《电势能和电势》PPT优秀课件

曲线运动中变化电场力的做功情况。夹角是锐角时，电场力做正
功；夹角是钝角时，电场力做负功；垂直时，电场力不做功。
(3)若物体只受电场力作用，可根据动能的变化情况判断。根
据动能定理，若物体的动能增加，则电场力做正功；若物体的动
能减少，则电场力做负功。
练习．如图所示，在水平向右的匀强电场中有一绝缘斜面，斜面上
成下列练习，并小组讨论以下问题：
（1）求出将+1C点电荷从B点移到O点电场力做功；
由 = −2 知： = −200



（2）若规定O点为零势能面，求出点电荷在B点的电势能；

由 = − 知： = −200
（3）出B点的电势，并与A点的电势对比，分析沿电场线方向
（4）电势能的大小：
在（3）的理解上我们可以认为：电荷在某点的电势能，等于
零势能位置
把它从这点移动到______________时静电力做的功。
2、电势能
（5）电势能的特性：
相对性：与零电势能面有关
系统性：电势能是相互作用的________所共有的，或者说是电荷
电荷
电荷
及对它作用的________所共有的。
无穷远处
大地表面
2、电势能
（3）电势能的变化量：电势能的变化由电场力做功体现。
正功
减少
当WAB为正值时,Ep A > Ep B，表明静电力做______，电势能_____；
负功
增加
当WAB为负值时,Ep A < Ep B ，表明静电力做_____，电势能_____。
WAB EPA EPB EP
负电荷逆电场线移动，
电场力做正功，电势能减少

不同电性的电荷在同一电场中做完全相同的运动，其
电势能的变化情况不同。
2、电势能
（6）对电势能的理解：
电势能的大小取决于零势能位置的选取；而某电荷在电场中两点的
电势能之差与零势能位置无关。
要确定电荷在电场中的电势能，应先规定电场中的零势能位置。
（可记：正点电荷的电场中，正试探电荷的电势能始终为正，负试
（ AD ）
c
A. b点的场强
C. b点的电势
B. c点的场强
D. c点的电势
b
A
O
探究一、如何判定静电力做功的正、负？
(1)若电场力是恒力，当电场力方向与电荷位移方向夹角为锐
角时，电场力做正功；夹角为钝角时，电场力做负功；夹角为直
角时，电场力不做功。
(2)根据电场力和瞬时速度方向的夹角判断。此法常用于判断
3、电势
问题：我们该衡量电场的能的性质、怎样去定义“电势”呢？
【情景1】 如图，匀强电场场强大小100N/C，OA、AB距离L均为1m，完成下
列练习，并思考以下问题： （1）分别求出将+1C、+2C、+3C点电荷从A点移到O点电场力
做功；
由 = − 知：
1 = −100、2 = −200、3 = −300
可求得W电＝－4 J，即金属块克服电场力做功4 J，金属块的电势能
增加4 J，电场力做负功，金属受到的电场力向右，金属块带正电，
故A、B、C错误；在该过程中金属块动能增加12 J，重力势能减少
24 J，因此金属块的机械能减少12 J，故D正确。
探究二、判断电势能大小的方法有哪些？
(1)做功判定法：无论是哪种电荷，只要是电场力做了正功，电
于M点电场强度,选项B错误;由Ep=qφ可知,正电荷在M点的电势能大于
在N点的电势能,选项C正确;电子从M点移到N点的过程中,受到的静电
力与移动方向相反,静电力做负功,选项D错误。
探电荷的电势能始终为负；
负点电荷的电场中，正试探电荷的电势能始终为负，负试探电荷电
势能始终为正。）
例题与练习
例1、右图中MN为电场中某一条电场线方向向右，在线取点a、
b ，今将一电荷＋q，从a移到b则（ C
）
A.电场力做正功，＋q的电势能增加；
B.电场力做负功，＋q的电势能增加；
C.电场力做正功，＋q的电势能减少；
有一带电金属块沿斜面滑下，已知在金属块滑下的过程中动能增加了12
J，金属块克服摩擦力做功8.0 J，重力做功24 J ，则以下判断正确的是
(D )
A．金属块带负电荷
B．金属块克服电场力做功8.0 J
C．金属块的电势能减少4.0 J
D．金属块的机械能减少12 J
解析：根据动能定理可得：WG＋W电＋Wf＝ΔEk，代入数据即
有电场力就有相应的能，叫电势能EP
EP由电荷间的相对位置决定
电场力作功，电势能改变
重力做正功，重力势能就减少
电场力做正功，电势能就减少
重力做负功，重力势能就增加
电场力做负功，电势能就增加
W重 = EP1-EP2
W电 = EPA-EPB
尽管重力做功与电场力做功很相似，但还是存在一定的差异
----因为电场中运动的有两种电荷（正电荷、负电荷）
⑵ q未移入电场前A点的电势是多少 ？
（1）EpA=1.2×10-4J
（2）φ=1.2×104V
φ=1.2×104V
例题与练习
例2（多选）、如图所示，电场中有A、B两点，则下列说法中正确的
（ BC ）
A、电势φA> φB
场强EA>EB
B、电势φA> φB
场强EA<EB
C、将+q由A点移到B点，电场力做正功
场力做功 × − ，求A点的电势。
解：场外一点P的电势为 =
从P→A，电场力做的功 = −
= − = − × −
× −
=
=
= −
−

×
小结：计算电势首先要规定零电
势处，电势有正负，正、负分别
表示该处的电势比零电势处电势
高或低，而不是方向，因此电势
是标量。
3、电势
4．特点
①相对性：电场中各点电势的高低，与所选取的零电势点的位置有
无限远处
关，常取离场源电荷________或大地的电势为0。
正负
②标矢性：电势是标量，只有大小，没有方向，但有________。
3、电势
【情景2】 如图，匀强电场场强大小100N/C，OA、AB距离L均为1m，完
两点,下列说法正确的是( AC)
A.M点电势一定高百度文库N点电势
B.M点电场强度一定大于N点电场强度
C.正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能
D.将电子从M点移动到N点,静电力做正功
解析:沿电场线方向电势逐渐降低,M点电势一定高于N点电势,选项A
正确;因电场线越密的区域电场强度越大,由题图可知,N点电场强度大
(1)电场线法：沿电场线方向，电势越来越低。
(2)场源电荷判断法：离场源正电荷越近的点，电势越高；
离场源负电荷越近的点，电势越低。
(3)电势能判断法：对于正电荷，电势能越大，所在位置的
电势越高；对于负电荷，电势能越小，所在位置的电势越高。
练习、(多选)如图所示,某区域电场左右对称分布,M、N为对称线上的
由ൗ 知三个电荷在该处电势能与电荷的比值均是-100V
3、电势
1．定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的_______的比值
电荷量
Ep
q
2．公式：φ＝______。
伏特
3．单位：国际单位制中，电势的单位是________，符号是V。
1V＝1 J/C。
将一电量为 = × − 的点电荷从电场外一点P移至电场中某点A， 电
荷的电势能一定是减少的；只要是电场力做了负功(克服电场力做
功)，电荷的电势能一定是增加的。
(2)电场线法：正电荷顺着电场线的方向移动，电势能一定减少，
逆着电场线的方向移动，电势能一定增加；负电荷顺着电场线的方
向移动，电势能一定增加，逆着电场线的方向移动，电势能一定减
少。
探究三、电势高低的判断方法有哪些？
D.电场力做负功，＋q的电势能减少。
若q为负点电
荷呢？
例题与练习
例2、A和B为电场中某条电场线上的点，c将q=4×10-9的正电
荷从A点移到B点需克服电场力做功5×10-7J，则：
⑴电场方向由A→B还是B→A？
B
A
⑵电荷在哪点时电势能大？大多少？
（1）B指向A
（2）B点大，大5×10-7J
例题与练习
有
由于移动电荷时静电力做的功与移动的路径无关，电荷在电场中具
这种能叫做电势能，用EP表示。
电场
（1）概念：电荷在________中具有的势能。用E
p表示。
（2）零势能点（面）：电场中规定的电势能为______的位置，通常
0
把离场源电荷____________或____________的电势能规定为0。
丁
B
丙
微元法
甲
A+
q
ө
F
沿乙路径电场力做功:W乙= qE·|AM|
乙
M
沿丙路径电场力做功:W丙= qE·|AM|
沿任意路径电场力做功: W任意=qE·|AM|
在电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的起始
位置和终止位置有关，但与电荷经过的路径无关。
对于非匀强电场也适用
1、静电力做功
一、静电力做功的特点
电场的力的性质我们用场强E来描述。
那么电场中的能的性质我们又应该用什么物理量来描述呢？
电场的能的性质也是电场本身的一种属性，它只能由场源本身
所决定，而与电场中有无放入试探电荷无关。我们不能用“电
势能”来描述电场的能的性质，我们引入一个新的物理量——
“电势”来表示。
电势：描述电场的能的性质的物理量。
1．特点：在匀强电场中移动电荷时 ，静电力所做的功与电荷的
无关
起始位置
____________和____________有关，与电荷经过的路径________。
终止位置
qE·l
2．匀强电场中静电力做功的大小：W＝____________
，其中l为电
沿电场线
荷____________移动的位移。
2、电势能
（2）若规定O点为零势能面，分别求出三个点电荷在A点的电
势能；




该比值是一个与q无关，仅
与电场及A点的位置有关的
量。
由 = − 知：
1 = −100、2 = −200、3 = −300
（3）算出每个点电荷在A点的电势能与其电荷量的比值，并归
纳有什么规律？
E
E
v
A
+
v
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.
A
+
B
正电荷从B点移到A点时,静电
力做负功,即电荷克服静电力
做功,电荷的电势能增加.
类比猜想
正电荷顺电场线移动，
电场力做正功，电势能减少
负电荷顺电场线移动，
电场力做负功，电势能增加

正电荷逆电场线移动，
电场力做负功，电势能增加
电势如何变化？
由 = ൗ 知B点的电势为-200V，而A电势为-100V。
3、电势
5．变化情况
沿着电场线方向电势逐渐降低
电势降低最快的方向为电场线方向
例题与练习
例1、如果把q=1.0×10-8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点的电势分别是多少？
例3、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
N
例题与练习
例4（多选）、如图所示，点电荷的静电场中电场线用实线表示，但其方向
电势能和电势
- .
一个试探匀强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
从能量转化的角度思考：
物体动能增加了，意味着有另外一种形式的能量减少了。
把正电荷沿不同路径从A点移到B电场力做功？
1、静电力做功
沿甲路径电场力做功:W甲= F·|AB|cosθ=qE·|AM|
D、将-q分别放在A、B两点时具有电势能EpA>EpB
E
B
A
例题与练习
例3（多选）、如图所示,水平固定的小圆盘A,带电量为Q,电势为零,从
圆盘外O静止释放一质量为m,带电量为+q的小球,由于电场力的作用,小
球竖直上升的高度可达盘中心竖直线上的c点,Oc=h,又知道过竖直线上
的b点时,小球速度最大,则在Q所形成的电场中,可确定的物理量是
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
a
b
思考:
标量：只有大小，没有方向。
（电势能有正负，正负表大小）
2、电势能
电场力做正功，电势能减少；
电场力做负功，电势能增加。
与重力做功跟重力势能变化关系相类比
类比猜想
重力场中，重力：地球和物体之间
存在的吸引力
有重力就有重力势能Ep= mgh
Ep由物体和地面间的相对位置决定
重力做功，重力势能改变
电场中，电场力：电荷之间的作用力