08-06-11高一物理《电势能和电势均1》

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人教版高一物理课件-电势能和电势

第一章靜電場
第四節電勢能和電勢
試探電荷靜止的放入電場中,將如何運動?
E
+
F
電荷做加速運動,一段時間後獲得一定的速度,試探電荷的動能增加.
討論：什麼能轉換為動能的呢?
將試探正電荷q在電場強度為E的勻強電場中沿幾條不同路徑從A點移動到B點,靜電力對電荷做功分別為多少?
A
沿直線
B
q
ө
A
甲
例3、關於等勢面正確的說法是（ CD）
A．電荷在等勢面上移動時不受電場力作用，所以不做功； B．等勢面上各點的場強相等； C．等勢面一定跟電場線垂直； D．兩不同等勢面在空間不能相交。
2. 公式:
EP
q
3. 單位: 伏特符號為V
1 V = 1 J/C
1.沿著電場線方向,電勢將怎樣變化?
2.如何確定電場中某點的電勢? (提示:類比於電勢能的確定.) 3.電勢為負數時,負號表示方向嗎?
1. 電場線指向電勢降低的方向
2.與電勢能的情況相似,應先確定電場中某點的電勢為零.(通常取離場源電荷無限遠處或大地的電勢為零.)
我們知道，電場中每個點的電勢一般是不相同的，但仍然有許多點的電勢是相同的。例如點電荷形成的電場中，離場源距離相等的各點電勢都是相同的（ φA=φB ），若把這些點連起來，則構成一個曲面，我們把這個面叫做“等勢面”。
·B ·A ·Q
·C
在地圖上我們常用等高線來表示地形的高低，與此相似，電場中常用“等勢面”來表示電勢的高低。
電場力做功為多少?電勢能如何變化?
W=E q L= 103 J
A
q Ep W 103 J
即電勢能減少 103 J
BE

高中物理必修课《电势能和电势、电势差》知识讲解及考点梳理

高中物理必修课《电势能和电势、电势差》知识讲解及考点梳理【学习目标】1．类比重力场理解静电力做功、电势能的变化、电势能的确定方法； 2．理解电势的定义以及电势差的意义，会比较两点电势的高低； 3．理解电势对静电场能的性质的描述和电势的叠加原理；4．明确场强和电势的区别与联系以及对应的电场线和等势面之间的区别和联系. 【要点梳理】要点一、静电力做功的特点在电场中将电荷q 从A 点移动到B 点，静电力做功与路径无关，只与A 、B 两点的位置有关. 说明：（1）静电力做功的特点不仅适用于匀强电场，而且适用于任何电场；（2）只要初、末位置确定了，移动电荷q 做的功就是W AB 就是确定值.要点二、电势能要点诠释： (1)定义电荷在电场中具有的势能叫电势能.类似于物体在重力场中具有重力势能.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就等于电势能的减少量,即AB A B W =Ep -Ep .即静电力做多少正功,电荷电势能一定减少多少；静电力做多少负功,电荷电势能一定增加多少. （3）电势能的大小 ①零势点及选取和计算重力势能一样，电势能的计算必须取参考点，也就是说，电势能的数值是相对于参考位置来说的.所谓参考位置，就是电势能为零的位置，参考位置的选取是人为的，通常取无限远处或大地为参考点. ②电势能的计算设电荷的电场中某点A 的电势能为A Ep ，移到参考点O 电场力做功为W AO ，即AOpA pO W =E －E ，规定O 为参考点时，就有AO pA W =E ，也就是说电荷在电场中某点的电势能等于将这个电荷从电场中的该点移到零势点的过程电场力所做的功. (4)电势能与重力势能的类比要点三、电势要点诠释： (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,用ϕ表示. 电势是表征电场中某点能的性质的物理量，仅与电场中某点性质有关，与电场力做功的值及试探电荷的电荷量、电性无关. （2）定义式: p E qϕ=（3）单位：电势的单位是伏特（V ），1V=1J/C（4）电势高低与电场线的关系：沿电场线方向，电势降低. 要点四、等势面要点诠释：(1)定义: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在同一等势面上各点电势相等，所以在同一等势面上移动电荷，电场力不做功； ②电场线跟等势面一定垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面； ③等势面越密，电场强度越大； ④等势面不相交，不相切.（3）几种电场的电场线及等势面 ①孤立正点电荷：②等量异种电荷：③等量同种电荷:④匀强电场:注意：①等量同种电荷连线和中线上连线上：中点电势最小中线上：由中点到无穷远电势逐渐减小，无穷远电势为零. ②等量异种电荷连线上和中线上连线上：由正电荷到负电荷电势逐渐减小. 中线上：各点电势相等且都等于零.要点五、电势差要点诠释：1．定义：电荷q 在电场中A 、B 两点间移动时，电场力所做的功W AB 跟它的电荷量q 的比值，叫做A 、B 间的电势差，也叫电压． 2.公式：ABAB W U q＝3.单位：伏(V )4．电势差与电势的关系：AB A B U ϕϕ＝－，电势差是标量，可以是正值，也可以是负值. 【典型例题】类型一、静电力做功的特点例1、如图所示，在场强为E 的匀强电场中有相距为L 的A 、B 两点，连线AB 与电场线的夹角为θ，将一电荷量为q 的正电荷从A 点移到B 点.若沿直线AB 移动该电荷，电场力做的功W 1＝__________；若沿路径ACB 移动该电荷，电场力做的功W 2＝__________；若沿曲线ADB 移动该电荷，电场力做的功W 3＝__________.由此可知，电荷在电场中移动时，电场力做功的特点是__________.【答案】qELcos θ；qELcos θ；qELcos θ；与路径无关，只与初末位置有关【解析】由功的定义式W=Fscos θ可得，电场力所做的功等于电场力与电荷在电场力方向的分位移scos θ的乘积.由图可以看出无论电荷沿哪个路径移动，电场力的方向总是水平向左的，电场力方向的分位移都是Lcos θ，所以电场力做的功都是qELcos θ，即电场力做功的特点是与路径无关，只与初末位置有关. 【总结升华】电场力做功的大小，与路径无关，只与初末位置有关，这是场力（重力、电场力）做功的一大特点. 举一反三【变式】如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正电荷为圆心的某一圆周交于B 、C 两点，质量为m ，带电量为-q 的有孔小球从杆上A 点无初速度下滑,AB=BC=h,到B . 求:（1）小球由A 到B 过程中电场力做的功；（2）AC 两点的电势差.【答案】12AB W mgh =2AC mgh U q=-【解析】因为Q 是点电荷，所以以Q 为圆心的圆面是一个等势面，这是一个重要的隐含条件.由A 到B 过程中电场力是变力，所以不能直接用W Fs =来解，只能考虑应用功能关系.（1）因为杆是光滑的，所以小球从A 到B 过程中只有两个力做功：电场力的功W AB 和重力的功mgh ，由动能定理得：212AB B w mgh mv +=代入已知条件B V =得电场力做功11322AB W m gh mgh mgh =-= （2）因为B 、C 在同一个等势面上,所以B C ϕϕ=，即AC AB U U = 由AB AB W qU = 得 2AB AC W mgh U q q==-类型二、电势高低及电势能大小的判断例2、如图所示，xOy 平面内有一匀强电场，场强为E ，方向未知，电场线跟x 轴的负方向夹角为θ，电子在坐标平面xOy 内，从原点O 以大小为v 0方向沿x 正方向的初速度射入电场，最后打在y 轴上的M 点．电子的质量为m ，电荷量为e ，重力不计．则（ )A 、O 点电势高于M 点电势B 、运动过程中电子在M 点电势能最大C 、运动过程中，电子的电势能先减少后增加D 、电场对电子先做负功，后做正功【答案】D【解析】由电子的运动轨迹知，电子受到的电场力方向斜向上，故电场方向斜向下，M 点电势高于O 点，A 错误，电子在M 点电势能最小，B 错误，运动过程中，电子先克服电场力做功，后电场力对电子做正功，故C 错误，D 正确.【总结升华】1．比较电势高低的方法(1)沿电场线方向，电势越来越低．(2)判断出AB U 的正负，再由AB A B U ϕϕ＝－，比较A B ϕϕ、的大小，若0AB U ＞，则A B ϕϕ＞，若0AB U ＜，则A B ϕϕ＜. 2．电势能大小的比较方法(1)做功判断法电场力做正功时电势能减小；电场力做负功时电势能增大．(对正、负电荷都适用). (2)依据电势高低判断正电荷在电势高处具有的电势能大，负电荷在电势低处具有的电势能大. 举一反三【变式1】关于电势与电势能的说法正确的是（） A 、电荷在电场中电势高的地方电势能大B 、在电场中的某点，电量大的电荷具有的电势能比电量小的电荷具有的电势能大C 、正电荷形成的电场中，正电荷具有的电势能比负电荷具有的电势能大D 、负电荷形成的电场中，正电荷具有的电势能比负电荷具有的电势能小【答案】CD【解析】正电荷在电势高处的电势能比电势低处的电势能大，负电荷则反之，所以A 错．当具有电势为正值时，电量大的电荷具有的电势能大于电量小的电荷具有的电势能，当电势为负值，恰好相反，所以B 错．正电荷形成的电场中，电势为正值，这样电势与正电荷的电量来积为正值，而负电荷在正电荷形成的电场中电势能为负值，因此C 正确．负电荷形成的电场中，电势为负值，因而正电荷具有的电势能为负值，负电荷具有的电势能为正值，所以D 正确．【变式2】如图所示,固定在Q 点的正点电荷的电场中有M ､N 两点,已知MQ<NQ ,下列叙述正确的是( ) A 、若把一正的点电荷从M 点沿直线移到N 点,则电场力对该电荷做功,电势能减少 B 、把一正的点电荷从M 点沿直线移到N 点,则该电荷克服电场力做功,电势能增加 C 、把一负的点电荷从M 点沿直线移到N 点,则电场力对该电荷做功,电势能减少D 、若把一负的点电荷从M 点移到N 点,再从N 点沿不同路径移回到M 点,则该电荷克服电场力做的功等于电场力对该电荷所做的功,电势能不变【答案】AD【高清课程：电势和电势能】【变式3】一个正电荷从无穷远处（电势为0）移入电场中的M 点，电场力做功8.0×10-9焦耳，若将另一个等量的负电荷从无穷远处移入同一电场中的N 点，必须克服电场力做功9.0×10-9焦耳，则M 、N 两点的电势大小的关系是( )A ．φN ＜φM ＜0B ．0＜φM ＜φNC ．φM ＜φN ＜0D ．0＜φN ＜φM 【答案】A类型三、电场力做功及电场中的功能关系例3、如图所示，竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上，上面放一质量为m 的带正电小球，小球与弹簧不连接，施加外力F 将小球向下压至某位置静止．现撤去F ，小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中，重力、电场力对小球所做的功分别为1W 和2W ，小球离开弹簧时速度为v ，不计空气阻力，则上述过程中 ( )A 、小球与弹簧组成的系统机械能守恒B 、小球的重力势能增加1W －C 、小球的机械能增加1221W mv ＋ D 、小球的电势能减少2W【答案】BD【解析】本题考查势能大小和机械能守恒．由于电场力做正功，故小球与弹簧组成的系统机械能增加，机械能不守恒，故A 选项错误；重力做功是重力势能变化的量度，由题意知重力做负功，重力势能增加，故B 选项正确；小球增加的机械能在数值上等于除重力和弹力外，外力所做的功即W 2.故C 选项错误；根据电场力做功是电势能变化的量度，电场力做正功电势能减少，电场力做负功电势能增加，故D 选项正确．【总结升华】电场中的功能关系 1．功能关系(1)若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变；(2)若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变； (3)除重力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化； (4)所有力对物体所做的功，等于物体动能的变化. 2．带电粒子在电场中做曲线运动时正负功的判断(1)粒子速度方向一定沿轨迹的切线方向，粒子受力方向一定沿电场线指向轨迹凹侧； (2)电场力与速度方向间夹角小于90°，电场力做正功；夹角大于90°，电场力做负功. 3.电场力做功的计算方法(1)由公式W Flcos θ＝计算，此公式只适用于匀强电场，可变形为W qElcos θ＝ (2)由W qU ＝来计算，此公式适用于任何形式的静电场 (3)由动能定理来计算：k W W E ∆其他力力＋＝电场 (4)由电势能的变化计算：p1p2W E E 力＝－电场举一反三【变式1】图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0.一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a 、b 点时的动能分别为26 eV 和5 eV.当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为－8 eV ，它的动能应为（） A 、8 eV B 、13 eV C 、20 eV D 、34 eV【答案】C【解析】等势面3的电势为零，则电势能也为零.由于两相邻等势面的电势差相等，又知ka kb E E ＞，则a 点的电势能可表示为2qU -（U 为相邻两等势面的电势差），b 点的电势能可表示为qU .由于总的能量守恒，则有：()ka kb E 2qU E qU +-=+ 即262qU 5qU -=+ 解得qU 7 eV = 则总能量为7 eV 5 eV 12 eV +=当电势能为8 eV -时，动能()0k E 12 eV 8 eV 2 eV =--=.【高清课程：电势和电势能】【变式2】一带电油滴在匀强电场E 中的运动轨迹如图中虚线所示，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 A ．动能减小B ．电势能增加C ．动能和电势能之和减小D ．重力势能和电势能之和增加【答案】C【高清课程：电势和电势能】【变式3】在某一电场中，沿路径abc 移动一电子时，电场力做功分别为W ab =-4eV ，W bc =+2eV ，则三点电势a b c ϕϕϕ、、大小关系为，电势最高点与最低点的电势差为 .若将该点电荷从c 点移到a点，电场力做功为 .【答案】φa >φc >φb 4V 2eV 类型四、电场线与等势面的关系例4、如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，且AB=BC ，电场中的A 、B 、C 三点的场强分别为A B C E E E 、、，电势分别为A B C ϕϕϕ、、，AB 、BC 间的电势差分别为AB BC U U 、，则下列关系中正确的有( ) A 、A B C ϕϕϕ>> B 、C B A E E E ＞＞ C 、AB BC U U ＜ D 、AB BC U U =【答案】ABC【解析】沿着电场线的方向电势降低，所以A B C ϕϕϕ>>，选项A 正确；电场线密的地方电场强度大，所以C B A E E E ＞＞，选项B 正确；沿着电场线的方向电势降低U E l ∆=∆，在l ∆相同（AB=BC ）的情况下，场强大的区间电势差也大，所以AB BC U U ＜，选项C 正确.【总结升华】等势面的特点：电场中电势相等的点所组成的面为等势面.它具有以下特点：（1）各点电势相等．（2）等势面上任意两点间的电势差为零．（3）电荷沿着等势面运动，电场力不做功．（4）处于静电平衡状态的导体是一个等势体，其面为等势面．（5）匀强电场，电势差相等的等势面间距离相等，点电荷形成的电场，电势差相等的等势面间距不相等，越向外距离越大．（6）等势面上各点的电势相等但电场强度不一定相等．（7）电场线跟等势面垂直，且由电势高的面指向电势低的面.（8）两个等势面永不相交．举一反三【变式1】某同学研究电子在匀强电场中的运动时，得到了电子由a点运动到b点的轨迹(虚线所示)，图中一组平行实线可能是电场线，也可能是等势面，则下列说法正确的是( )A、不论图中实线是电场线还是等势面，a点的电势都比b点的电势低B、不论图中实线是电场线还是等势面，a点的场强都比b点的场强小C、如果图中实线是电场线，电子在a点动能较大D、如果图中实线是等势面，电子在b点动能较小【答案】D【解析】如果实线是电场线，由运动轨迹判断，电子受水平向右的电场力，场强方向水平向左，a点的电势低于b点的电势，电子在a点动能较小；如果实线是等势面，由运动轨迹判断，电子受竖直向下的电场力，场强方向竖直向上，a点的电势高于b点的电势，电子在b点动能较小.故D项正确，其他三项都不正确.【变式2】如图所示，一电场的电场线分布关于y轴(沿竖直方向)对称，O、M、N是y轴上的三个点，且OM＝MN. P点在y轴右侧，MP⊥ON.则( )A、M点的电势比P点的电势高B、将负电荷由O点移动到P点，电场力做正功C、M、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差D、在O点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿y轴做直线运动【答案】AD【解析】本题考查由电场线的分布确定电场的任意位置场强大小、电势高低及带电粒子在电场中力与运动的关系，意在考查考生对电场线、场强、电势、电势差等基本概念的理解能力．在静电场中，沿着电场线方向，电势降低，A项正确；负电荷在电场中受力方向与电场线的切线方向相反，故由O向P运动时，电场力做负功，B项错；由电场线的疏密程度可知，OM段的任意点场强均大于MN段任意点场强，故移动同一正电荷在OM段和MN段间运动，电场力在OM段做功较多，故OM两点间电势差大于MN两点间电势差，C 项错；根据电场线关于y轴对称，故y轴上场强方向处处沿y轴正方向，故带正电粒子受力始终沿y轴正方向，故粒子做直线运动，D项正确．【高清课程：电势和电势能】【变式3】如图所示的实线为一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，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.带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可作出正确判断的是（）A ．带电粒子所带电荷的符号B ．带电粒子在a 、b 两点的受力方向C ．带电粒子在a 、b 两点的速度何处大D ．带电粒子在a 、b 两点的电势能何处大【答案】BCD类型五、电场强度与电势的关系例5、如图，P 、Q 是等量的正点电荷，O 是它们连线的中点，A 、B 是中垂线上的两点，OA ＜OB ，用E A 、E B 和A ϕ、B ϕ分别表示A 、B 两点的电场强度和电势，则（）A 、E A 一定大于EB ，A ϕ一定大于B ϕ B 、E A 不一定大于E B ，A ϕ一定大于B ϕC 、E A 一定大于E B ，A ϕ不一定大于B ϕD 、E A 不一定大于E B ，A ϕ不一定大于B ϕ【答案】B【解析】P 、Q 所在空间中各点的电场强度和电势由这两个点电荷共同决定，电场强度是矢量，P 、Q 两点电荷在O 点的合场强为零，在无限远处的合场强也为零，从O 点沿PQ 垂直平分线向远处移动，场强先增大，后减小，所以E A 不一定大于E B .电势是标量，由等量同号电荷的电场线分布图可知，从O 点向远处，电势是一直降低的，故A ϕ一定大于B ϕ，所以只有B 对.【总结升华】电场强度与电势的大小没有直接的关系，它们是从两个不同的角度描述场性质的物理量. ⑴电势是反映电场能的性质的物理量，而电场强度反映电场力的性质的物理量 ⑵电势是标量，具有相对性，而电场强度是矢量.⑶电势的正负有大小的含义，而电场强度的正负表示方向，并不表示大小.(4)电势与电场强度的大小没有必然的联系，某点的电势为零，电场强度可不为零，反之亦然. (5)电势和电场强度都是由电场本身的因素决定的，与检验电荷无关举一反三【变式1】在静电场中（）Ａ、电场处处为零的区域内，电势也一定处处为零Ｂ、电场强度处处相同的区域内，电势也一定处处相同Ｃ、电场强度的方向总是跟等势面垂直的Ｄ、沿着电场强度的方向，电势总是不断降落【答案】CD电势能和电势、电势差【学习目标】5．类比重力场理解静电力做功、电势能的变化、电势能的确定方法； 6．理解电势的定义以及电势差的意义，会比较两点电势的高低； 7．理解电势对静电场能的性质的描述和电势的叠加原理；8．明确场强和电势的区别与联系以及对应的电场线和等势面之间的区别和联系。

高一物理电势能和电势

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: q
3. 单位: 伏特符号为V
1 V = 1 J/C
4、对电势的理解

1）电势的相对性：某点电势的大小是相对于零点电势而言的。零电势的选择是任意的，一般选地面和无穷远为零势面。 2）电势的固有性：电场中某点的电势的大小是由电场本身的性质决定的，与放不放电荷及放什么电荷无关。 3）电势是标量,有正负，正负表示大小 4）计算时EP,q, 都带正负号。 5）判断电势大小的方法：顺着电场线的方向电势逐渐减小。
点评:电势的确定首先要确定零电势处, 且电势可以为负.
四、等势面
地理上，等高线表示地势的高低。
在电场中常用等势面来表示电势的高低。
1、定义：电场中电势相同的各点构成
的面叫做等势面
等势面
2、等势面的特点： 1）等势面一定跟电场线垂直，在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功； 2）电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面，任意两个等势面都不会相交； 3）等差等势面越密的地方电场强度越大
等势面
如图所示，三个等差等势面上有a、b、c、d四点，若将一个正电荷由c经a移动到d电场力做正功W1，若由c 经b移动到d电场力做正功W2，则：
A.W1 W2，1 2 B.W1 W2，1 2 C.W1 W2，1 2 D.W1 W2，1 2
c
b
D.重力势能和电势能之和增加
a E
7、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.

《电势能和电势》课件

电势差和电场的应用
4
强度有关，根据电势差的定义可以求出电场强度。
电势差可用于求电场的强度、方向和分布；电势差还可用于判断电势的大小和正负，而电势的大小反映电场的
强度。
总结
学习重点
1.电势能的定义和计算；2.电势的定义和计算；3.电势能和电势与电场的关系。
与电势能和电势相关的学科与职业介绍
电势能
1
点电荷电势能的定义与计算
由于电荷在电场内相互作用而形成的场态能，可表示为Φ = KQ/r(K为常数，Q为电量，r为距离)
2
常见电荷分布情况下电势能的计算方法
1. 板电容器的电势能；2. 点电荷分布的电势能；3. 一般电荷分布情况下的电势能。
3
电势差和电场强度的关系
电势差是由感应电场或静电场做功所产生的，在电场中电势差等于电势能变化率。
物理学，电力工程师，计算机工程师，电子工程师，机械工程师。
学习难点
常见电荷分布情况下电势和电势能的计算方法；电势差和电场的应用。
课后作业及参考答案
1. 计算一个点电荷受到的电势能；2. 计算常见电荷分布情况下的电势；3. 探究不同电场中电势能与电势的变化规律。
相关应用
1
电势能和电势与电场的关系
在电场中，电势是一种描述电荷在不
电势能表达式的应用
2
同位置具有的电场能量状态的物理量，而电势能是一种感性的能量概念，用
利用电势能公式求电荷电势能，可以
来描述电荷在电场中的能量状态。
解决电荷在电场中受力运动的问题。
3
电势能变化与电场强度的关系
电势能的变化等于做功量，与电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的
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高中物理选修课件电势能和电势

电势能与电势实验验证
电势能实验
通过测量电荷在电场中不同位置的电势能，可以验证电势能公式的正确性。实验中可以通过测量电荷在电场中的受力情况，从而得到电势能的变化情况。
电势实验
通过测量电场中不同位置的电势，可以验证电势公式的正确性。实验中可以利用电势差计等仪器测量电势差，从而得到电势的分布情况。同时，也可以通过测量电荷在电场中的移动情况来间接验证电势公式的正确性。
能量转化效率
不同的电化学过程具有不同的能量转化效率。一些过程能够高效地转化电能为化学能或其他形式的能量，而另一些过程则可能存在较大的能量损失。
XX
PART 06
总结与展望
REPORTING
课程总结
电势能概念
电势能是电荷在电场中具有的势能，与电荷的位置和电场强度有关。通过本课程的学习，学生应能熟练掌握电势能的定义、计算公式及其物理意义。
REPORTING
恒定电流通过导体时产生焦耳热与电势能变化
焦耳热产生
当恒定电流通过导体时，自由电荷在导体内部定向移动会与导体原子发生碰撞，将部分电能转化
为内能，产生焦耳热。
电势能降低
在电流通过导体的过程中，自由电荷从高电势处向低电势处移动
，电势能逐渐降低。
能量守恒
虽然电势能降低，但根据能量守恒定律，减少的电势能转化为导体的内能（焦耳热）和其他形式
电势能具有相对性
电势能的大小与所选取的零电势点有关。
电势能是标量
电势能没有方向，只有大小。
电势能可以叠加
多个点电荷在电场中某点的电势能等于各个点电荷在该点电势能的代数和。
XX
PART 02
电势基本概念
REPORTING

高三物理电势能和电势知识点

高三物理电势能和电势知识点电势能和电势是物理学中重要的概念，用于描述物体与电场之间的相互作用关系。

本文将介绍高三物理中与电势能和电势相关的知识点。

一、电势能的概念和计算公式电势能指的是电荷在电场中由于位置变化而具有的能量。

当电荷在电场中从位置A移动到位置B时，若电势能增加，则表示电场对电荷做了正功；若电势能减少，则表示电场对电荷做了负功。

电势能的计算公式为：电势能（E）= 电荷量（q） ×电势差（V）其中，电荷量的单位是库仑（C），电势差的单位是伏特（V）。

二、电势的概念和计算方法电势是描述点电荷在电场中的能量状态的物理量。

单位正电荷在某点处所具有的电势称为该点的电势。

电势的计算方法：1. 对于点电荷：电势（V）= 电荷量（q） / 距离（r）2. 对于电偶极子：电势（V）= 电偶极子电荷的大小（p） ×对电偶极子中心点到观察点的距离（r）/ (4πε₀)其中，距离的单位是米（m），电荷量和电偶极子电荷的大小的单位都是库仑（C）。

三、电势差和电场强度的关系电场强度（E）是描述电场作用效果的物理量，表示单位正电荷所受到的电场力大小。

电势差（V）则是描述电场内电势的差异。

电势差和电场强度的关系公式为：电势差（V）= 电场强度（E） ×距离（d）其中，距离的单位是米（m），电场强度的单位是牛顿/库仑（N/C）。

四、电势能和电势的关系电势能和电势之间存在着密切的关系。

根据物理学原理，电势能的变化量等于该电点电荷在电场中移动的路径上电场力的积分，即：ΔE = ∫F·ds而根据电势的定义，电势差等于单位正电荷在电场中移动的路径上的电场力的积分，即：ΔV = ∫E·ds由此可得：ΔE = q × ΔV五、电势能和电势的图像表示电势能和电势可以通过图像来表示。

1. 电势能图像：电势能图像通常是一个随着变量的变化而变化的曲线。

在绘制电势能图像时，通常将x轴表示为某一变量（如距离）的变化范围，y轴表示电势能的变化。

高一物理：第1节电势能和电势

方法凝炼 1.静电力做功与电势能的联系
3.静电力做功与电势能变化的关系
(1)WAB＝EpA－EpB。静电力做正功，电势能减小；静电力做负功，电势能增加。 (2)在同一电场中，正电荷在电势高的地方电势能大，而负电荷在电势高的地方电势能小。
知识点三电势
[观察探究] 如图所示的匀强电场，电场强度为E，取O点为零势能点，A点距O点的距离为l，AO连线与电场强度反方向的夹角为θ。 (1)电荷量分别为q和2q的正试探电荷在A点的电势能分别为多少？ (2)电势能与电荷量的比值是否相同？ (3)电势能与电荷量的比值与试探电荷的电荷量是否有关系？
1.静电力做功：在匀强电场中，静电力做功W＝qElcos θ。其中θ为_静__电__力__与__位__移__方__向_ 之间的夹角。
2.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___。
知识点二电势能
[观图助学] 一个试探电荷在匀强电场中某点由静止释放，它将如何运动？动能将如何变化？ (不计重力)是什么能转化为试探电荷的动能的呢？
(3)如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点的电势能为EpA′＝EpB′＋WAB＝0 ＋WAB＝－3×10－5 J。 C点的电势能为 EpC′＝EpB′－WBC＝0－WBC＝－1.2×10－5 J。答案 (1)增加了1.8×10－5 J (2)3×10－5 J 1.8×10－5 J (3)－3×10－5 J －1.2×10－5 J
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。

[人教版]教材高中物理《电势能和电势》PPT专家课件

一、静电力做功的特点
类比：重力做功
在电场中不论电荷经由什么路径从 A点移动到 B点，静电力所做的功都是一样的。因此，在电场中移动电荷时，静电力所做的功只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。
其他静电场也是适用的
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（1）W1 Fl cos qEl cos
B F=qE E Aθ M M
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（1）W1 Fl cos qEl cos
（2）W2 WAM WMB F AM 0 qEl cos
W qE AM
Aθ
B
M F
FE
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做一做
（3）计算把q 沿任意曲线 ANB 从 A 点移动到 B 点静电力所做的功。
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重力做功的特点
WG＝mgh1－mgh2
′
B
定义重力势能Ep＝mgh
重力做的功等于重力势能的减少量
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高中物理电势能和电势

高中物理电势能和电势电势能和电势，这俩词一听就让人觉得有点儿“高大上”，对吧？不过它们在生活中随处可见，搞得我都觉得有点亲切。

电势能简单来说就是一种储存的能量，想象一下你在爬山，越爬越高，心里想着“这回我一定能看到更美的风景！”这时候，你的能量就像是电势能，越高就越有可能释放出来。

电势能和重力势能差不多，都是跟高度有关系的。

你爬得越高，能量就越多。

接着说电势，这个词听起来像是“电的气场”，其实就是每单位电荷在某个点上能得到的电势能。

简单点儿说，电势就像是一个地方的“魅力值”，电荷在这儿待着，能得到多少“好处”。

想象一下，一个派对，越是受欢迎的地方，大家越想去，电势就是这样的“派对热度”。

电荷在不同的地方，得到的待遇可是大不相同的，电势高的地方，电荷就感觉自己像个“贵宾”。

我们再聊聊这俩东西的关系。

电势能和电势就像是一对小伙伴，分不开的。

电势能的高低跟电势有着直接关系，就像你在不同的地方爬山，能量和高度是相辅相成的。

在电场里，电势高的地方，电荷的电势能自然也就高。

换句话说，电势能就是电势的“化身”，电势就像是个“魔法师”，把电势能变得高高在上。

说到这里，可能有小伙伴会问：“这有什么用呢？”好吧，咱们再往深入一点。

想想电池，它就是把电势能储存起来的地方。

你把电池放在手机里，瞬间就像给手机打了个“强心针”，让它活过来，开始工作。

这就是电势能的妙用！就像给一辆车加油，电势能让电子流动，形成电流，驱动你的设备。

而电势就像是电池的“身份”，告诉你这电池的能力有多强。

还记得初中时候学过的静电吗？你摸了摸气球，然后头发就像被施了魔法一样竖起来。

这种现象其实就是电势的魅力。

当你在气球上摩擦，电子就转移到了气球上，让气球变得“电势满满”。

于是你就能看到那些头发“飞起来”的场面，真是热闹得很！电势在这儿就显得特别重要，因为它决定了电荷是如何移动的。

不过，电势和电势能也有它们的小烦恼。

电场中，电荷在移动时，会受到阻力，就像在水中游泳会被水流影响一样。

高一物理《电势能和电势》知识点总结

高一物理《电势能和电势》知识点总结
一、静电力做功的特点
在匀强电场中移动电荷时，静电力所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．定义：电荷在电场中具有的势能，用E p 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变化量．表达式：W AB ＝E p A －E p B .
(1)静电力做正功，电势能减少；
(2)静电力做负功，电势能增加．
3．电势能的大小：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所做的功．
4．电势能具有相对性
电势能零点的规定：通常把电荷在离场源电荷无限远处或把电荷在大地表面的电势能规定为0.
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之比．
2．公式：φ＝E p q
. 3．单位：在国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是V ，1 V ＝1 J/C.
4．电势高低的判断：沿着电场线方向电势逐渐降低．
5．电势的相对性：只有在规定了零电势点之后，才能确定电场中某点的电势，一般选大地或离场源电荷无限远处的电势为0.
6．电势是标(填“矢”或“标”)量，只有大小，没有方向．。

《电势能和电势》PPT优质课件

E PA
4 10 5
A

V 20V
6
q
2 10
课堂训练
1.如图所示，点电荷+2Q、-Q分别置于M、N两点，O点为MN
连线的中点，点a、b在MN连线上，点c、d在MN中垂线上，
它们均关于O点对称。下列说法正确的是（）
A. 电子在c、d两点的加速度相同
B. a、b两点的电势相同
电势能增减的判断方法
(1)做功判断法
无论正、负电荷，只要电场力做正功，电荷的电势能一定减小；只要
电场力做负功，电荷的电势能一定增大。
(2)电场线判断法
正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小；逆着电场线的方
向移动时，电势能逐渐增大。
负电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大；逆着电场线的方
向移动时，电势能逐渐减小。
C. 电子在c点的电势能大于d点的电势能
D. 将电子沿直线从a移到b，电子的电势能一直增大
课堂训练
解析：A．根据电场线分布的对称性可知，c、d两点的电场强度
大小相等，方向不同，则电场强度不同，由牛顿第二定律
可知，电子在c、d两点的加速度大小相等，方向不同，A不符合
题意；
B．MN间的电场线方向由M→N，根据沿电场线方向电势逐渐降
取O点的电势能为零, 则:
EPA = q E L COSθ
E PA
ELCOS θ
q
新知探究
知识点 3 电势
(1)定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比，叫电场在
这一点的电势。用符号φ表示。
(2)公式:φ＝ /q.
新知探究
知识点 3 电势
(3)单位:在国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是V,且有1 V=1

高中物理电势能与电势

高中物理电势能与电势电势能是物体由于其位置而具有的能量，是物体在电场中由于位置而具有的能量。

电势是描述电场中某一点电势能与单位正电荷之比的物理量。

电势能和电势是相互联系的，二者是密不可分的。

我们来探讨一下电势能。

电势能是物体由于其位置而具有的能量。

在电场中，电荷在电场力的作用下，从一个位置移动到另一个位置时，会发生能量的转化。

当电荷从静止位置移动到某个位置时，其具有的能量就是电势能。

电势能与电荷的电量、电场的强度以及电荷所处位置之间有直接的关系。

电势能的大小可以通过电势差来表示，即电荷在电场中从一个位置移动到另一个位置时所具有的能量变化量。

我们来讨论一下电势。

电势是描述电场中某一点电势能与单位正电荷之比的物理量。

也就是说，电势是单位正电荷在电场中所具有的电势能。

电势是标量，用V来表示，单位是伏特（V）。

在电场中，电势是随着距离的变化而变化的，通常情况下，电势随着距离的增加而减小。

电势是一个标量，它的大小只与电荷的电量、电荷之间的距离以及电场的性质有关，与电荷的正负无关。

在电场中，电势能和电势之间有着密切的联系。

电势能是电荷在电场中由于位置而具有的能量，而电势则是描述电场中某一点电势能与单位正电荷之比的物理量。

可以说，电势是电势能在单位电荷上的体现。

电势能和电势都是描述电场中能量和位置的物理量，二者是相互依存的。

电势能的大小可以通过电势差来表示，而电势差又是由电势决定的。

电势差是指单位正电荷从一个位置移动到另一个位置时所具有的能量变化量，即电势能的差异。

在实际应用中，电势和电势能有着广泛的应用。

在电路中，电势差可以用来描述电源的正负极之间的电压差，通过电势差可以实现电能的转换和传输。

在静电场中，电势能可以用来描述电荷在电场中由于位置而具有的能量，通过电势能的转化可以实现电能的储存和释放。

在电场力学中，电势能和电势被广泛应用于电场的计算和问题的求解。

通过对电势能和电势的研究和理解，可以更好地理解和应用电场的原理和规律。

高一物理电场电势能和电势_01

应对市爱护阳光实验学校高一物理电场强度电势能和电势【本讲信息】一. 教学内容：电场强度电势能和电势知识要点：1. 了解电荷周围存在电场，电荷间的相互作用是通过电场来实现的。

2. 理解电场强度的义、公式、单位和方向，掌握电场强度矢量的叠加，并进行简单计算。

3. 掌握静电力做功的特点4. 掌握根本概念——电势能、电势5. 掌握静电力做功与电势能变化的关系6. 掌握几个根本形式的电场中的电势的根本特点二. 、难点解析〔一〕电场强度1. 电场：电荷周围存在着电场，电荷之间的相互作用力是通过电场发生的，电场是客观存在的物质。

电场的根本性质是对放入其中的电荷有力的作用。

2. 电场强度〔1〕义：放入电场中某一点的电荷受到的静电力F跟它的电荷量q的比值叫做该点的电场强度，简称场强。

〔2〕义式：FE q=。

〔3〕单位：N／C或V／m。

电场强度是矢量，规电场中某点的电场强度方向跟正电荷在该点受静电力的方向相同；当然与放在该点的负电荷受静电力的方向相反。

真空中的点电荷的电场强度2kQEr=。

3. 电场的叠加：如果有几个点电荷同时存在，它们的电场就互相叠加；形成合电场，某点的场强于各个点电荷在该点产生的场强的矢量和，遵循平行四边形那么。

4. 电场线：〔1〕电场线是人们画出来的用来形象地描述电场分布的一族曲线，虽然可以模拟电场线的形状，但电场线不是真实存在的，是一种假想线。

〔2〕在静电场中，电场线起始于正电荷或无限远，终止于无限远或负电荷，不形成闭合曲线。

〔3〕电场线每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致。

〔4〕电场线密处电场强，电场线疏处电场弱。

〔5〕电场线在空间无电荷处不相交。

〔6〕点电荷与匀强电场的电场线。

5. 静电力：放入电场中的电荷一受到静电力作用，其大小为F＝E·q，正电荷所受静电力的方向与场强方向相同；负电荷所受静电力的方向与场强方向相反。

6. 匀强电场：在电场的某一区域里，如果各点场强的大小和方向都相同，这个区域的电场就叫做匀强电场，匀强电场是最简单的，同时也是很重要的电场。