广东省河源市龙川县第一中学高中物理选修3-1第一章课件 电势能和电势

a Ｍ b F N
一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图虚 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 ( CC ) A.动能减小
B.电势能增加
C.动能和电势能之和减少 D.重力势能和电势能之和增加
a E
b
问题：把一正电荷q放在正电荷激发的电场的A点，其电 势能是正值还是负值？若在A点放入一个负电荷呢？
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第 一 课 时
第四节 电势能和电势
问题1：正电荷q在电场强度为E的匀强电场中由A运 动到M的过程中电场力做功吗？做了多少功？
A q
M
W=qE· ｜AM｜
E
F
问题2：求试探电荷＋q由A沿直线AB移动到B时电 场力做的功.
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B
E
+q
A

F
M
W F cos AB qE AM
课堂小结 三、电势： 1、物理意义： 2、定义： 3、定义式：
4、单位：
5、电势具有相对性，与零电势点的选取有关。 6、电势是标量 7、如何比较电势的高低？
如果把q=1.0×10-8C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点的电势各是多少？ ⑵ q未移入电场前A点的电势是多少 ？
三、电势：
1、物理意义：用来描述电场各点的能量的不同。 2、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。
（在数值上等于单位正电荷由该点储存的电势能）
EP 3、定义式： （计算φ时EP及q含正负号） q
4、单位： 伏特 , 1V =J/C
电势能 重力势能
EP q EP mgh
那么怎样去衡量电场的能的性质、怎样去定义“电势”呢？
• 如图所示，设想把一试探电荷+q 放在电场中某处A或B。则有： EpA>EpB
EpA q

EpB q
· B
同理可知：若试探电荷为-q，则有：
· A
EpB q
+
EpA＜EpB
EpA q
也就是说：比值EpA/q的大小与试探电荷的正负及电量q均 无关，只与电场中该点在电场中的位置有关， 故其可衡量电场的性质。
c
ba L K
M
N
第 三 课 时
四、电势差U：
即：U AB A B
W AP WBP 由于 A , B , q q W AP WBP W AB 所以U AB A B q q
3 3
下列说法中正确的是（ AC ） A、正电荷顺电场线移动，电势能减少 B、负电荷顺电场线移动，电势能减少 C、正电荷逆电场线移动，电势能增加 D、负电荷逆电场线移动，电势能增加
右图中MN为电场中某一条电场线方向向右， 在线取两点a、b 今将一电荷＋q从a移到b C 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。
BCD
a
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
b
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”）。
-5 -5
5、电势能是标量，却有正负值，电势能的正负 参与比较大小。
※ 选取同一零势面，同一电荷在A点的电势能是 5J，在B点的电势能是-10J，比较电荷在A、B 两点的电势能的大小。
6、电势能具有相对性和系统性。
不同的电荷在电场中的同一点电势能不同， 同一电荷在电场中不同点电势能也往往不同，可 见，电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性。
a
b
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、小于或“等于）。
a Ｍ b F N
如图，虚线a、b、c势某静电场中的三个等势面，它们的电 势a最大，c最少，一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹 如图实线KLMN所示，由图可知（ AC ） A. 粒子从K到L的过程中， 电场力做负功 B. 粒子从L到M的过程中， 电场力做负功 C. 粒子从K到L的过程中， 电势能增加 D. 粒子从L到N的过程中， 动能减少
移动到B,AB相距L=1m,电场力做功为多少?电势能如
何变化?
A B
E
WAB 10 J
3
q
+
F
电势能减少
电荷在B点具有的电势能多大？
电荷在B点具有的电势能多大？
设A点的电势能 EPA 0
WAB = EPA－EPB =103J
EB WBA WAB 0 10 J 10 J
电势 高度

h
5、电势具有相对性，与零电势点的选取有关。
※通常把离场源无限远处或大地表面的电势规定为零
6、电势是标量，正值表示该点电势比零高， 负值表示该点电势比零低。 7、如何比较电势的高低？ 沿电场线 (场强)方向电势越来越低
A B E
φA ＞φB
问题：在正电荷产生的电场中任意一点的电势为正值还是 负值？在负电荷产生的电场中呢？ 结论：在正电荷产生的电场中任意一点的电势都为正， 在负电荷产生的电场中任意一点的电势都为负。
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。
EP 0.5 J 如 A 25 J / c, q 0.02c 它表示1c的正电荷在A点储存的电势能为25 J。
A 5 J / c, B 2 J / c
由于1c的正电荷在A点储存电势能比B点大，所以 A B
D．电荷的动能增加了5×10－6J
a和b为电场中的两点,如果把q=-2X10-8C的负 电荷从a点移动到b点,电场力对该电荷做了4X10-7J 的正功,则该电荷的电势能( C )
A.增加了4X10-7J C.减少了4X10-7J
B.增加了2X10-7J D.减少了8X10-7J
如图所示,在等量正点电荷形成的电场中,它们连 线的中垂面ab上, 有一电子,从静止开始由a运动到b的 过程中(a、b相对O对称),下列说法正确的是( C )
课堂小结 一、静电力做功的特点: 二、电势能：
1、定义： 2、电场力做功改变电势能： 3、零电势能面的选取： 4、电荷在某点的电势能大小：
5、电势能是标量
6、电势能具有相对性和系统性。
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.
+
A
①在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能 都为正，负电荷在任一点具有的电势能都为负。 ②在负电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能 都为负，负电荷在任意一点具有的电势能都为正。
第 二 课 时
研究表明：同一试探电荷放在电场中的不同位置时，它具 有电势能的大小一般不相同，这表明电场中不同的点的 储存的能量不同。 为了描述电场各点的能量不同，我们引入一个新的物理 量——“电势”来表示它。这如我们引入场强来描述电场 各点的强弱相类似。
问题1：一个带正电试探电荷在电场中某点由静止释放, 该电荷将如何运动?
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
问题2：一个带正电的试探电荷以一定的初速度v由电场中 的A点运动到B点时，试探电荷的速度将怎样变化?
+
B
v
+
F
A
在电场力作用下电荷做减速运动,试探电荷的动能减少. 电荷的动能转换为什么能的呢
BC
B
A
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( ) BCDຫໍສະໝຸດ 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
下列说法中正确的是（ ABC ） A.当两正点电荷相互靠近时，它们的电势能增大
B.当两负点电荷相互靠近时，它们的电势能增大
C.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的 电势能减小 D.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的 电势能增大。
一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B 点时，电场力做了5×10－6J的功，那么 ( CD ) A．电荷在B处时将具有5×10－6J 的电势能 B．电荷在B处将具有5×10－6J 的动能 C．电荷的电势能减少了5×10－6J
E 4、电荷在A点的电势能大小： A WAP
※电势能与重力势能类似
重力做功改变重力势能
等于把它从A点移动到零势能P点的过程中电场力所做的功。
+
B
A
将正电荷q从电场中的A点移到零电势点p，电场力做功为WAP，此 过程中有EA-EP=WAP，即EA=WAP。
+
B
A
1、将带电量为6×10-6C的正电荷q从电场中的A点移到零电势点，电 场力做了5×10-5J的功，则q在A点的电势能为5×10-5J ；将带电 量为6×10-6C的正电荷q从电场中的B点移到零电势点，电场力做 了8×10-5J的功，则q在B点的电势能为8×10-5J。 2、将带电量为6×10-6C的负电荷q从电场中的A点移到零电势点，克 服电场力做了5×10-5J的功，则q在A点的电势能为-5×10-5J ； 将带电量为6×10-6C的负电荷q从电场中的B点移到零电势点，克