发布时间 : 星期三 文章物理同步人教版高二选修3-1学案:第一章 - 第4节 - 电势能和电势 - word版含解析更新完毕开始阅读30c05738f32d2af90242a8956bec0975f465a424
第4节
电势能和电势
1.静电力做功与路径无关,只与电荷的初、末位置有关;静电力做的功等于电势能的减少量。
2.电荷在某点的电势能,等于把它从该点移到零势能位置时静电力所做的功。 3.沿电场线方向,电势逐渐降低。
4.电场线跟等势面垂直,并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。 5.无论粒子电性如何,当粒子垂直进入匀强电场后,电场力一定做正功。
一、静电力做功的特点
在静电场中移动电荷时,静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关,与电荷经过的路径无关。 二、电势能 1.概念
电荷在静电场中具有的势能。用Ep表示。 2.静电力做功与电势能变化的关系
静电力做的功等于电势能的减少量,WAB=EpA-EpB。
{电场力做?多少?正功,电势能减少?多少?;
3.电势能的大小
电场力做?多少?负功,电势能增加?多少?。
电荷在某点的电势能,等于把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功。 4.零势能位置
电场中规定的电势能为零的位置,通常把离场源电荷无穷远处或大地处的电势能规定为零。 三、电势
1.定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值。 Ep
2.公式:φ=q。
3.单位:国际单位制中,电势的单位是伏特,符号是V,1 V=1 J/C。 4.特点
(1)相对性:电场中各点电势的高低,与所选取的零电势的位置有关,一般情况下取无穷远或地球为零电势位置。
(2)标矢性:电势是标量,只有大小,没有方向,但有正负。 5.与电场线关系:沿电场线方向电势逐渐降低。 四、等势面 1.定义
电场中电势大小相同的各点构成的面叫做等势面。
2.等势面与电场线的关系 (1)电场线跟等势面垂直。
(2)电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面。
1.自主思考——判一判
(1)只要电荷在电场中移动,电场力一定做功。(×)
(2)电场力做功与重力做功类似,与初末位置有关,与路径无关。(√) (3)电势有正、负,是矢量。(×)
(4)在匀强电场中沿电场线方向,电势降低最快。(√)
(5)等势面上,不仅各点电势相同,电场强度也一定相同。(×)
(6)电势能是相对的,规定不同的零势能点,电荷在电场中某点的电势能不同。(√) 2.合作探究——议一议
(1)一电荷在某电场中运动了一周又回到出发点,电场力对该电荷做功吗?
提示:不做功。由功的定义式可知,电荷运动一周位移为0,故电场力一定不做功。 (2)电势能与重力势能类似,也有正负,其正负有何意义?
提示:电势能为正值时,表明电荷在该处电势能大于零;当电势能为负值时,表明电荷在该处电势能比零小。
(3)为何说当电荷沿等势面移动时,电场力不做功?
提示:由于电场线与等势面垂直,即电荷所受的电场力与等势面垂直,即当电荷沿等势面移动时,电
场力方向始终与速度方向垂直,电场力不做功。
对电场力做功的理解
1.匀强电场中电场力做功的计算
W=qELcos θ,其中θ为电场力与位移间夹角。 2.电场力做功的正负判断
(1)根据电场力和位移方向的夹角判断:夹角为锐角,电场力做正功;夹角为钝角,电场力做负功;电场力和位移方向垂直时不做功。此法常用于匀强电场中恒定电场力做功情况的判断。
(2)根据电场力和瞬时速度方向的夹角判断:夹角为锐角时,电场力做正功;夹角为钝角时,电场力做负功;电场力和瞬时速度方向垂直时不做功。此法常用于判断曲线运动中变化电场力的做功情况。
(3)根据电势能的变化情况判断:若电势能增加,则电场力做负功;若电势能减小,则电场力做正功。