31第一章 电场电势能与电势.ppt

复习回顾 功是能量转化的量度 1 功的计算 2 重力做功与重力势能 1 重力做功与路径无关 由初末位置的高度差来决定 2 wg与重力势能的关系 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 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 4 电势能和电势 一 静电力做功有什么特点 w f ab cos qe am 1 将电荷q从a沿直线移至b 2 将电荷q沿折线amb从a移至b 对am w1 qe am 对mb w2 0 对全程 w w1 w2 qe am 3 将电荷q沿任意曲线从a移至b w w1 w2 w3 qe am w1 qe x1 w2 qe x2 w3 qe x3 x1 x2 x3 x1 x2 4 将电荷q沿其它曲线从a移至b 静电力做功 5 如果移动负电荷 1 4结论又如何 e 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 对于非匀强电场也适用 回顾 重力做功的特点是什么 a b c 1 在这三次情况下 重力做功关系 2 wg mgh 3 可以引进重力势 能的概念 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 二 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 如果电荷沿不同路径移动时静电力做功不一样 还能建立电势能的概念吗 为什么 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 若在电场中移动的是负电荷呢 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 即电荷克服静电力做功 电荷的电势能增加 2 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 静电力做的功等于电势能的减少量 二 电势能 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 电势能减少 若规定epa 0电荷在b点具有的电势能多大 电势能为负表示的物理意义是什么 设a点的电势能 wab epa epb 103j 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 电势能是相对的 与零电势能面有关 电势能为负表示电荷在该处的电势能比零还要小 4 电势能是电荷和电场所共有的 具有系统性 5 电势能是标量 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 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 电荷的电势能减少 负功 wf ep1 ep2 ep 增加 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 epa qelcos 讨论 2 若取b点的电势能为零 则a点的电势能为多少 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 3 点电荷的电量为2q 3q 4 分析epa q一定吗 epa q elcos 5 点电荷的电量为 q 2q 3q 则a点的电势能为多少 则a点的电势能为多少 电势能与电量的比值为多少 电荷在电场中某一点的电势能与 1v 1j c 四 电势 1 定义 它的电荷量的比值 2 公式 3 单位 伏特 v 计算时要代入正负号 例2 试探电荷q1放在电场中的a点 电势能为e 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 若现在不取无限远处电势能为零 a点的电势还是吗 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 将一电量为的点电荷从电场外一点p移至电场中某点a 电场力做功 求a点的电势 解 场外一点p的电势为 点评 计算电势首先要规定零电势处 且电势可以为负 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 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 沿着电场线方向 电势将怎样变化 3 沿电场线方向电势降低 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零电势处电势低 小结 认识了电势能和电势 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