高二物理1.4电势能.pdf

1 1 点电荷点电荷q q在电场中由静止释放在电场中由静止释放 将如何运动将如何运动 E F q A B 2 2 能否从能量的角度解释动能的增加能否从能量的角度解释动能的增加 M 一 静电力做功有什么特点一 静电力做功有什么特点 E W F AB cos q Eq E AM AM 1 1 将电荷将电荷q q从从A A沿直线移至沿直线移至B B A B q q q q F M E A B 2 2 将电荷将电荷q q从从A A沿折线移至沿折线移至B B 对对AM W1 q E AM 对对MB W2 0 对全程对全程 W W1 W2 q E AM q q F q q F 3 3 将电荷将电荷q q从从A A沿曲线移至沿曲线移至B B M E A B q q F E A B q q F q q F q q F q q F W W1 W2 W3 q E AM W1 q E x1 W2 q E x2 W3 q E x3 M x1 x2 x3 X1 x2 4 4 将电荷将电荷q q从从A A沿其它曲线移至沿其它曲线移至B B 静电力做功 静电力做功 5 5 如果移动负电荷 如果移动负电荷 1 1 4 4结论又如何 结论又如何 M E A B q q F B M A F q q 6 6 静电力做功有什么特点 静电力做功有什么特点 在在匀强电场匀强电场中移动电荷时中移动电荷时 静电力做的功静电力做的功 与电荷经过的与电荷经过的路径无关路径无关 与电荷的与电荷的起始起始位置和位置和 终止终止位置有关位置有关 与初 末两点在与初 末两点在电场线上的距离电场线上的距离有关有关 7 7 这个结论适合于其它电场吗 这个结论适合于其它电场吗 做功的过程是一个能量转化的过程 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那么电场力做功的过程是什么能转化为什 么能呢 么能呢 h 二 回顾重力做功的特点是什么二 回顾重力做功的特点是什么 A B C mg mg mg 1 1 在这三次情况下在这三次情况下 重力做功关系 重力做功关系 2 WG m g h 3 3 可以引进重力势可以引进重力势 能的概念能的概念 三 电势能三 电势能 1 1 因为在电场中移动电荷时因为在电场中移动电荷时静电力做功静电力做功与与移动移动 路径无关路径无关 所以电荷在电场中有所以电荷在电场中有电势能电势能 E Ep p 电荷在电场中具有的与电荷位置有电荷在电场中具有的与电荷位置有 关的能 叫关的能 叫电势能电势能 电场力做功与电势能有什么关系 联系重力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 做功与重力势能的关系 讨论讨论 下列电荷在电场中移动时下列电荷在电场中移动时 静电力做什么功静电力做什么功 电荷的电势能如何变化电荷的电势能如何变化 E A B A B 若在电场中移动的是负电荷呢若在电场中移动的是负电荷呢 F F E F F 三 电势能三 电势能 1 1 电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能 叫电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能 叫电势电势 能能 2 2 静电力对电荷做静电力对电荷做正功正功 电荷的电势能电荷的电势能减少减少 负功负功 WWAB AB E EPA PA E EPBPB E EP P 增加增加 静电力做的功等于电势能的静电力做的功等于电势能的减少量减少量 例例1 如图如图 在场强在场强 的匀强电场中的匀强电场中 点电点电 C N E 3 10 E 荷荷q 1c从从A移动到移动到B AB相距相距L 1m 静电力做功为静电力做功为 多少多少 电势能如何变化电势能如何变化 若规定若规定EPB 0 则则EPA A B F q 若规定无限远处电势能为零若规定无限远处电势能为零 那么那么 JEPA 3 10 三 电势能三 电势能 1 1 因为在电场中移动电荷时因为在电场中移动电荷时静电力做功静电力做功与与移动移动 路径无关路径无关 所以电荷在电场中有所以电荷在电场中有电势能电势能 E EP P 2 2 静电力对电荷做静电力对电荷做正功正功 电荷的电势能电荷的电势能减少减少 负功负功 WWAB AB E EPA PA E EPBPB E EP P 增加增加 静电力做的功等于电势能的静电力做的功等于电势能的减少量减少量 3 3 电势能具有相对性电势能具有相对性 电荷在某点的电势能电荷在某点的电势能 等于静电等于静电 力把它从该点移动力把它从该点移动到到零势能位置零势能位置时所做的功时所做的功 通常把离场源通常把离场源无限远处无限远处或或大地表面大地表面的电势能规定为零的电势能规定为零 重力势能是物体和地球所共有的 重力势能是物体和地球所共有的 具有系统性具有系统性 4 电势能是电荷和电场所共有的 具有系统 电势能是电荷和电场所共有的 具有系统 性性 5 电势能是标量 电势能是标量 由此可见 电场力做功与重力做功 电势能由此可见 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 关系帮助理解电势能 重力势能和电势能类比重力势能和电势能类比 重力场中 重力 地球和重力场中 重力 地球和 物体之间存在的吸引力物体之间存在的吸引力 电场中 电场力 电荷之电场中 电场力 电荷之 间的作用力间的作用力 有重力就有重力势能有重力就有重力势能Ep mghEp mgh 有电场力就有相应的能 有电场力就有相应的能 叫电势能叫电势能EP EpEp由物体和地面间的相对由物体和地面间的相对 位置决定位置决定 EP由电荷间的相对位置决定由电荷间的相对位置决定 电场力做正功 电势能就减少电场力做正功 电势能就减少 电场力做负功 电势能就增加电场力做负功 电势能就增加 电场力作功 电势能改变电场力作功 电势能改变 重力做功 重力势能改变重力做功 重力势能改变 重力做正功 重力势能就减少重力做正功 重力势能就减少 重力做负功 重力势能就增加重力做负功 重力势能就增加 W W重 重 E EP1 P1 E EP2P2 W W电 电 E EPA PA E EPBPB 尽管重力做功与电场力做功很相似 但还是尽管重力做功与电场力做功很相似 但还是 存在很大差异存在很大差异 存在两种电荷存在两种电荷 正电荷顺电场线移动 正电荷顺电场线移动 电场力做正功 电势能减少电场力做正功 电势能减少 负电荷顺电场线移动 负电荷顺电场线移动 电场力做负功 电势能增加电场力做负功 电势能增加 正电荷逆电场线移动 正电荷逆电场线移动 电场力做负功 电势能增加电场力做负功 电势能增加 负电荷逆电场线移动 负电荷逆电场线移动 电场力做正功 电势能减少电场力做正功 电势能减少 例例1 右图中 右图中MN为电场中某一条电场线方为电场中某一条电场线方 向向右 在线取两点向向右 在线取两点a b 今将一电荷 今将一电荷 q 从从a移到移到b则则 A 电场力做正功 电场力做正功 q的电势能增加 的电势能增加 B 电场力做负功 电场力做负功 q的电势能增加 的电势能增加 C 电场力做正功 电场力做正功 q的电势能减少 的电势能减少 D 电场力做负功 电场力做负功 q的电势能减少 的电势