人教版高中物理选修3-1《静电场》电势能和电势课件

a
B.带电粒子在a、b两点的受力方向
b
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
一、如何比较电荷电势能的大小呢？
根据电场力做功的正负判断： 电场力做正功，电势能减少； 电场力做负功，电势能增加。
二、如何判断电势的高低呢？
沿着电场线的方向，电势逐渐降低。
例4. 如图所示,在同一条电场线上有A . B
.C 三点,将 q=-6×10 -6C的点电荷由A点移动
到B点,电场力做什么功?做多少功?电势能变
化了多少?在将该电荷由B点移到C点,电场力 做什么功A?做多少功?电C势能变B化了多少?
A 5V
C 2V
B 0
1、定义：电场中电势相同的各点构成的面，叫做等势面。 2、几种常见的等势面
(对于非匀强电场也适用)
一、静电力做功的特点
与电荷的始、末位置有关，与电 荷经过的路径无关。
做功的过程是一个
能量转化的过程，
那么电场力做功的
过程是什么能转化
为什么能呢？
+
A
B
如图所示，在 一个正电荷Q形 成的电场中，将 +q从A点由静止 释放，只在电场 力的作用下，该 电荷怎么运动？ 电场力做正功还 是负功？点电荷 +q的动能怎么变？
5、重电力势势能能是是电物荷体和和电地场球所所共共有有的的，，具有系统 性 6、具电有势系能统是性标量，负值说明该点的电势能 小于零。
由此可见，电场力做功与重力做功，电势能 与重力势能都很相似，所以大家在学习电势 能过程中应该多联系重力做功与重力势能的
比较同一电荷在A、B两点的电势能的大小
+ A+
⑴电场方向由A→B还是B→A？ ⑵电荷在哪点时电势能大？大多少？ (3)如果取A B点为零势能B 点，A点的电势 能是多少？
讨论电势能与电荷的比值? 取O点的电势能为零, 则:
EPA = q E L COSθ
A+
E
L
θO
EPA ELCOS θ q
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
2. 公式: EqP（计算时各量都带正负号）
3. 单位: 伏特 符号为V 1 V = 1 J/C
4. 标量：负值表示该点电势比零低
5. 相对性：一般选地面或无穷远电势为零
6. 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。
例3. 将一电量为 q 2106 c 的点电
荷从零电4势点10P5移J 至电场中某点A, 电场
力做 功
,求A点的电势.
解:
从P A,电场力做的功 W 0E PA
EPA W 4 10 5 J
A
EPA q
4 10 5 2 10 6
V
20V
若从零电势点P移至电场中某点B, 电场力
做 功 4
,求B点的电势.
7. 沿着电场线的方向，电势逐渐降低。
电重场力力做做多多少少功功，，重电力荷势电势能能就就变变化化多多少少。。
2、电场力对电荷了多少做正（负）功，电荷的 电势能减小（增加）多少。
WAB EPA EPB
3重、力电势势能是是相相对对的的，，与与零零电势势能面面有有关关
通常规定无限远处或大地表面上电势能为零。
4、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
+B
－
－A
－B
例2．右图中MN为电场中某一条电场线方
向向右，在线取C两点a、b 今将一电荷＋q
从a移到b则（ ） 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； D.电场力做负功，＋q的电势能减少。
例2：A和B为电场中某条电场线上的 点，如图：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 ×107J，则
电势能和电势
复习回顾
功是能量转化的量度！
1、功的计算： W F L cos 2、重力做功有什么特点？
(1)与路径无关,由初末位置的高度差来决定. (2)WGW 与G重力E势P能1 的E关P系2 .
(3)重力势能是相对的,有零势能面.(人为选定)
重力势能具有系统性
一、静电力做功的特点
正电荷q在电场 强度为E的匀强 电场中由A运动 到M电场力做功 吗？做了多少功？
+
E
－
3、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）电场线总是与等势面垂直，且由电势较高的等势面指
向电势较低的等势面 （3）闭合, 不相交、不相切， （4）等差等势面密处场强大(电场线密) （5）沿电场线方向电势逐渐降低，且降低最快
（6）匀强电场中电势均匀变化。
B.W1 W2，1 2
c b
C.W1 W2，1 2 D.W1 W2，1 2
d
1 2 3
D
例7、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Ca移到b，电场力做正功
W1；再由b移至C，电场力做正功W2,则（ ）
q受力吗？多 大？
A
qF
M E
W=qE·｜AM｜
W F L cos
求试探电荷＋q沿直线AB移动到B时电场 力做的功：
B
E
+q
A
F
M
W F cos • AB qE • AM
求试探电荷＋q沿曲线由A移动到B时电场 力做的功：
B
E
+q
A
M
W qE • AM
结论： 在匀强电场中移动电荷时，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。
2 0 1 0
• 甲是等量异号电荷的电场线分布图，乙是等量同号点电荷 的电场线分布图。AOB是两点电荷的连线的垂直平分线， O是连线中点。
（1）在甲图中，把单位正试探电荷从O点沿OA移动到无限远 处，静电力是否做功？电势能是否变化？怎样变化？ （2）在乙图中，把单位正试探电荷从O点沿OA移动到无限远 处，静电力是否做功？电势能是否变化？怎样变化？
A.W1=W2，ψ1＜ψ2＜ψ3
B.W1=W2，ψ1＞ψ2＞ψ3
C.W1＞W2，ψ1＞ψ2＞ψ3
D.W1＜W2，ψ1＞ψ强电场中有a、b、c三点，位置关系如图 52-6所示，其中ab=√3 cm，bc=1cm已知电场 线与abc三点所在的平面平行,若将电量为-2×10－ ８C的点电荷从a 移到b，电场力不做功，而把该电 荷从a移到c，电场力做功为1.8×10－７J
(1)画出通过 a、b、c
(2)求该匀强电场的电场强度
答案：9×102N/C
例9、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
二、电势能
1、电荷在电场中具有的与电荷位置 有电关场的力做能功，与叫电势电能势有什能么。关系？（联系重力
做功与重力势能的关系）
物电体荷被在举电高场具中有具重有力电势势能。能。
电重场力力对对物电体荷做做正正功功，，物电体荷的的重电力势势能能减减小小 重电力场对力物对体电做荷负做功负，功物，体电的荷重的力 电势能增大
例5、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
例6、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
cA经.Wb移1 动W到2， d电场1 力 做2正功W2，则： a