新人教版高中物理选修3电势能和电势课件

三. 电势 电势：描述电场的能的性质的物理量。
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。它们在电场力F的作用下均移至无
限远处。则有：WA>WB
EpA-0>EpB-0
·B
EpA EpB
·A
q
q
E
同理可知：若试探电荷为-q，也有：
p
A
2.与电势能的情况相似,应先确定电场 中某点的电势为零.(通常取离场源电 荷无限远处或大地的电势为零.)
例3. 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4105 J ,求A点的电势.
设场外一点P的电势为 p 0
解: 从P A,电场力做的功 W E PA
能，叫电势能。
电场力做功与电势能有什么关系？（联系重力 做功与重力势能的关系）
物1、体电被荷举在高具电有场重中力具势有能电。势能。
2、重电力场对力物对体电做荷正做功正，功物，体电的荷重的力电势势 能能减减小小
3、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 增大势能增大
4重、力电做场力多做少多功少，功物，体电重荷力电势能能就变 就化变多化少。多少。WG EP1 EP2 EP
3.电势是标量,只有大小,没有方向.(负电 势表示该处的电势比零电势处电势低.)
思考
在上面关于电势能和电势 的讨论及插图中,我们一直把试 探电荷q当作正电荷处理.请把q 当做负电荷,重复以上讨论.其结 果与上面的结果是否一致?
练习. 如图所示,在同一条电场线上有A . B
.C 三点,将 q 6 10 6 c 的点电荷由A点移
例1．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则（ C ）
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 ×10-7J，则
EPA W 4 10 5 J
A
EPA q
4 2
10 10
5 6
V
20V
点评:电势的确定首先要确定零电势处, 且电势可以为负.
3.电势为负数时,负号表示方向吗?
1. 电场线指向电势降低的方向
2.与电势能的情况相似,应先确定电场 中某点的电势为零.(通常取离场源电 荷无限远处或大地的电势为零.)
EpB
+
qq
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。
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:
EP
q
3. 单位: 伏特 符号为V
1 V = 1 J/C
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能面。
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？
A
qF
M E
W=qE·｜AM｜
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
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。
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)WG与重力势能的关系.
WG EP1 EP2 EP
(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 q受力吗？多 大？
7、电势能是标量
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 关系帮助理解电势能。
尽管重力做功与电场力做功很相似，但还是 存在很大差异 —存在两种电荷
正电荷顺电场线移动， 电场力做正功，电势能减少 负电荷顺电场线移动， 电场力做负功，电势能增加 正电荷逆电场线移动， 电场力做负功，电势能增加 负电荷逆电场线移动， 电场力做正功，电势能减少
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?做多少功?电势能变化了多少?
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？
A
B
电场的力的性质我们必须用场强E来描述，那 么电场的能的性质我们又应该用什么物理量来描 述呢？能否用“电势能”呢？
电场的能的性质也是电场本身的一种属性， 它只能由场源本身所决定，而与电场中有无放入 试探电荷无关。而电势能的大小是与试探电荷的 电量q有关的（因q越大，其所受电场力就越大， 具有的做功本领大，电势能也就大），故不能用 “电势能”来描述电场的能的性质，我们引入一 个新的物理量——“电势”来表示它。
(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
电二荷、在电电场势中能具有的与电荷位置有关的
5重、力W电势势AB能能是是相相E对P对A的的，，E与与P零B零电势势能能面面E有有P 关关
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，等于静电力把它从 该处移动到零势能位置所做的功
6、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 具有系统性
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
4：计算时EP,q, 都带正负号。
1.沿着电场线方向,电势将怎样变化?
1. 电场线指向电势降ห้องสมุดไป่ตู้的方向
2.如何确定电场中某点的电势? (提示:类比于电势能的确定.)
1. 电场线指向电势降低的方向