
5、靜電平衡的導(dǎo)體是等勢(shì)體,表面是等勢(shì)面(了解)
7、沿電場(chǎng)方向電勢(shì)降低最快(場(chǎng)強(qiáng)方向是電勢(shì)降落最快的地方)

特別說明:(結(jié)合上面圖理解)
①等量同種電荷(正)連線和中線上
連線上:中點(diǎn)電勢(shì)最小
中線上:由中點(diǎn)到無窮遠(yuǎn)電勢(shì)逐漸減小,無窮遠(yuǎn)電勢(shì)為零。
②等量異種電荷連線上和中線上
連線上:由正電荷到負(fù)電荷電勢(shì)逐漸減小。
中線上:各點(diǎn)電勢(shì)相等且都等于零。
達(dá)標(biāo)檢測(cè)1、下列說法正確的是( )
A.在電場(chǎng)中順著電場(chǎng)線移動(dòng)電荷,電場(chǎng)力做功,電荷電勢(shì)能減少
B.在電場(chǎng)中逆著電場(chǎng)線移動(dòng)電荷,電場(chǎng)力做功,電荷電勢(shì)能減少
C.在電場(chǎng)中順著電場(chǎng)線移動(dòng)正電荷,電場(chǎng)力做正功,電荷電勢(shì)能減少
D.在電場(chǎng)中逆著電場(chǎng)線移動(dòng)負(fù)電荷,電場(chǎng)力做負(fù)功,電荷電勢(shì)能增加
2、如圖所示,A、B、C為電場(chǎng)中同一電場(chǎng)線上的三點(diǎn),設(shè)電荷在電場(chǎng)中只受電場(chǎng)力作用,則下列說法正確的是( )
A、若在C點(diǎn)無初速釋放正電荷,電荷向B運(yùn)動(dòng),電勢(shì)能減小
B、若在C點(diǎn)無初速釋放正電荷,電荷向B運(yùn)動(dòng),電勢(shì)能增大
C、若在C點(diǎn)無初速釋放負(fù)電荷,電荷向A運(yùn)動(dòng),電勢(shì)能增大
D、若在C點(diǎn)無初速釋放負(fù)電荷,電荷向A運(yùn)動(dòng),電勢(shì)能減小
3、圖一表示等量異種電荷P和Q形成的電場(chǎng)內(nèi)的一簇等勢(shì)面,求
(1)P、Q各帶何種電荷?
(2)把q=10-7C的正點(diǎn)電荷從A移到B,電場(chǎng)力做多少功?
(3)把q從B移到C電場(chǎng)力做多少功?
(4)把q從C移到A電場(chǎng)力做多少功?
(5)q從A出發(fā)經(jīng)過B和C回到A的過程中電場(chǎng)力對(duì)電荷做的總功為多少?

4、如圖6,在點(diǎn)電荷+Q電場(chǎng)中,以+Q為球心的同一球面上有A、B、C三點(diǎn),把正檢驗(yàn)電荷從球內(nèi)P點(diǎn)移到A、B、C各點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力作功WPA、WPB、WPC的大小關(guān)系為________.
5、如圖7,a、b、c、d為某電場(chǎng)中的等勢(shì)面,一帶正電粒子飛入電場(chǎng)后只在電場(chǎng)力作用下沿M點(diǎn)到N點(diǎn)的虛線運(yùn)動(dòng).由圖可知,四個(gè)等勢(shì)面電勢(shì)Ua、Ub、Uc、Ud由高到低的排列順序是_______,帶電粒子在M、N兩點(diǎn)中,電勢(shì)能較大的是_________點(diǎn).
6、如圖3,絕緣光滑半圓環(huán)軌道放在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,場(chǎng)強(qiáng)為E.在與環(huán)心等高處放有一質(zhì)量為m、帶電+q的小球,由靜止開始沿軌道運(yùn)動(dòng),下述說法正確的是( )
  A.小球在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒
  B.小球經(jīng)過環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)速度最大
  C.小球經(jīng)過環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力為(mg+Eq)
D.小球經(jīng)過環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力為3(mg-qE)
7、若帶正電的小球只受電場(chǎng)力的作用,則它在任意一段時(shí)間內(nèi)( )
  A.一定沿著電場(chǎng)線由高電勢(shì)向低電勢(shì)運(yùn)動(dòng)
  B.一定沿著電場(chǎng)線由低電勢(shì)向高電勢(shì)運(yùn)動(dòng)
  C.不一定沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng),但一定由高電勢(shì)向低電勢(shì)運(yùn)動(dòng)
  D.不一定沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng),也不一定由高電勢(shì)向低電勢(shì)運(yùn)動(dòng)
8、在靜電場(chǎng)中,關(guān)于場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)的說法正確的是( )
  A.電場(chǎng)強(qiáng)度大的地方電勢(shì)一定高
  B.電勢(shì)為零的地方場(chǎng)強(qiáng)也一定為零
  C.場(chǎng)強(qiáng)為零的地方電勢(shì)也一定為零
  D.場(chǎng)強(qiáng)大小相同的點(diǎn)電勢(shì)不一定相同
9、在勻強(qiáng)電場(chǎng)中有a、b、c三點(diǎn),位置關(guān)系如圖52-6所示,其中ab=√3 cm,bc=1cm已知電場(chǎng)線與abc三點(diǎn)所在的平面平行,若將電量為-2×10-8C的點(diǎn)電荷從a 移到b,電場(chǎng)力不做功,而把該電荷從a移到c,電場(chǎng)力做功為1.8×10-7J?
(1)畫出通過 a、b、c 三點(diǎn)的電場(chǎng)線?
(2)求該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度

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