
人教版高中物理必修三《電勢能和電勢》靜電場中的能量PPT教學課件,共57頁。
學習目標
1.知道靜電力做功與路徑無關
2.理解靜電力做功與電勢能變化的關系,理解電勢能的概念,認識電勢能的相對性
3.知道電勢的定義方法和定義式、單位
4.進一步從能量的角度認識電場的物質性,促進能量觀念的形成
靜電力做功和電勢能的變化
1.試比較重力做功的特點及電場力做功的特點.
【答案】(1)重力做功僅與初末位置有關,與運動路徑無關.重力做正功,重力勢能減小,重力做負功,重力勢能增加,且重力做的功等于物體重力勢能的減少.
(2)電場力做功類似于重力做功.做功的多少也僅與初、末位置有關,與路徑無關.電場力所做的功等于電勢能的減少.這種結論不僅適用于勻強電場,非勻強電場同樣適用.
2.探究分析電場力做功與電勢能變化之間存在何種關系?電勢能的變化與非電場力做功是否有關?
【答案】電場力做功與重力做功有類似的特點,具體總結如下:
(1)電場力做正功,電勢能一定減;電場力做負功,電勢能一定增加.電場力做多少功,電勢能就減少多少.
(2)電勢能的變化只與電場力做功有關.與其他力做功無關.
3.在同一電場中,同樣從A點到B點,移動正電荷與移動負電荷,電荷的電勢能的變化是相反的嗎?
【答案】同一電場中,同樣從A點到B點,移動正電荷與移動負電荷時電場力的方向是相反的.因此,電場力所做的功也是正負相反的,所以電勢能的變化是相反的.
探究總結
1.電場力做功正、負的判定
(1)若電場力是恒力,當電場力方向與電荷位移方向夾角為銳角時,電場力做正功;夾角為鈍角時,電場力做負功;夾角為直角時,電場力不做功.
(2)根據電場力和瞬時速度方向的夾角判斷.此法常用于判斷曲線運動中變化電場力的做功情況.夾角是銳角時,電場力做正功;夾角是鈍角時,電場力做負功;電場力和瞬時速度方向垂直時,電場力不做功.
(3)若物體只受電場力作用,可根據動能的變化情況判斷.根據動能定理,若物體的動能增加,則電場力做正功;若物體的動能減少,則電場力做負功.
2.電勢能的性質
電勢能是由電場和電荷共同決定的,是屬于電荷和電場所共有的,我們習慣上說成電荷的電勢能
電勢能是相對的,其大小與選定的電勢能為零的參考點有關.確定電荷的電勢能,首先應確定參考點
3.判斷電勢能大小的方法
(1)做功判定法:無論是哪種電荷,只要是電場力做了正功,電荷的電勢能一定是減少的;只要是電場力做了負功(克服電場力做功),電荷的電勢能一定是增加的.
(2)電場線法:正電荷順著電場線的方向移動,電勢能一定減少,逆著電場線的方向移動,電勢能一定增加;負電荷順著電場線的方向移動,電勢能一定增加,逆著電場線的方向移動,電勢能一定減少.
(3)電性判定法:同種電荷相距越近,電勢能越大,相距越遠,電勢能越;異種電荷相距越近,電勢能越小,相距越遠,電勢能越大.
電勢能與重力勢能的比較
1.電勢能的變化是通過靜電力做功實現的,重力勢能的變化是通過重力做功實現的.
2.在同一電場中,同樣從A點到B點,移動正電荷和移動負電荷,電荷的電勢能的變化是相反的,重力勢能不存在這種相反變化.
3.靜電力做功和重力做功盡管有很多相似特點,但因地球產生的重力場只會對物體產生引力,而電場對其中的電荷既可產生引力,也可產生斥力,所以計算靜電力的功時要注意電荷的電性、移動的方向、電場強度的方向等.
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