第十章

靜電場中的能量高中物理人教版

必修三教學課件第一節(jié)電勢能和電勢01新課導入02素養(yǎng)目標03新課講解04例題與練習05課后小結目錄|CONTENTSPART-01新課導入NewLessonPresentation新課導入一個正電荷在勻強電場中只受到靜電力F的作用，它在電場中由A點運動到B點時，靜電力做了正功WAB。從能量轉化的角度，同學們可以展開哪些思考呢？PART-02素養(yǎng)目標LearningObjectives1.知道靜電力做功的特點2.理解靜電力做功與電勢能變化的關系3.知道電勢的定義方法及其定義公式、單位素養(yǎng)目標PART-03新課講解NewLessonIntroduction新課講解一、靜電力做功的特點在電場強度為E的勻強電場中任取A、B兩點，AB的連線長度為L，與電場強度的方向夾角為θ。把帶正電的試探電荷從A點移動到B點，若試探電荷的電荷量為q，計算下面兩種情況下靜電力對電荷所做的功：（1）把q沿直線AB從A點移動到B點；（2）把q沿折線AMB從A點移動到B點。新課講解將電荷

q沿直線

AB從A移至BWAB=F·lAB=qE·|AB|cosθ=qE·|AM|MEAB?+qF=qElAB=|AB|cosθ=|AM|將電荷q沿折線AMB從A移至B對AM:WAM=qE·|AM|對MB:WMB=0對全程:W=WAM

+WMB=qE·|AM|新課講解W=W1+W2+W3+…

=qE·|AM|W1=qE·x1W2=qE·x2W3=qE·x3…………x1+x2+x3+…=?將電荷q沿曲線從A移至BM?EAB+qF=qE我們用無數(shù)組跟靜電力垂直和平行的折線來逼近曲線AB微元分割法EAB+qF+qF+qF+qFMx1x2x3新課講解沿直線AB:沿折線AMB:沿曲線AB:沿任意路徑靜電力做功:W1=F·|AB|cosθ=qE·|AM|W2=qE·|AM|W3=qE·|AM|W任意=qE·|AM|也適用非勻強電場

+

新課講解在電場中不論電荷經(jīng)由什么路徑從A點移動到B點，靜電力所做的功都是一樣的。因此，在電場中移動電荷時，靜電力所做的功只與電荷的起始位置和終止位置有關，與電荷經(jīng)過的路徑無關。1.在勻強電場中，靜電力做的功為：W＝qE·d，其中d為沿電場線方向的位移。注意：特點：2.其它靜電場中也適用。其它靜電場中靜電力做功的多少可用

W＝E平qd來定性粗略分析，其中E平為平均電場強度。類似于重力做功新課講解WG＝mgh1－mgh2定義:重力勢能

Ep＝mgh重力做的功等于重力勢能的減少量重力做功與重力勢能

新課講解二、電勢能1.定義：電荷在電場中具有的勢能叫電勢能，用符號EP表示。qQWAB=EpA-EpBEAB2.電場力做功和電勢能的關系（1）當WAB>0，則EpA>EpB，表明電場力做正功，電勢能減??；（2）當WAB<0，則EpA<EpB，表明電場力做負功，電勢能增加。新課講解3.電勢能是相對的，具體數(shù)值與零勢能面的選取有關；4.電勢能為電荷和對它作用的電場組成的系統(tǒng)共有。5.電勢能是標量。但有正負通常把電荷在離場源電荷無限遠處的電勢能規(guī)定為0，或把電荷在大地表面的電勢能規(guī)定為0。我們說某個電荷的電勢能，只是一種簡略的說法。qQ關于電勢能的幾點說明新課講解正電荷從A點移到B點時，靜電力做正功，電荷的電勢能減少正電荷從B點移到A點時，靜電力做負功，即電荷克服靜電力做功，電荷的電勢能增加。把正電荷從A點移到B

+

把正電荷從B點移到A

-

三、電勢能的大小新課講解①電荷在某點的電勢能，等于把它從該點移動到零勢能面時靜電力所做的功。EAB若以A點作為零勢能面則EPA-EPB=WAB因EPA=0，則

EPB=-WAB如圖，若A→B電場力所做功為WAB若以B點作為零勢能面則

EPA-0=WAB即EPA=WAB

②選擇不同的零勢能面，對于同一個帶電體在同一點來說電勢能大小是不相同的?？偨Y：新課講解【思考】同一物體在不同的位置，重力勢能有什么變化呢？這說明重力勢能與重力場中的什么因素有關呢？【提示】同一初始高度的小球A、B，在連接不同長度的擺線的情況下自由下落，重力勢能的變化不同。又如小球P在同一高度，逐次沿不同的軌跡下落，重力勢能變化量相同。說明重力勢能與高度（地勢）有關那么電勢能是不是也與某個因素有關，這個因素是什么呢？新課講解如圖，勻強電場的場強大小100V，OA、AB距離L均為1m，完成下列練習，并小組討論以下問題：

①分別求出將+1C、+2C、+3C點電荷從A點移到O點電場力做功；②若規(guī)定O點為零勢能面，分別求出三個點電荷在A點的電勢能；

探索電勢能與什么因素有關新課講解四、電勢1V=1J/C1.定義:電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量之比。3.單位:(計算時要代入正負號)2.公式:４.電勢具有相對性伏特(V)５.標量(有正負，負電勢表示該處的電勢比零電勢低

)確定某點的電勢，應先規(guī)定電場中某處電勢為零，通常取大地或無窮遠處的電勢為零。PART-04例題與練習例題與練習【例1】如圖，A、B、C為電場中同一電場線上的三點。設電荷在電場中只受靜電力作用，則下列說法正確的是(

)A.若在C點無初速度地釋放正電荷，則正電荷向B運動，電勢能減少B.若在C點無初速度地釋放正電荷，則正電荷向A運動，電勢能增加C.若在C點無初速度地釋放負電荷，則負電荷向A運動，電勢能增加D.若在C點無初速度地釋放負電荷，則負電荷向B運動，電勢能減少√例題與練習例2

(多選)如圖所示，在正電荷的電場中的一條電場線上依次有A、B、C三點，分別把帶電荷量為＋q和－q的點電荷依次放在這三點上，關于它們所具有的電勢能，下列說法中正確的是A.放上帶電荷量為＋q的點電荷時，它們的電勢能大小關系為EpA＞EpB＞EpCB.放上帶電荷量為＋q的點電荷時，它們的電勢能大小關系為EpA＜EpB＜EpCC.放上帶電荷量為－q的點電荷時，它們的電勢能大小關系為EpA＞EpB＞EpCD.放上帶電荷量為－q的點電荷時，它們的電勢能大小關系為EpA＜EpB＜EpC√√例題與練習解析若將帶電荷量為＋q的點電荷從A點移到B點，再由B點移到C點，電場力都是做正功，電荷的電勢能都減少，可見EpA＞EpB＞EpC，選項A正確，B錯誤.若將帶電荷量為－q的點電荷從A點移到B點，再由B點移到C點，電場力都是做負功，電荷的電勢能增加，可見EpA＜EpB＜EpC，選項C錯誤，D正確.例題與練習1下列說法中正確的是（）A.當兩正點電荷相互靠近時，它們的電勢能增大B.當兩負點電荷相互靠近時，它們的電勢能增大C.一個正電荷與另一個負電荷相互靠近時，它們的電勢能減小D.一個正電荷與另一個負電荷相互靠近時，它們的電勢能增大。ABC例題與練習2.在真空中A、B兩點分別放有異種點電荷-Q和+2Q，以A、B連線中點O為圓心作一圓形路徑acbd，如圖，則下列說法正確的是(

)A.電場強度大小關系有Ea=Eb、Ec=EdB.電勢高低關系有φa>φb、φc>φdC.將一負點電荷沿圓弧由a運動到b的過程中靜電力做正功D.將一正點電荷沿直線由c運動到d的過程中電勢能始終不變答案:C

例題與練習3.在靜電場中，將一正電荷從A點移到B點，靜電力做了負功，則()A.B點的電場強度一定比A點大B.電場線方向一定從B指向AC.B點的電勢一定比A點高D.該電荷的動能一定減小答案:C例題與練習4.(多選)關于電勢，下列說法正確的是(

)A.電場中某點的電勢大小在數(shù)值上等于單位正電荷從該點移動到零電勢點時，靜電力所做的功B.電場中某點的電勢與零電勢點的選取有關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.某電荷在電場中A、B兩點的電勢能關系為EpA>EpB，則可知φA>φB答案:ABPART-05課堂小結課堂小結一、靜電力做功的特點：

靜電力做的功為：W＝qE·d，其中d為沿電場線方向的位移。二、電勢能（Ep)：