高中物理电势能 电势 电势差 课件
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一、选择题(共10小题,每题4分,共40分)
1.关于元电荷和点电荷的理解正确的是 ( )
A.元电荷就是电子
B.元电荷是表示跟电子所带电量数值相等的电量
C.体积很小的带电体就是点电荷
D.点电荷是一种理想 化模型
2.真空中保持一定距离的两个点电荷,若其中一个点电荷增加了 ,但仍然保持它们之间的相互作用力不变,则另一点电荷的电量一定减少了 ( )
A. B. C. D.
3.一带电量为q的检验电荷在电场中某点受到的电场力大小为F,该点场强大小为E,则下面能正确反映这三者关系的是 ( )
4.如图所示,带箭头的线表示某一电场的电场线。在电场力作用下,一带电粒子(不计重力)经A点飞向B点,径迹如图中虚线所示,下列说法正确的是 ( )
A.粒子带正电
B.粒子在A点加速度小
C.粒子在B点动能大
D.A、B两点相比,B点电势较低
5.如图,A、B、C三点在 匀强电场中,AC⊥BC ,∠ABC=60°, =20cm,把一个电量q= 1×10-5C的正电荷从A移到B,电场力不做功;从B移到C,电场力做功为− ×10-3J,则该匀强电场的场强大小和方向是 ( )
A.866V/m,垂直AC向上
B.866V/m,垂直AC向下
C.1000V/m,垂直AB斜向上
D. 1000V/m,垂直AB斜向下
6.如图为某匀强电场的等势面分布图,每两个相邻等势面相距2cm,则该匀强电场的场强大小和方向分别为 ( )
A.E=100V/m,竖直向下 B.E=100V/m,竖直向上
C.E=100V/m,水平向左 D.E=100V/m,水平向右
7.在方向水平向左,大小E=100V/m的匀强电场中,有相距d=2cm的a、b两点,现将一带电荷量q=3×10-10C的检验电荷由a点移至b点,该电荷的电势能变化量可能是 ( )
1 高中物理《电势差、电场强度、电势、电势能》
1、静电场核心物理概念的理解和重点结论
电势、电势能、电场强度都是用来描述电场性质的物理,,它们之间有十分密切的联系,但也有很大区别,解题中一定注意区分,列表比较
(1)电势与电势能比较:
电势φ 电势能ε
1 反映电场能的性质的物理量 电荷在电场中某点时所具有的电势能
2 电场中某一点的电势φ的大小,只跟电场本身有关,跟点电荷无关 电势能的大小是由点电荷q和该点电势φ共同决定的
3 电势差却是指电场中两点间的电势之差,ΔUAB=φA-φB,取φB=0时,φA=ΔU 电势能差Δε是指点电荷在电场中两点间的电势能之差Δε=εA-εB=W,取εB=0时,εA=Δε
4 电势沿电场线逐渐降低,取定零电势点后,某点的电势高于零者,为正值.某点的电势低于零者,为负值 正点荷(十q):电势能的正负跟电势的正负相同
负电荷(一q):电势能的正负跟电势的正负相反
5 单位:伏特 单位:焦耳
6 联系:ε=qφ,w=Δε=qΔU
(2)电场强度与电势的对比
电场强度E 电势φ
1 描述电场的力的性质 描述电场的能的性质
2 电场中某点的场强等于放在该点的正点电荷所受的电场力F跟正点电荷电荷量q的比值。E=F/q,E在数值上等于单位正电荷所受的电场力 电场中某点的电势等于该点跟选定的标准位置(零电势点)间的电势差,φ=ε/q,φ在数值上等于单位正电荷所具有的电势能
3 矢量 标量
4 单位:N/C;V/m V(1V=1J/C)
5 联系:①在匀强电场中UAB=Ed (d为A、B间沿电场线方向的距离).
②电势沿着电场强度的方向降落
2 图 1
图2 2、公式E=U/d的理解与应用
(1)公式E=U/d反映了电场强度与电势差之间的关系,由公式可知,电场强度的方向就是电势降低最快的方向.
(2)公式E=U/d只适用于匀强电场,且d表示沿电场线方向两点间的距离,或两点所在等势面的范离.
电势能和电势
倘若把一个静止的试探电荷放入电场中,他将在静电力的作用下作加速运动,经过一段时间后获得一定的速度,试探电荷的动能增加了。我们知道,这是静电力做功的结果,而功又是能转化的量度,那么,在这一过程中,是什么能转化为试探电荷的动能?这个能具有什么特点?它还可以引申出与它紧密相关哪些物理量?这些物理量具有怎样的性质?这就是本节课我们要讨论的问题。(板书:电势能和电势)
一、静电力做功的特点
让试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中沿几条不同路径从A点运动到B点,我们来计算这几种情况下静电力对电荷所做的功。
W=F|AB|=qE|AB| W=F|AB|cosθ=qE|AM| W=W1+W2+W3+„
其中F=qE,结果都一样即:W=qELAM =qE|AB|cos
结论:静电力做的功只与电荷的起始位置和终点位置有关,与电荷经过的路径无关。
二、电势能 力做功只与物体位置有关,而与运动路径无关的事例在物理中有哪些呢?(移动物体时重力做的功与路径无关)
特征或性质 静电场 重力场
a 对场中的电荷有力的作用 对场中的物体有力的作用
b 用比值“F/q”表示场的强弱 用比值“F/m”表示场的强弱
可见,静电场与重力场有某些特征是相似的。同一物体在地面附近的同一位置具有确定的重力势能。静电力做功也与路径无关,那是否也就能建立电势能的概念呢?
1.电势能:由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关,电荷在电场中也具有势能,这种势能我们叫做电势能。电势能用Ep表示。
2.讨论:静电力做功与电势能变化的关系
重力做的正功等于减少的重力势能,克服重力做的功等于增加的重力势能,用公式表示为WAB=EpA-EpB=-ΔEp。那么静电力做的正功也等于减少的电势能吗?克服静电力做的功也等于增加的电势能吗?用公式表示也是WAB=EpA-EpB=-ΔEp吗?
根据动能定理,WAB=EkB-EkA=ΔEk。因为,根据能量守恒增加的动能等于减少的电势能,EkB-EkA=EpA-EpB,所以WAB=EpA-EpB=-ΔEp。 静电力做的功等于电势能的变化。电场力做多少功,电势能就变化多少,在只受电场力作用下,电势能与动能相互转化,而他们总量保持不变。
高中物理必修课《电势能和电势、电势差》知识讲
解及考点梳理
【学习目标】
1. 类比重力场理解静电力做功、电势能的变化、电势能的确定方法;
2. 理解电势的定义以及电势差的意义,会比较两点电势的高低;
3. 理解电势对静电场能的性质的描述和电势的叠加原理;
4. 明确场强和电势的区别与联系以及对应的电场线和等势面之间的区别和联系.
【要点梳理】
要点一、静电力做功的特点
在电场中将电荷q从A点移动到B点,静电力做功与路径无关,只与A、B两点的位置有关.
说明:(1)静电力做功的特点不仅适用于匀强电场,而且适用于任何电场;
(2)只要初、末位置确定了,移动电荷q做的功就是W
AB就是确定值.
要点二、电势能
要点诠释:
(1)定义
电荷在电场中具有的势能叫电势能.类似于物体在重力场中具有重力势能.用Ep
表示.
(2)静电力做功与电势能变化的关系
静电力做的功就等于电势能的减少量,即
ABABW=Ep-Ep
.即静电力做多少正功,电荷电势能一定减少多
少;静电力做多少负功,电荷电势能一定增加多少.
(3)电势能的大小
①零势点及选取
和计算重力势能一样,电势能的计算必须取参考点,也就是说,电势能的数值是相对于参考位置来说
的.所谓参考位置,就是电势能为零的位置,参考位置的选取是人为的,通常取无限远处或大地为参考点.
②电势能的计算
设电荷的电场中某点A的电势能为
AEp
,移到参考点O电场力做功为W
AO,即
AOpApOW=E-E
,规定
O为参考点时,就有
AOpAW=E
,也就是说电荷在电场中某点的电势能等于将这个电荷从电场中的该点移
到零势点的过程电场力所做的功.
(4)电势能与重力势能的类比
重力势能 电势能
(1)重力做功与路径无关,只与始末位置有关,
引出了重力势能 (1)电场力做功与路径无关,只与始末位置有
关,引出了电势能
(2)重力做功是重力势能转化为其他形式的能的
量度 (2)电场力做功是电势能转化为其他形式的能