电势能和电势课件 新人教版选修3-1

电场力作功，电势能改变
电场力做正功，电势能就减少 电场力做负功，电势能就增加
重力做正功，重力势能就减少 重力做负功，重力势能就增加
W重 = EP初-EP末
W电 = EP初-EP末
下列说法中正确的是（ ABC ）
A.当两正点电荷相互靠近时，它们的电势能增大
B.当两负点电荷相互靠近时，它们的电势能增大 C.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的 电势能减小 D.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的 电势能增大。
移动到B,AB相距L=1m,电场力做功为多少?电势能如
何变化?
A B
E
WAB 10 J
3q+源自F电势能减少电荷在B点具有的电势能多大？
电荷在B点具有的电势能多大？
设A点的电势能 E PA 0
WAB = EPA－EPB =103J
E PB E PA W AB 0 10 J 10 J
W A 0 E PA 1 . 2 10 E PA 1 . 2 10 A E PA q
4 4
J
J
4 8
1 . 2 10 1 . 0 10
J C
1 . 2 10 V
4
如图所示，电场中有A、B两点，则下列说法中正确的 是（ ） A、电势ψA> ψB 场强EA>EB B、电势ψA> ψB 场强EA<EB C、将+q由A点移到B点，电场力做正功 D、将-q分别放在A、B两点时具有电势能EpA>EpB E
等势面是与电场线垂直，间隔相等，相互平 行的一簇平面。
关于等势面，正确的说法是（ CD ） A．电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不 做功 B．等势面上各点的场强大小相等
C．等势面一定跟电场线垂直
D．两等势面不能相交
孤立点电荷电场中的一簇等势面如图所示中虚线所示， 其电势分别为ψ1、ψ2、ψ3，A、B、C是某电场线与 这簇等势面的交点，且ab=ac.现将一负电荷由a移到b， 电场力做正功W1；再由b移至C，电场力做正功W2,则 （ ）C A.W1=W2，ψ1＜ψ2＜ψ3 B.W1=W2，ψ1＞ψ2＞ψ3 C.W1＞W2，ψ1＞ψ2＞ψ3 D.W1＜W2，ψ1＞ψ2＞ψ3 1 2 3
+ O -
+
a
如图所示，点电荷的静电场中电场线用实线表示，但其方向 未标明，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹。 a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受到电场力作 用，根据此图可作出正确判断的是( )
BCD
A.带电粒子所带电荷的性质
B.带电粒子在a、b两点的受力方向 C.带电粒子在a、b两点的速度何处较大 D.带电粒子在a、b两点的电势能何处较大
E
B
正电荷
电场力 做功 电势能 变化 电势 变化
负电荷 负功
正功
减少
减少
增加
减少
6.沿电场线 (场强)方向电势越来越低 即电场线指向电势降低的方向
如果把q=1.0×10-8C的电荷从无穷远处移至电场中的A 点，需克服电场力做功W=1.2×10-4J.那么 ⑴ q在A点的电势能和在A点的电势各是多少？ ⑵ q未移入电场前A点的电势是多少 ？
类比地理等高线
等势面以点电荷为球心的一簇球面，越向外越稀疏。
是两簇对称曲面，两点电荷连线的中垂面是一个 等势面（电势为零），从正电荷到负电荷的连线 上电势逐渐降低。
等势面是两簇对称曲面，两电荷的连线上中点电 势最低；中垂线上中点电势最高，向两侧电势逐 渐降低，以中点对称的两点电势相等。
等势面越密集的地方， 电场强度越大。
A.增加了4X10-7J C.减少了4X10-7J
B.增加了2X10-7J D.减少了8X10-7J
如图所示,在等量正点电荷形成的电场中,它们连 线的中垂面ab上, 有一电子,从静止开始由a运动到b的 过程中(a、b相对O对称),下列说法正确的是( C )
A.电子的电势能始终增多
b
B.电子的电势能始终减少 C.电子的电势能先减少后增加 D.电子的电势能先增加后减少
沿任意路径电场力做功: W任意=qE· |AM|
静电力做功与路径无关,由初末位置来决定. 与重力做功情况相似。
做功的过程是一个能量转 化的过程。 重力做功的过程是重力 势能转化为动能的过程. 那么电场力做功的过程 是什么能转化为什么能 呢？
电荷在电场中也具有势能，这种势能叫电势能。 电势能符号：
2.电势能由电荷和电荷在电场中的相对位置决定
3.电势能具有相对性
4.电势能是标量,但有正负
5.电场力做正功,电势能减少
电场力做负功,电势能增大
W EP初 EP末 电场力
a和b为电场中的两点,如果把q=-2X10-8C的负 电荷从a点移动到b点,电场力对该电荷做了4X10-7J 的正功,则该电荷的电势能( C )
零势能 参考点
设EP0 =0
W A 0 qEl cos
A-
E
l
θ 0
E PA qEl cos
该比值称为 A点的电势
则有：
E PA q
El cos
该比值是一个与q无关，仅与 电场及A点的位置有关的量。
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，叫做这一点的电势。
2、定义式：

EP q
（EP及q含符号）
电势
电势能
E P q

h
重力势能 E P mgh
高度
3、单位：伏特，符号为V 4、电势只有大小，没有方向，是标量 5、电势具有相对性
电势是相对于零势能参考点的， 一般选取无穷远电势为0，实际应用中常取大地电势为0
如何比较电势的高低？
电荷由A点运动的B点 A
a
b
如图所示，ＭＮ是负点电荷产生的电场中的一条电场线。 一个带正电的粒子（不计重力）从a到b穿越这条电场线的轨迹如 图中虚线所示，则该带电粒子在a点的加速度一定 小于 在b点的 加速度。带电粒子在a点的电势能一定 大于 在b点的电势能。 （填“大于”、“小于”式“等于”）。
a Ｍ b F N
一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图虚 线所示,电场方向竖直向下.若不计空气阻力,则此 带电油滴从a运动到b的过程中,能量变化情况为 ( C ) A.动能减小
Ep
E
手写体：
εp
E
A
+
v
v
B A
+
B
正电荷从A点移到B 点时,静电力做正功,电荷 的电势能减少.
正电荷从B点移到A 点时,静电力做负功, 电荷 的电势能增加.
电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小 电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大
电场力做的功等于电势能的减少量
WAB EPA EPB
如图,在场强E=103N/C的匀强电场中,点电荷q=+1c从A
一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场 力做了5×10－6J的功，那么 ( CD ) A．电荷在B处时将具有5×10－6J 的电势能 B．电荷在B处将具有5×10－6J 的动能 C．电荷的电势能减少了5×10－6J D．电荷的动能增加了5×10－6J
将带电量为6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克 服电场力做了3×10-5J的功，再从B移到C，电场力做了 1.2×10-5J的功，则 （1）电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能共改变了 多少？ 增加了1.8× 10-5J.
B.电势能增加
C.动能和电势能之和减少 D.重力势能和电势能之和增加
a E
b
尽管重力做功与电场力做功很相似，但还是存在很大差异—存 在两种电荷
电荷由A点运动的B点 A 正电荷 负电荷 负功
E
B
电场力 做功
正功
电势能 变化
减少
增加
电势能的大小是与试探电荷的电性和电量q都有关， 故不能用“电势能”来描述电场的能的性质。
（2）如果规定A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电 势能分别为多少？
EPB=3× 10-5 J EPC=1.8× 10-5 J
（3）如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电 势能分别为多少？ EPA= -3× 10-5 J EPC=-1.2× 10-5 J
1.电场力能够对放入其中的电荷做功.所以电荷位于 电场中具有能.这和能为电势能
BC
B
A
1、定义：
与等高线类比
电场中电势相同的各点构成的面，叫做等势面。 2、等势面的特点：
（1）在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功 （2）电场线跟等势面垂直，且由电势较高的等势面指向电 势较低的等势面 （3）等势面密处场强大、电场线密，等势面疏处场强小、电 场线疏
（4）不同等势面在空间不相交、不相切
一个试探电荷在电场中某点由静止释放,将如何运动?
E + F
在电场力作用下电荷做加速运动,一段时间后获 得一定的速度,试探电荷的动能增加.
什么能转换为动能的呢
把正电荷沿不同路径从A点移到B电场力做功？
丙 甲
B
A
q
+
ө
F
乙
M
沿甲路径电场力做功: 沿乙路径电场力做功: 沿丙路径电场力做功:
W甲= F· |AB|cosθ=qE· |AM| W乙= qE· |AM| W丙= qE· |AM|
3 3
通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能 规定为零，或把电荷在大地表面上电势能规定为 零。
电荷在某点的电势能，等于静电力把它从 该处移动到零势能位置所做的功。
WAB = EPA - EP0 EPA = WAB
1、电势能是相对的，与零电势能面有关