高中物理3—1第一章第四节：电势和电势能课件人教版选修三.ppt

第一章静电场 第四节电势能和电势 第1课时 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 一 静电力做功的特点 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 静电力做功的特点 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 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 重力做功与路径无关 由初末位置的高度差来决定 重力做功的过程是重力势能转化动能的过程 那么电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢 做功的过程是一个能量转化的过程 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 二 电势能 电势能是电荷在电场中所具有的能量 二 电势能 1 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 例1 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 物体在b点具有的重力势能多大 mg a b 设a点的重力势能 wab epa epb 103j 重力势能为负表示的物理意义是什么 设物体在重力作用下从 运动到b重力做功 例1 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 电荷在b点具有的电势能多大 wab epa epb 103j 电势能减少 设a点的电势能 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 wab epa ep0 epa wab 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 3 电势能是相对的 与零电势能面有关 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 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5 10 6j的功 那么 a 电荷在b处时将具有5 10 6j的电势能b 电荷在b处将具有5 10 6j的动能c 电荷的电势能减少了5 10 6jd 电荷的动能增加了5 10 6j cd 将带电量为6 10 6c的负电荷从电场中的a点移到b点 克服电场力做了3 10 5j的功 再从b移到c 电场力做了1 2 10 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 8 10 5j epc 1 8 10 5j epc 1 2 10 5j epb 3 10 5j epa 3 10 5j 电势能小结 1 电场力能够对放入其中的电荷做功 所以电荷位于电场中具有能 这和能为电势能 3 电势能具有相对性 5 电场力做正功 电势能减少 电场力做负功 电势能增大 4 电势能是标量 但有正负 2 电势能由电荷和电荷在电场中的相对位置决定 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 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 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 e a b bcd 如图所示 是负点电荷产生的电场中的一条电场线 一个带正电的粒子 不计重力 从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示 则该带电粒子在a点的加速度一定在b点的加速度 带电粒子在a点的电势能一定在b点的电势能 填 大于 小于 式 等于 n b a 小于 大于 一带电