《电势能和电势》PPT课件.ppt

学习目标,1、通过重力做功与重力势能变化的关系理解静电力做功与电势能变化的关系。 2、通过阅读课本理解电势能、电势的概念，能根据电场线判断电势高低变化。 3、知道什么是等势面及等势面的特点。,一个试探电荷在电场中某点由静止释放,将如何运动?,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,B,M,A,F,q,W甲= F|AB|cos=qE|AM|,把正电荷沿不同路径从A点移到B电场力做功？,+,甲,乙,丙,沿甲路径电场力做功:,沿乙路径电场力做功:,沿丙路径电场力做功:,W乙= qE|AM|,W丙= qE|AM|,沿任意路径电场力做功:,W任意=qE|AM|,静电力做功与路径无关,由初末位置来决定.,做功的过程是一个能量转化的过程。,重力做功的过程是重力势能转化为动能的过程.,那么电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢？,与重力做功情况相似。,电荷在电场中也具有势能，这种势能叫电势能。,正电荷从A点移到B点时,静电力做正功,电荷的电势能减少.,正电荷从B点移到A点时,静电力做负功, 电荷的电势能增加.,电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小,电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大,电场力做的功等于电势能的减少量,如图,在场强E=103N/C的匀强电场中,点电荷q=+1c从A移动到B,AB相距L=1m,电场力做功为多少?电势能如何变化?,电势能减少,+,电荷在B点具有的电势能多大？,WAB = EPAEPB =103J,设A点的电势能,电荷在B点具有的电势能多大？,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。,WA0 = EPA - EP0,EPA = WA0,电势能为负表示电荷在该处的电势能比选取的势能零点的电势能还要小.,2、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性,1、电势能是相对的，与零电势能面有关,3、电势能是标量，,几点注意,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位置决定,EP由电荷间的相对位置决定,W重 = EP初-EP末,W电 = EP初-EP末,尽管重力做功与电场力做功很相似，但还是存在很大差异,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,存在两种电荷,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（ ） 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。,C,例2：A和B为电场中某条电场线上的点，如图：将q=410-9的正电荷从A点移到B点需克服电场力做功5 10-7J，则 电场方向由AB还是BA？ 电荷在哪点时电势能大？大多少？,A,B,1、下列说法中正确的是（ ） 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。,ABC,2、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5106J的功，那么 ( ) A电荷在B处时将具有5106J 的电势能 B电荷在B处将具有5106J 的动能 C电荷的电势能减少了5106J D电荷的动能增加了5106J,CD,3、将带电量为610-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了310-5J的功，再从B移到C，电场力做了1.210-5J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？ （2）如果规定A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少？ （3）如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？,增加了1.810-5J.,EPC=1.810-5 J,EPC=-1.210-5 J,EPB=310-5 J,EPA= -310-5 J,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，叫做这一点的电势。,2、定义式：,（EP及q含符号）,电势能,类比,重力势能,电势,高度 g,3、单位：伏特，符号为V,4、电势只有大小，没有方向，是标量,5、电势具有相对性,电势是相对于零势能参考点的，,一般选取无穷远电势为0，实际应用中常取大地电势为0,沿电场线 (场强)方向电势越来越低 即电场线指向电势降低的方向,如何比较电势的高低？,减少,减少,1、如果把q=1.010-8C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=1.210-4J.那么 q在A点的电势能和在A点的电势各是多少？ q未移入电场前A点的电势是多少 ？,2、如图所示，电场中有A、B两点，则下列说法中正确的是（ ） A、电势A B 场强EAEB B、电势A B 场强EAEpB,BC,1、定义：,电场中电势相同的各点构成的面，叫做等势面。,与等高线类比,（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）电场线跟等势面垂直，且由电势较高的等势面指向电势较低的等势面,（3）等势面密处场强大、电场线密，等势面疏处场强小、电场线疏,（4）不同等势面在空间不相交、不相切,2、等势面的特点：,点电荷的等势面,等量异号点电荷连线上和中垂面上电势的变化规律： 连线上，从正电荷到负电荷电势逐渐降低 中垂面是一个等势面，沿中垂面移动电荷时电场力不做功 若取无限处电势为零，则中垂面上各点的电势都为零，整个中垂面是零等势面,等量同种点电荷连线上和中垂面上电势的变化规律 连线上：中点处场强最小为零，电势最低 中垂面上：中点处场强为零，电势最高，从中点沿中垂面向两侧移动，场强由零先增大后减小到零，电势始终降低。 在连线上和中垂面上：关于中点对称的点 电势相等,回答下列问题: (请举例抢答) 1)场强为零的地方,电势是否一定为零? 2)电势为零的地方,场强是否一定为零? 3)场强大的地方，电势一定高？ 4)电势高的地方，场强一定大？ 5)场强大小相等的地方,电势是否一定相等? 6)等势面上的各点的场强大小是否一定相等?,一头大一头小的导体的等势面,等势面越密集的地方，电场强度越大。,匀强电场的等势面,本节我们学会了什么？,认识了电势能和电势、等势面,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,知道了电场性质另一描述,1、关于等势面，正确的说法是（ ） 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,CD,2、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1、2、3，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a移到b，电场力做正功W1；再由b移至C，电场力做正功W2,则（ ） A.W1=W2，123 B.W1=W2，123 C.W1W2，123 D.W1W2，123,C,3、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( ) A.电子的电势能始终增多 B.电子的电势能始终减少 C.电子的电势能先减少后增加 D.电子的电势能先增加后减少,C,4、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( ) 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,BCD,5：如图所示，实线是某一电场中的电场线，一带电粒子在电场中运动的径迹如图中虚线所示，若不考虑其它力，则下列判断中正确的是： A、粒子一定是从A运动到B B、粒子一定是带负电 C、粒子受力方向一定沿电场线向左 D、粒子在A点速度一定大于在B点的速度 E、粒子在B点加速度一定大于在A点加速度 F、粒子在B点的电势能一定大于在A点的电势能 G、电场线的方向一定向右,CDEF,小结：1、电场力的方向由轨迹判断 2、电场力方向、场强方向、电荷正负知二求一 3、电势高低由电场线方向判断，电势能高低由作功判断 4、电场强度、电场力、加速度大小由线疏密判断,变化1：如图所示，三条虚线表示某电场中的三个等势面，其中1=10V， 2=20V ， 3=30V。一个带电粒子只受电场力作用，按图中实线轨迹从A点运动到B点，由此可知： A、粒子带负电 B、粒子速度变大 C、粒子加速度变小 D、粒子电势能变大,ABC,小结：先根据等势线画出电场线，再用类似于上一题的方法分析,6、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( ) 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,E,a,b,C,例3：若带正电荷的小球只受电场力作用，则它在某一段时间内： A、一定沿电场线由高电势处向低电势处运动 B、一定沿电场线由低电势外向高电势处运动 C、不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动 D、不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动,D,小结 ：判断运动方向与运动轨迹要依据初速度与力（加速度）两个因素来判断,变化1：若静止释放呢？,例4、 一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图中虚线所示，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，能量变化情况为学.科网 A、 动能减小 B 、电势能增加 C 、 动能和电势能之和减小 D 、 重力势能和电势能之和增加,C,有哪几种形式的能量？各种形式的能量如何转化？各对应了什么力做功？,在只有重力和电场力作用下，动能、重力势能和电势能间相互转化，三种形式能量的总和保持不变。,变化1：一个带正电的微粒，从A点射入水平方向的匀强电场中，微粒沿直线AB运动，如图所示，则下列说法正确的是： A、电场方向水平向左 B、带电粒子在运动过程中动能和电势能的总和不变 C、带电粒子在运动过程中动能和电势能的总和增加 D、带电粒子在运动过程中动能一定减小 E、带电粒子在运动过程中电势能一定增加,小结：在既有电场力又