电势能和电势ppt课件

,电势能和电势,第一课时电场力做功、电势能及其关系,1、恒力功的计算：,2、重力做功的特点：,(1)与路径无关,由初末位置的高度差来决定.,(2)重力做功WG与重力势能变化的关系,(3)重力势能与零势能面选取有关,功是,重力做正功，重力势能减少重力做负功，重力势能增加,复习：,能量转化的量度！,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.,什么能转化为动能的呢?,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,沿甲路径直线AB电场力做功:,一、电场力做功的特点,求试探电荷q沿A-M-B移动到B时电场力做的功：,F,M,求试探电荷q沿曲线从A移动到B时电场力做的功,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|,一、电场力做功的特点,若是负电荷呢？,结论：1.电场力做的功与电荷经过的路径无关，只与电荷的初位置和末位置有关。,(对于任何电场都适用),2.匀强电场中电场力做功公式：W=+qEd,其中d指沿电场线方向的距离,将+q由A移到B的过程电场力对电荷做功为：,将-q由A移到B的过程，电场力对电荷做功为：,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？,引入：,二、电势能,电场中的电荷由于受到电场力作用而具有与位置有关的能。,正电荷从A点移到B点时,电场力做正功,电荷的动能增加，电荷的电势能减少.,正电荷从B点移到A点时,电场力做负功,即电荷克服静电力做功,电荷的动能减少，电荷的电势能增加.,如果是负电荷呢？,二、电势能,1、定义：电荷在电场中具有与其位置有关的能量叫电势能。,势，因其所在状态不同，使其某一性质的大小、强度不同,二、电势能,1、定义：电荷在电场中具有与其位置有关的能量叫电势能。,2、电场力做功与电势能变化的关系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，电荷的电势能增加,3.电场力做的功等于电势能减少量,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()A.增加了4X10-7JB.增加了2X10-7JC.减少了4X10-7JD.减少了8X10-7J,C,例1.如图,在场强的匀强电场中,点电荷q=+1c从A移动到B,AB相距L=1m,电场力做功为多少?电势能变化多少?,问：电荷在B点具有的电势能多大？,电势能减少103J,设A点的电势能,WAB=EPAEPB=103J,电势能为负表示的物理意义是什么？,+,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。,4.电势能的另一定义：电荷在某点的电势能，等于电场力把它从该处移动到零势能位置所做的功,电势能为负表示电荷在该处的电势能比零还要小.,6.电势能是标量，正负表示大小,5.电势能是相对的，与零势能面的选择有关。,7.电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性,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=EP1-EP2,W电=EPA-EPB,1、下列说法中，正确的是：A、把两个同种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加B、把两个同种点电荷间的距离减小一些，电荷的电势能一定增加C、把两个异种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加D、把两个异种点电荷间的距离减小一些，电荷的电势能一定增加,课堂训练：,2、把电量q1=510-5C的电荷从电场中的A点移到B点，电场力做功W1=10-3J，则电荷q1在A、B两点的电势能EA1与EB1之差EA1-EB1=_J；,10-3,3.有一带负电的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服电场力做功6104J从B点移到C点，电场力做功9104J，问：(1)若以A为零势能点，B、C两点的电势能各为多少？A、C间的电势能之差为多少？(2)若以B为零势能点，A、C两点的电势能各为多少？A、C间的电势能之差为多少？,解：(1)电荷从A点移到B点，克服电场力做功6104J，电势能增加6104J故B点电势能为6104J.从B点移到C点，电场力做功9104J，电势能减少9104J，故C点电势能为3104J.由于A为零势能点，故A、C间的电势能之差为3104J.(2)由(1)知，以B点为零势能点，电荷从A点移到B点，电势能增加6104J后电势能成为零，故A点电势能为6104J.从B点移到C点，电势能减少9104J，故C点电势能为9104JA、C间的电势能之差为3104J.,小结：1.电场力做功特点：电场力做的功与电荷经过的路径无关，只与电荷的起始位置和终止位置有关。,2.匀强电场中电场力做功公式：W=+qEd其中d指沿电场线方向的距离,3.电势能（1）定义（2）相对性（3）标量（4)系统性,4.电场力做功与电势能关系,5.电势能大小的判断,根据做功判断,注意：电势能变化无相对性,当堂训练：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,2.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,3.一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,4、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=1.810-5J,EPC=-1.210-5J,EPB=310-5J,EPA=-310-5J,第二课时：电势、等势面,学习目标：1.理解电势的概念，知道电势是描述电场的能的性质的物理量2.掌握电势能和电势的关系3.掌握等势面的定义及其特点,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,电势能的大小是与试探电荷的电性和电量q都有关，故不能用“电势能”来描述电场的能的性质。,该比值是一个与q无关，仅与电场及A点的位置有关的量。,三、电势,设EPO=0,该比值称为A点的电势,零势能参考点,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含符号计算时要代入正负号）,电势能,类比,重力势能,电势,高度,比值定义法,3、单位：伏特，符号为V,4、电势是标量(有正负，正负表示电势高低)负电势表示该处的电势比零电势处电势低,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,先规定电场中某处的电势为零，然后才能确定电场中其他各点的电势,6.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,重点：7.电场中两点电势高低的判断方法：(1)根据电场线确定沿电场线方向电势是逐渐降低的电场线的方向就是电势降低最快的方向(2)根据电荷电势能的变化判断如果在两点间移动正电荷时：电势能增加，则电势升高；电势能减少，则电势降低如果在两点间移动负电荷时：电势能增加，则电势降低；电势能减少，则电势升高,1.试探电荷q1放在电场中的A点,电势能为Ep(规定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_(仍规定无限远处电势能为零).,2.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？,3.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AB场强EAEBB、电势AB场强EAEpB,BC,小结：场强与电势的关系：,无必然联系,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）等差等势面越密，电场线密，场强大。等差等势面越疏电场线疏、场强小。,（4）不同等势面在空间不相交、不相切,2、等势面的特点：,3.几种典型电场的等势面：,1、点电荷电场中的等势面：以点电荷为球心的一簇球面,注意：取无穷远处为零势能面时：,（1）正点电荷周围的电势都是正值,（2）负点电荷周围的电势都是负值,电势能呢？,2、等量异种点电荷电场中的等势面：两簇对称曲面,注意（1）中垂面为一等势面,（2）若取无穷远处为零势能面，则中垂面为的电势为0,3、等量同种点电荷电场中的等势面：两簇对称曲面,5、匀强电场中的等势面：垂直于电场线的一簇平面,4、形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面,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.如图所示，虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面，它们的