人教版高中物理选修3-1课件电势能和电势

EPA W 4 105 J
A

EPA q


4 2
105 106
V

20V
点评:计算电势首先要规定零电势处,且
电势可以为负.
1. 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.)
2. 电势是标量,有正负,数值取决于零电 势的选取.(负电势表示该处的电势比 零电势处电势低.)
一、静电力做功的特点：
静止的试探电荷放入电场中,将如何运动?
E
+
F
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。
思考 +
E F
1、什么力做功使试探电荷的动能增 大呢?
2、什么形式的能转换为动能的呢?
一、静电力做功的特点：
试探正电荷q在电场强 度为E的匀强电场中沿 几条不同路径从A点移 动到B点,静电力对电荷 做功分别为多少?
WAB = EPA - EPB＝-EP
静电力做的功等于电势能的减少量。
二、电势能
1.因为在电场中移动电荷时静电力做功与移动 路径无关，所以电荷在电场中有电势能 (EP)
2.静电力对电荷做正功(负功), 电荷的电势能减少 (增加)
WF = EP1 - EP2 = -ΔEP 静电力做的功等于电势能的减少量.
M
q+
A x1
F
M
W2 = q E ·x2 W3 = q E ·x3
…………
x1 + x2 + x3 +…= ?
W = W1 + W2 + W3 +…= q E·|AM|
4.将电荷q从A沿其它曲线移至B，静电力做功？
B
Aө
++ q
F
E
M
由以上的推导我们可以得出什么结论?
一、静电力做功的特点
在匀强电场中移动电荷时，静电力做的 功只与电荷的起始位置和终止位置有关, 与电
L
… 则A点的电势能为多少? Aq+ ө F
M
4.分析EPA/q一定吗？ EPA / q= E L COSθ
5.点电荷的电量为-q、-2q、 -3q、… 则A点的电势能为多少?
电势能与电量的比值为多少?
四、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
2. 公式: EP (计算时要代入正负号)
A
沿直线AB
B
q
өF
A
甲
E
B
M
W=F cosƟ·|AB|=qE ·|AM|
A
沿 折 线AMB
B
E B
qө Fq
F
A
M
甲
A
M W1=qE·|AM|
M
B W2=0
所以：全过程做功W=W1+W2=q E·|AM|
A
沿 曲线ANB
B
BE
q+
B
q+ F
FE
A q+
ө
F
W1 = q E ·x1
q + x2 F
① 重力场中的物体有重力势能，电场重力势能变化，静电力做功呢？
二、电势能
1. 因为在电场中移动电荷时静电力做功 与移动路径无关，所以电荷在电场中也 具有势能，这种势能叫做电势能，用符 号Ep表示
2、教材P16 思考与讨论：
类 比 重力做功与重力势能的变化讨论:
沿着电场线方向,电势将怎样变化?
1.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.(通常取离场源电 荷无限远处或大地的电势为零.)
2. 电势是标量,有正负,数值取决于零电 势的选取.(负电势表示该处的电势比 零电势处电势低.)
3.沿电场线方向电势降低
小结:
认识了电势能和电势 知道了电场性质另一描述 学会了电势能和电势的计算 清楚了电势能和电势的相对性
作业: P22
1,2
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第一章静电场
4 电势能和电势
类比复习 1、已知恒力与位移，如何求功呢？
F
拉力F做的功W = ？
Fα
l
W = FlCOSα
如何判断力做正功还是负功？
2、怎样定量研究重力势能，得出表达式呢?
m A
hh B1
h2
mA
L
hh
1
C
h2
A h1 h
h2
hhh132
C
类比复习
3、重力做功的特点？
(1)与路径,无由关初末位置的来决高定度. 差 注意：功是能量变化的量度。重力做功只 由物体初末位置决定，说明物体的重力势 能是空间点的函数，即一个点对应一个确 定的值，定义物体的重力势能才有意义。
(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。
荷经过的路径无关。即W=q E·|AM| |AM|为初、末两点投影到电场线上的距离
推广： 这个结论适合于其它电场吗？ 可以证明，这个结论对非匀强电场也适用。
一、静电力做功的特点
小 结 静电力做功的特点：
静电力做功只与电荷的初、末位置有关, 与电荷经过的路径无关。
类比
静电力做功与重力做功有共同特点： ——所做的功与路径无关。
1. 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.)
例3. 将一电量为
q 21的06点c 电荷从电
场外一点P移至电场中某点A, 电场力做 功
,求A点4的1电0势5 J.
解: 场外一点P的电势为 p 0
从P A,电场力做的功 W E PA
①下列电荷在电场中移动时，静电力做什么功？ ②电荷的电势能如何变化？
+-
A
F
E
F
B
FE +- A F
B
若在电场中移动的是负电荷呢?
二、电势能 2.静电力做功与电势能变化的关系
静电力对电荷做正功，电荷的电势能减少 静电力对电荷做负功，电荷的电势能增加
若用WAB表示静电力做的功，用EPA、
EPB表示A、B点的电势能
3.电势能具有相对性,电荷在某点的电势能,等于静电 力把它从该点移动到零势能位置时所做的功
(通常把离场源无限远处或大地表面的电势能规定为零)
讨论:
1.若在AB两点间分别移动正、负电荷，请比较电荷电势能的变化
2.若取B点的电势能为零,则A点的电势能为多少?
EPA= q E L COSθ
BE
3.点电荷的电量为2q、 3q、
q 3. 单位: 伏特(V) 1 V = 1 J/C
例2. 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_,若把试探电荷 q1换成试探电荷q2放在电场中的A点,A点q的1 电势为
___E________ (仍规定无限远处电势能为零). q1
若现在不取无限远处电势能为零,A点 的电势还是 E q1 吗?