电势能电势与电势差ppt课件

4电势能电势和电势差,1,1、重力势能：,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.,3、重力做功WG与重力势能变化的关系,3、重力势能大小的确定：,功是能量转化的量度,重力做正功，重力势能减少重力做负功，重力势能增加,复习：,物体由于受到重力所具有的能量。,重力势能是相对的,须选定零势能参考面,4、高度与高度差的区别：,2,一、电场力做功的特点,在匀强电场中移动电荷时，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。,对于非匀强电场也适用,B,+,M,A,F,q,+,WAB=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？,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？,3,二、电势能,电荷在电场中具有势能。这种势能叫做静电势能，简称电势能。,1、电势能是标量，单位：J,4,正电荷从A点移到B点时,电场力做正功,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,电荷的电势能增加.,如果是负电荷情况相同,2、电场力做功与电荷的电势能变化关系：,电场力做的功等于电势能变化量的负值,5,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?电势能如何变化?,电荷在B点具有的电势能多大？,电势能减少,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？,+,6,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，等于电场力把它从该处移动到零势能位置所做的功。,4、电势能是相对的，与零电势能面的选取有关,注:,3.电势能的正负表示电势能的大小，电势能为负表示电荷在该处的电势能比零还要小.,5.电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性,7,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,8,1、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：,9,3、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=1.810-5J,EPC=-1.210-5J,EPB=310-5J,EPA=-310-5J,10,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EP0=0,该比值称为A点的电势,零势能参考点,11,电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值叫做电势,1V=1J/C,1.定义:,2.公式:,3.单位:伏特(V),(计算时要代入正负号),4.标量(有正负，正负表示大小),5.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.),6.沿着电场线的方向，电势越来越低,12,例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).,13,例2.将一电量为的正点电荷从电场外一点O移至电场中某点A,电场力做功-410-5J,求A点的电势.,解:,场外一点P的电势为,注意:计算电势首先要规定零电势处,且电势可以为负.,14,电势和电场强度,15,四、电势差,.定义式：,16,.单位：伏特（）,四、电势差,4.意义和特性：电势差是反映电场本身性质（电场能性质）的物理量，它是由电场本身的性质决定的。跟电场力做功、跟电荷电量多少均无关。,5.电势差是标量：无方向，但有正负。,17,6、公式的应用,说明：,此适用于任何电场。,式中AB、AB、q都有正负，计算时都要注意各量的正负。,18,电势差即电势之差，即,若选取电场中的P点为电势参考点，即规定P点的电势为零，则电场中任意一点A的电势，数值上等于把单位正电荷从A点移动到P点电场力所做的功，即,是标量国际单位：V,19,小结,一、UAB=,二、WAB=qUAB,四、A=UAO=WAO/q,三、UAB=A-BUAB=-UAB,（将WAB和q正、负号一同代入）,（两种处理方法）,1、将UAB和q正、负号一同代入；,2、将UAB和q的绝对值代入，根据力和位移（或运动）方向来判断功的正、负。,一般取绝对值,相对于零电势点的电势差,WAB,q,20,等高线,把地面上海拔高度相同的点连成的闭合曲线，并垂直投影到一个水平面上，并按比例缩绘在图纸上，就得到等高线。,在地理中怎样用平面地图展示山体的坡度变化？,21,五.等势面电场中电势相等的点构成的曲面叫做等势面。【约定】为了使等势面能够反映电场的强弱，通常使相邻等势面之间的电势差相等。,等势面的性质1.沿着等势面移动电荷时，电场力所作的功为零。2.在任何静电场中电场线与等势面是互相正交的。3.等势面愈密(即间距愈小)的区域，场强愈大。,22,23,24,25,如图所示，虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为、和，一带正电粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示。由图可知：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M的过程中，动能减少,26,如图所示，三个等差等势面上有a、b、c、d四点，若将一个正电荷由c经a移动到d电场力做正功W1，若由c经b移动到d电场力做正功W2，则：,27,随堂训练,两块带电的平行金属板相距2cm，板间有一与板面垂直的匀强电场，一电子从负极板自由释放，经1.510-8s打到对面极板上，求该电场