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1、第1节 静电力做功与电势能第2章 电势能与电势差 鲁科版 （2019版） 必修3一、电场力做功特点一、电场力做功特点m重力做功特点：与运动路径无关；跟始末高度差成正比；电场力做功特点：与运动路径无关；跟 ；二、电势能二、电势能回忆： 重力做功与重力势能的关系：重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加；2.1 定义定义：电荷在电场中所具有的能叫电势能，用：电荷在电场中所具有的能叫电势能，用Ep表示，单位表示，单位J.问题：势能包含哪些呢？WAB=EpA-EpB=mghA-mghB=-Ep重力势能、弹性势能、电势能；属于机械能吗？属于机械能吗？2.2 电场电场力做功与电势能变化的关系力做
2、功与电势能变化的关系 静电力做的 功等于电势能的减小量。WAB=EpA-EpB=-Ep二、电势能二、电势能2.3 电荷在电场中某点的电势能，等于电荷从 该点移动到零电势能点静电力所做的功。零电势能点 : 无穷远或接地、等量异种电荷的中点； 人为规定的2.4 电势电势能是标量，但有正负，其正负反映比零电势能大还是小能是标量，但有正负，其正负反映比零电势能大还是小2.5 2.5 说明：说明：1）电场力做功只能决定电势能的变化，而不能决定电荷电势能的数值；2）电荷在电场中的起始和终止位置确定后，电场力所做的功就确定了，所以电荷的电势能的变化也就确定了；3）电荷在电场中移动时，电势能的变化只与电场力所
3、做的功有关，与零电势能点的选取无关； 二、电势能二、电势能延伸知识： 大小比较力力F1=2N，F2=-4N功功W1=2J，W2=-4J电势能电势能Ep1=2J，Ep2=-4J温度温度t1=2C，t2=-4C二、电势能二、电势能答案：答案：(1)增加了增加了1.8105 J(2)3105 J1.8105 J例1、将带电量为610-6C的负电荷从电场中A点移到B点，克服电场力做310-5 J的功，再将该电荷从B点移到C点，电场力做了1.2 10-5J的功，则：（1）电荷从A点移到B点，再从B点移到C点，电势能共改变了多少？（2）如果轨道A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点电势能分别是多少？二、电
4、势能二、电势能A 2、将带电量为610-8 C的负电荷从电场中A点移到B点，克服电场力做3.610-6 J的功，再将该电荷从B点移到C点，电场力做了6 10-6J的功，则关于A、B、C三点的电势A 、B 、c ，以下关系正确的是（ ） A、C A B ； B、A CB ； C、A B c ； D、BA c ；二、电势能二、电势能例例3 3、如图所示为一匀强电场，某带电粒子从、如图所示为一匀强电场，某带电粒子从A A点运动到点运动到B B点，在这一点，在这一运动过程中克服重力做的功为运动过程中克服重力做的功为3.0 J3.0 J，电场力做的功为，电场力做的功为2.0 J2.0 J则下列说法则下列
5、说法正确的是正确的是( () )A A粒子带负电粒子带负电B B粒子在粒子在A A点的电势能比在点的电势能比在B B点少点少2.0 J2.0 JC C粒子在粒子在A A点的机械能比在点的机械能比在B B点少点少1.0 J1.0 JD D粒子在粒子在A A点的动能比在点的动能比在B B点多点多1.0 J1.0 JD 例例4 4、下列说法正确的是、下列说法正确的是( () )A A、在电场中顺着电场线移动负电荷，电场力做正功，电荷电势能减少；、在电场中顺着电场线移动负电荷，电场力做正功，电荷电势能减少；B B、在电场中逆着电场线移动正电荷，电场力做正功，电荷电势能减少；、在电场中逆着电场线移动正电
6、荷，电场力做正功，电荷电势能减少；C C、在电场中顺着电场线移动正电荷，电场力做正功，电荷电势能减少；、在电场中顺着电场线移动正电荷，电场力做正功，电荷电势能减少；D D、在电场中逆着电场线移动负电荷，电场力做负功，电荷电势能增加；、在电场中逆着电场线移动负电荷，电场力做负功，电荷电势能增加；C 二、电势能二、电势能书P35如图所示，静电喷涂时，喷枪喷出的涂料微粒带负电，被喷工件带正 电，微粒在静电力作用下向工件运动，最后吸附在工件表面。微粒在 向工件靠近的过程中，假设只受静电力作用，那么 A. 动能越来越小 ；B. 动能越来越大 ；C. 克服静电力做功 ；D. 电势能逐渐减小；C 二、电势能
7、二、电势能6、某区域的电场线分布如图所示,一带电粒子仅在电场力作用下沿图中虚线所示的轨迹从A点运动到B点.下列说法正确的是 ()A.粒子带正电；B.粒子在A点的加速度小于在B点的加速度；C.粒子在A点的速率大于在B点的速率；D.粒子在A点的电势能大于在B点的电势能；知识导图知识导图静电静电力做力做功功与运动路径无关；与运动路径无关；重力做功重力做功特点特点类比类比WAB=EpA-EpB=-Ep重力势能；重力势能；关系关系电势电势能能类比类比第2节 电势与等势面第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差 鲁科版 （2019版）版） 必修必修3电势电势1在场强为在场强为E E10 V/m10 V/m
8、的匀强电场中，有的匀强电场中，有A A、B B两点，且它们两点，且它们的距离为的距离为d d10 cm10 cm，现有不同的电荷放在，现有不同的电荷放在A A点，求它们在点，求它们在A A点的点的电势能，并填入下列表中电势能，并填入下列表中( (选选B B点为零电势能点点为零电势能点) )从此题你得到的结论结论是什么？ 2 J 3 J 6 J 1 J/C 1 J/C 1 J/C 电势电势1由电场本身的性质决定的，与放不放电荷及由电场本身的性质决定的，与放不放电荷及放什么电荷无关。放什么电荷无关。1.1 定义：定义：qEP1 V = 1 J/C1. 21. 2公式公式: :1. 3 1. 3 单
9、位单位: : 伏特伏特(V)(V) ( (计算时要计算时要代入正负号代入正负号) )1. 4 意义意义： 描述描述电场能电场能的的物理量电场中某一点的电势在数值物理量电场中某一点的电势在数值上上等于单位正电荷在等于单位正电荷在该点所具有的电势该点所具有的电势能；能；电荷电场中在某一点的电势能与它的电电荷电场中在某一点的电势能与它的电荷量的荷量的比值；比值；电势电势11. 5 1. 5 理解理解 电势电势是相对的是相对的。 电势电势零点的选取是任意的，但以方便为原则，如果零点的选取是任意的，但以方便为原则，如果没有特别规定，一般选无穷远或大地的电势为零没有特别规定，一般选无穷远或大地的电势为零电
10、势电势是表征电场中某点是表征电场中某点能能的性质的物理量，仅与电的性质的物理量，仅与电场中某点性质有关，场中某点性质有关，与电场力做功的值及试探电荷的与电场力做功的值及试探电荷的电荷量、电性无关电荷量、电性无关。电势电势是标量是标量，在规定了零电势后，电场中各点的电，在规定了零电势后，电场中各点的电势可以是正值，也可以是负值。正值表示该点电势比势可以是正值，也可以是负值。正值表示该点电势比零高，负值表示该点电势比零低。零高，负值表示该点电势比零低。电势电势1 沿电场线方向，电势降低沿电场线方向，电势降低最快最快；1. 6 1. 6 电势与电场线的关系电势与电场线的关系1.7 区别区别 “场强场
11、强” 、“电势电势”“场强场强”“电势电势”“力力”“能能”定义式定义式定义式定义式矢量矢量标量标量决定因素决定因素决定因素决定因素1.8 点电荷电势公式点电荷电势公式*rQk电势电势1如图所示，a、b为某电场线上的两点，那么以下的结论正确的是 （ ） A把正电荷从a移到b，电场力做正功，电荷的电势能减少，电势升高;B把正电荷从a移到b，电场力做负功，电荷的电势能增加，电势降低;C把负电荷从a移到b，电场力做正功，电荷的电势能减少，电势升高;D把负电荷从a移到b，电场力做负功，电荷的电势能增加，电势降低;等势面等势面22.1 2.1 定义定义 电场电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面中电势相
12、同的各点构成的面叫做等势面2.2 2.2 等势面等势面是为了形象描述电场中各点电势面是为了形象描述电场中各点电势面人为画出的曲面人为画出的曲面2.3 2.3 等势面等势面的特点的特点1. 1.沿着同一等势面移动电荷时静电力不做功沿着同一等势面移动电荷时静电力不做功2.2.两个电势不同的等势面不能相交两个电势不同的等势面不能相交3.3.电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面4.4.等势面一定与电场线垂直，即跟场强方向垂直等势面一定与电场线垂直，即跟场强方向垂直5.5.等势面等势面分布越密分布越密, ,场强越大场强越大; ;分布越疏分布越疏, ,场
13、强越小场强越小 等势面等势面2等势面等势面2 尖端放电尖端放电导体尖端的电荷密度很大，附近的电场特别导体尖端的电荷密度很大，附近的电场特别强强，可以大到使周围空气分子电离的程度，电离后所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，就是就是尖端放电。尖端放电。应用：避雷针应用：避雷针课后作业讲评课后作业讲评31、一电场的电场线如图所示。电场中 A、B 两点电场强度的大小和电势分别 用 EA、EB 和A、B 表示，请判断 EA 与 EB、A 与B 的大小，并说明判断 的理由。在图中分别画出过 A、B 两点的等势面。2、电场中有 A、B 两点，若电荷量为 210-9
14、 C 的试探电荷在电场中的 A 点时，电势能为 410-8 J； 在 B 点时，电势能为 610-8 J。 求：（1）计算并比较 A、B 两点的电势高低。 （2）若电荷量为 -210-9 C 的试探电荷分别在 A、B 两点，其电势能分别为多少？ （3）正、负电荷在电场中具有的电势能大小与电势高低有何关系？例题例题41、真空中某静电场的电场线分布如图所示,图中P、Q两点关于点电荷q1水平对称,P、Q两点电场强度的大小分别为EP、EQ,电势分别为P、Q.一个带电粒子仅在电场力作用下沿虚线从M运动至N.下列判断正确的是 （ ）A.EQEP；B.QP；C.此带电粒子带正电,它的电势能先变大后变小；D.
15、此带电粒子带负电,它的电势能先变大后变小；D例题例题42、(多选)两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面如图中虚线所示,一带电粒子以某一速度从图中a点进入电场,其运动轨迹如图中实线所示,若粒子只受静电力作用,则下列关于带电粒子的判断正确的是 （ ）A.带正电；B.速度先变大后变小；C.电势能先变大后变小；D.经过b点和d点时的速度大小相同；CD3、如图所示,a、b、c为电场中同一条电场线上的三点,其中c为ab的中点.已知a、b两点的电势分别为a=3 V,b=9 V,则下列叙述正确的是 （ ）A.该电场在c点处的电势一定为6 V；B.a点处的电场强度Ea一定小于b点处的电场强度Eb；C.正电
16、荷从a点运动到b点的过程中,，电势能一定增大；D.正电荷只受静电力作用时,，从a点运动到b点的过程中，动能一定增大；例题例题4C例题例题44、如如图甲中图甲中AB是某电场中的一条电场线是某电场中的一条电场线.若将一负若将一负电荷从电荷从A点处由静止释放点处由静止释放,负电荷沿电场线从负电荷沿电场线从A运动到运动到B过程中的速度随时间变化图像如图乙所示过程中的速度随时间变化图像如图乙所示.关于关于A、B两点的电势高低和场强大小关系两点的电势高低和场强大小关系,下列说法中正确的下列说法中正确的是（是（ ） A.AB,EAEBB.AB,EAEB C.AEBD.AB,EAEBA例题例题4B6、(多选)两个等量正点电荷固定在图中P、Q两点,MN为P、Q连线的中垂线,交PQ于O点,A为MN上的一点.一带负电的试探电荷q从A点由静止释放,只在静电力作用下运动,取无限远处的电势为零,则 （ ）A.q由A向O的运动是匀加速直线运动B.q由A向O运动的过程中电势能逐渐减小C.q运动到O点时动能最大D.q运动到O点时电势能为零例题例题4BC知识导图知识导图电势与电势与等势面等势面电势电势等势面等势面定义、公式、特点定义、公式、特点与电场的关系与电场的关系特点特点常见的常见的5种等势面种等势面