浙江省瓯海区三溪中学高二物理14《电势能和电势》课件

三、电势能
电荷在电场中具有的与电荷位置有关的 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）
1、电荷在电场中具有电势能。 物体被举高具有重力势能。
2、电场力对电荷做正功，电荷的电势 重力对物体做正功，物体的重力势 能减小 能减小 3、电场力对电荷做负功，电荷的电势能 重力对物体做负功，物体的重力 增大 势能增大
A ө q+
F
M
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
EP 2. 公式: q
(计算时要代入正负号)
1 V = 1 J/C
3. 单位: 伏特(V)
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.)
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
4、电场力做多少功，电荷电势能就变 重力做多少功，物体重力势能 W 化多少。 就变化多少。 G EP1 EP 2 EP
WAB EPA EPB EP
重力势能是相对的，与零势能面有关 5、电势能是相对的，与零电势能面有关
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
(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
三、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)
讨论:下列电荷在电场中移动时,静电力做什么功? 电荷的电势能如何变化?
E
F
+A -
F
E
F + F
A B B
若在电场中移动的是负电荷呢?
三、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.
例1. 如图,在场强 E 10 3 N C 的匀强电场中,点电
1.在这三次情况下 重力做功关系？
mg h
A
2.WG = m g h 3. 能量如何转化？
B C
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 EP 2 EP
W重 = EP1-EP2
W电 = EPA-EPB
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?
E = q E L COSθ
PA
B
L
E
3.点电荷的电量为2q、 3q、 … 则A点的电势能为多少? 4.分析EPA/q一定吗？ EPA
/
荷q=+1c从A移动到B,AB相距L=1m,静电力做功为 多少?电势能如何变化?若规定EPA=0,则EPB=?
A
q+ F
E
B
若规定无限远处电势能为零,那么:
E PB 10 J
3
?
三、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. 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)
从P A,电场力做的功 W E PA
5
EPA W 4 10 J
EPA 4 10 5 A V 20V 6 q 2 10
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.)
W1 = q E ·|AM| W2 = 0
对全程: W = W1 + W2= q E·|AM|
3.将电荷q从A沿曲线移至B:
B
E
q+ q + x2 F
q+ F
B
FE
A ө q+
F
M
q+
A
X1
F
wk.baidu.comM W3 = q E ·x3
W1 = q E ·x1
W2 = q E ·x2
………… x1 + x2 + x3 +…=?
E
q+ F
A
B
1.点电荷q在电场中由静止释放,将如何运动 ? 2.能否从能量的角度解释动能的增加?
第一课时
一、静电力做功有什么特点?
1.将电荷q从A沿直线移至B:
B
E
A ө F q+
M
W = F·|AB| cosθ = q E·|AM|
2.将电荷q从A沿折线移至B:
B
E
A ө q+
F F
M
对AM: 对MB:
9
练习. 如图所示,在同一条电场线上有A . B 6 .C 三点,将 q 6 10 c 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?做多少功?电势能变化了多少? A
A 5V
C
C 2V
B
B 0
重力势能和电势能类比
重力场中，重力：地球和 物体之间存在的吸引力
电场中，电场力：电荷之 间的作用力
有重力就有重力势能Ep= mgh 有电场力就有相应的能， 叫电势能EP Ep由物体和地面间的相对 EP由电荷间的相对位置决定 位置决定 重力做功，重力势能改变 重力做正功，重力势能就减少 重力做负功，重力势能就增加 电场力作功，电势能改变 电场力做正功，电势能就减少 电场力做负功，电势能就增加
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
例4. 把 q1 4 10 c 的试探电荷放在电场中的A点, 具有6 10 8 J 的电势能,求A点的电势. 若把 q2 2 10 10 c 的试探电荷放在电场中的A点,电 荷所具有的电势能是多少? 若把 q3 2 1012 c 的试探电荷放在电场中的A点,电 荷所具有的电势能又是多少?
例2. 试探电荷q1放在电场中的A点,电势能为E(规定
E 无限远处电势能为零),A点的电势为________,若把试探
电荷q1换成试探电荷q2放在电场中的A点,A点的电势为
q1
___________ (仍规定无限远处电势能为零). q
1
E
若现在不取无限远处电势能为零,A点 的电势还是 E q 吗?
d
+q
A
L
将+q由A移 到B的过程电 做功的过程是一个 场力对电荷做 能量转化的过程， 功为： B 那么电场力做功的 W电＝qEd qEl cos 过程是什么能转化 为什么能呢？
力对电荷做功为：
E
将-q由A移到B的过程，电场
W电＝ qEd qEl cos
二、回顾重力做功的特点是什么?
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？ 5. 如果移动负电荷，1—4结论又如何？
B
B
E
F
A+ ө F + q A ө －
q
M M
6. 静电力做功有什么特点？ 在匀强电场中移动电荷时,静电力做的功 与电荷经过的路径无关,与电荷的起始位置和 终止位置有关 与初、末两点在电场线上的距离有关 7. 这个结论适合于其它电场吗？
1
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 2 10 6 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 4 10 5 J ,求A点的电势. 解: 场外一点P的电势为 p 0
6、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统 重力势能是物体和地球所共有的， 性 具有系统性 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