歡迎進(jìn)入物理課堂 第四節(jié)電勢能和電勢 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 知道電場力做功的特點(diǎn) 理解電場力做功與電勢能變化的關(guān)系 2 理解電勢能 電勢的概念及相互關(guān)系 3 理解等勢面的概念及等勢面和電場線的關(guān)系 重點(diǎn)難點(diǎn) 電場力做功的特點(diǎn)及電場力做功與電勢能變化的關(guān)系 電場線與等勢面的關(guān)系及應(yīng)用 易錯(cuò)問題 用公式EpA q A來判斷電勢能隨電勢變化情況時(shí) 要區(qū)分正 負(fù)電荷 一 靜電力做功的特點(diǎn)1 在電場中移動電荷時(shí) 靜電力做的功與無關(guān) 只與有關(guān) 可見靜電力做功與做功相似 路徑 實(shí)際 起始位置和終止位置 重力 2 在勻強(qiáng)電場中 電場力做的功為W qEd 其中d為沿方向的位移 如教材P16圖1 4 1所示 q沿直線從A移往B 沿折線ANB 沿曲線AB移往B 靜電力做的功都是一樣的 電場 二 電勢能1 定義 電荷在電場中具有的勢能 叫做電勢能 靜電力做的功等于電勢能的 用公式表示 2 電荷在某點(diǎn)的電勢能 等于靜電力把它從該點(diǎn)移動到位置時(shí)所做的功 通常把電荷離場源電荷的電勢能規(guī)定為零 或把電荷在大地表面上的電勢能規(guī)定為零 可見電勢能是相對的 減少量 WAB EpA EpB 零勢能 無限遠(yuǎn)處 三 電勢1 電荷在電場中某點(diǎn)的電勢能與它的電荷量的比值叫做這一點(diǎn)的電勢 2 電勢的定義公式 單位是 符號是V 3 電場線指向電勢的方向 電勢也是相對的 常取離場源電荷無限遠(yuǎn)處電勢為零 或大地的電勢為零 電勢可以是正值 也可以是負(fù)值 只有大小 沒有方向 因此是 伏特 降低 標(biāo)量 四 等勢面1 電場中的各點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢面 2 等勢面的特點(diǎn) 1 在同一等勢面上移動電荷時(shí)靜電力 2 電場線跟等勢面 并且由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面 電勢相同 不做功 垂直 一 電勢能和重力勢能的對比理解 靜電力做功和重力做功盡管有很多相似特點(diǎn) 但因地球產(chǎn)生的重力場只會對物體產(chǎn)生引力 但電場對電場中的電荷既可產(chǎn)生引力 也可產(chǎn)生斥力 所以計(jì)算電場力的功時(shí)要注意電荷的電性 移動的方向 場強(qiáng)的方向等 以便確定功的正負(fù)和電勢能的變化情況 二 對電勢的理解和電勢高低的判斷1 對電勢概念的理解 1 電勢的相對性 電勢是相對的 只有先確定了零電勢的位置 才能確定其他點(diǎn)的電勢 電場中某點(diǎn)的電勢跟零電勢位置的選擇有關(guān) 實(shí)際問題中 常選取無限遠(yuǎn)處電勢為零 還常取大地電勢為零 2 電勢的固有性電勢 是表示電場能量屬性的一個(gè)物理量 電場中某點(diǎn)處 的大小是由電場本身的條件決定的 與在該點(diǎn)處是否放著電荷 電荷的電性 電荷量均無關(guān) 這和許多用比值定義的物理量相同 如前面學(xué)過的電場強(qiáng)度E F q 3 電勢是標(biāo)量 電勢是標(biāo)量 只有大小 沒有方向 電勢有正 負(fù) 正值表示該點(diǎn)電勢比零電勢高 負(fù)值表示該點(diǎn)電勢比零電勢低 當(dāng)規(guī)定了無限遠(yuǎn)處為零電勢時(shí) 正電荷產(chǎn)生的電場中各點(diǎn)的電勢均為正值 且越靠近正電荷的地方電勢越高 負(fù)電荷形成的電場則相反 2 電場中兩點(diǎn)電勢高低的判斷方法 1 根據(jù)電場力做功判斷 在兩點(diǎn)間移動正電荷 如果電場力做正功 則電勢降低 如果電場力做負(fù)功 則電勢升高 在兩點(diǎn)間移動負(fù)電荷 如果電場力做正功 則電勢升高 如果電場力做負(fù)功 則電勢降低 2 根據(jù)電場線方向判定電場線的方向就是電勢降低最快的方向 3 根據(jù)電荷電勢能的變化判斷 在兩點(diǎn)間移動正電荷時(shí) 電勢能增加 則電勢升高 電勢能減小 則電勢降低 在兩點(diǎn)間移動負(fù)電荷時(shí) 電勢能增加 則電勢降低 電勢能減小 則電勢升高 三 電勢與電勢能 電場強(qiáng)度的比較1 電勢與電勢能的區(qū)別與聯(lián)系 2 電勢和電場強(qiáng)度的關(guān)系 在應(yīng)用公式 計(jì)算時(shí) 應(yīng)代入各量的正負(fù)號 四 對等勢面的認(rèn)識1 等勢面的特點(diǎn) 1 等勢面一定與電場線垂直 即跟電場強(qiáng)度的方向垂直 2 在同一等勢面上移動電荷時(shí)靜電力不做功 3 電場線總是從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面 4 任意兩個(gè)等勢面都不會相交 不相切 2 幾種典型電場的等勢面 1 點(diǎn)電荷電場中的等勢面 是以點(diǎn)電荷為球心的一簇球面 如圖1 4 1甲 2 等量異號點(diǎn)電荷電場中的等勢面 是兩簇對稱的曲面 如圖乙 3 等量同號點(diǎn)電荷電場中的等勢面 是兩簇對稱的曲面 如圖丙 4 勻強(qiáng)電場中的等勢面 是垂直于電場線的一簇平面 如圖丁 5 形狀不規(guī)則的帶電導(dǎo)體附近的電場線及等勢面 如圖戊 圖1 4 1 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全