物理：1.4《电势能和电势》课件(新人教版选修3-1)2.ppt

第一章 静电场 第四节 电势能和电势 电场的力的性质我们必须用场强E来描述 那么电场的能的性质我们又应该用什么物理量来描述呢 能否用 电势能 呢 电场的能的性质也是电场本身的一种属性 它只能由场源本身所决定 而与电场中有无放入试探电荷无关 而电势能的大小是与试探电荷的电量q有关的 因q越大 其所受电场力就越大 具有的做功本领大 电势能也就大 故不能用 电势能 来描述电场的能的性质 我们引入一个新的物理量 电势 来表示它 取O点的电势能为零 则 EPA 0 qELCOS 讨论电势能与电荷的比值 电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值 2 定义式 计算时EP q 都带正负号3 单位 伏特符号为V 1V 1J C 三 电势 1 定义 对电势的理解 1 电场线指向电势降低的方向 2 电势的相对性 某点电势的大小是相对于零点电势而言的 零电势的选择是任意的 一般选地面和无穷远为零势能面 3 电势的标量性 电势只有大小 没有方向 负电势表示该处的电势比零电势处电势低 4 电势的固有性 电场中某点的电势的大小是由电场本身的性质决定的 与放不放电荷及放什么电荷无关 四 等势面 地理上 等高线表示地势的高低 1 定义 在电场中常用等势面来表示电势的高低 电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面 等势面 2 等势面的特点 1 等势面一定跟电场线垂直 在同一等势面上的任意两点间移动电荷 电场力不做功 2 电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面 任意两个等势面都不会相交 3 等差等势面越密的地方电场强度越大 等势面 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 等势面 2 等量异种点电荷电场中的等势面 两簇对称曲面 等势面 3 等量同种点电荷电场中的等势面 两簇对称曲面 等势面 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 等势面 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 等势面 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 1 如图所示 a b c d为某电场中的等势面 一带正电粒子飞入电场后只在电场力作用下沿M点到N点的虚线运动 由图可知 四个等势面电势Ua Ub Uc Ud由高到低的排列顺序是 带电粒子在M N两点中 电势能较大的是 点 能力提升 2 图一表示等量异种电荷P和Q形成的电场内的一簇等势面 求 1 P Q各带何种电荷 2 把q 10 7C的正点电荷从A移到B 电场力做多少功 3 把q从B移到C电场力做多少功 4 把q从C移到A电场力做多少功 5 q从A出发经过B和C回到A的过程中电场力对电荷做的总功为多少 3 如图所示 细线一端系着一个带电量为 q 质量为m的小球 另一端固定于O