1.4 电势能-电势与电势差—粤教版高中物理选修3-1课件

零势能参考点
A+
E 设EP0 =0
l
WA0 qEl cos
θ0
EPA qEl cos
EPA El cos 该比值称为
q
A点的电势
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电势
2. 公式: EP (计算时要代入正负号)
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?
一、电场力做功的特点
把正电荷沿不
B
同路径从A点移
到B电场力做功？
A++
өF·|AB|cosθ=qE·|AM|
在匀强电场中移动电荷时，电场力做的功 与电荷经过的路径无关,只与电荷的起始位置 和终止位置有关。
WAB EPA EPB
例1. 如图,在场强 E 103 N C 的匀强电场中, 点电荷q=+1c从A移动到B,AB相距L=1m,电场
力做功为多少?电势能如何变化?
E
WAB 103 J
A
B
F
电势能减少
q+
电荷在B点具有的电势能多大？
设A点的电势能 EPA 0
电势能为负表示 的物理意义是什
WAB = EPA－EPB =103J
么？
EPB EPA WAB 0 103 J 103 J
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，等于电 场力把它从该处移动到零势能位 置所做的功。
4.电势能是相对的，与零势能面的选择有 关。
5.电势能的正负表示电势能的大小，电势能 为负表示电荷在该处的电势能比零还要小.
C、把两个异种点电荷间的距离增大一些，电荷的电 势能一定增加
D、把两个异种点电荷间的距离减小一些，电荷的电 势能一定增加
3、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
对于非匀强电场也适用
d
+q
AL
E
将+q由A移
做功的过程是一个到 场B力的对过电程荷电做
能那B量 么转 电化 场的 力过 做程 功， 的功为：
过程是什么W能电转＝化qEd qEl cos
为什么能呢？
将-q由A移到B的过程，电场
力对电荷做功为：
W电＝ qEd qEl cos
二、电势能
电荷在电场中具有势能。这种势能 叫做静电势能，简称电势能。
E
v
A
+
B
E
v
A
+
B
正电荷从A点移到B点 时,电场力做正功,电荷的 电势能减少.
正电荷从B点移到A点 时, 电场力做负功,即电荷 克服静电力做功,电荷的 电势能增加.
如果是负电荷情况相同
二、电势能
1、电势能是标量，单位：J
2、电场力对电荷做正功，电荷的电势能减 小 3、电场力对电荷做负功，电荷的电势能 增加 电场力做的功等于电势能变化量的负值
例2. 将一电量为 q 2106 c的点电荷 从电场外一点P移至电场中某点A, 电场力 做功-4×10-5J,求A点的电势.
解: 场外一点P的电势为 p 0
从P A,电场力做的功 W E PA
EPA W 4 105 J
A
EPA q
4 2
105 106
V
20V
注意:计算电势首先要规定零电势处,且 电势可以为负.
共改变了多少？ 增加了1.8×10-5J.
（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
三、电势
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
课堂训练：
1、下列说法中，正确的是： BC
A、把两个同种点电荷间的距离增大一些，电荷的电 势能一定增加
B、把两个同种点电荷间的距离减小一些，电荷的电势 能一定增加
电势
电场强度
意义
描述电场的能的性质 描述电场的力的性质
定义
EP
q
E F q
矢量/标量 大小关系
标量，单位：V
矢量，单位：V/m
两者的大小没有必然联系，电势为0，电场强度不 一定为0 ；电场强度为0 ，电势不一定为0；
电场线的疏密表示电场强度的大小，
四、怎样判断电势的高低？
1.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
2.电场线判断法
沿着电场线的方向，电势越来越低
3.做功的判断法
正电荷：
W＞0， 从高电势到低电势 W＜0， 从低电势到高电势
负电荷：
W>0, 从低电势到高电势 W<0，从高电势到低电势
五：电势和电场强度
6.电势能是电荷和电场所共有的，具有系统 性
重力势能和电势能类比
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
电场中，电场力：电荷之 间的作用力
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
重力做功，重力势能改变
电场力作功，电势能改变
电势能和电势
复习：
功是能量转化的量度
1、功的计算： W F L cos
2、重力做功的特点：
(1)与路径无关,由初末位置的高度差来决定.
(2)重力做功WG与重力势能变化的关系
重力做正功，重力势能减少
重力做负功，重力势能增加
WG EP1 EP2 EP
(3)重力势能是相对的,须选定零势能参考面
q 3. 单位: 伏特(V) 1 V = 1 J/C
4. 标量 (有正负，正负表示大小)
5. 电势具有相对性：确定电势,应先规定电 场中某处的电势为零.(通常规定离场源电荷 无限远处或大地的电势为零.) 6.沿着电场线的方向，电势越来越低
例1. 试探电荷q1放在电场中的A点,电
势能为E(规定无限远处电势能为零),A 点的电势为_____E__q_,1若把试探电荷q1 换成试探电荷q2放在电场中的A点,A 点的电势为______E__q__1_ (仍规定无限 远处电势能为零).