电势能和电势.ppt

湛江市第二十中学全劭珩 1 4电势能和电势 复习回顾 1 计算电场强度有几个公式 它们有什么区别 3 电场线是如何反映电场的强弱及方向的 E 定义式 适用于任何电场 只适用于点电荷 4 电场线相交吗 电场线是运动轨迹吗 电场力做功的特点 B EA EB C EA EB D EA EB的大小关系不确定 A EA EB D 电场力做功的特点 将静止的试探电荷放入电场中 电荷在电场力的作用下做加速带动 运动一段时间后获得一定的速度 试探电荷的动能增加了 思考 什么力做功引起能量转化 什么能转化为动能 电场力做功的特点 万有引力 电场力 库仑定律与与万有引力定律极其类似 因此我们可以把电场力与重力 也是万有引力 类比 想一想 重力做功有哪些特点 电场力做功的特点 3 类比联想 电场力做功与路径有关吗 4 类比联想 电荷在电场中具有势能 电场力做功与这种势能的变化应是什么关系 1 重力做功W mghA mghB EpA EpB 2 重力做正功 重力势能减小 重力做负功 重力势能增加 电场力做功的特点 重力做功与路径无关 电荷在匀强电场中运动 电场力对它做的功与路径有关吗 W F AB cos qE AM 1 将电荷q从A沿直线移至B 电场力做功的特点 2 将电荷q从A沿折线移至B 对AM W1 qE AM 对MB W2 0 对全程 W W1 W2 qE AM 电场力做功的特点 3 将电荷q从A沿曲线移至B W W1 W2 W3 qE AM W1 qE x1 W2 qE x2 W3 qE x3 x1 x2 x3 X1 x2 电场力做功的特点 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 即 与初 末两点在电场线上的距离有关 实验证明 这个结论在非匀强电场中也成立 电势能 一个不计重力的试探电荷在电场中某点由静止释放 将如何运动 电势能 1 定义 电荷在静电场中也具有势能 这个势能叫做静电势能 简称电势能 用符号EP表示 2 电场力对电荷做正功 电荷的电势能减少 负功 WAB EP EPA EPB 增加 即 静电力做的功等于电势能变化量的相反数 3 电势能具有相对性 通常把离场源无限远处或大地表面的电势能规定为零 3 电势能是标量 正负表示大小 电势能 例1 右图中MN为电场中某一条电场线方向向右 在线取两点a b今将一电荷 q从a移到b则 A 电场力做正功 q的电势能增加 B 电场力做负功 q的电势能增加 C 电场力做正功 q的电势能减少 D 电场力做负功 q的电势能减少 C 电势能 正电荷从A点移到B点时 电场力做 电荷的电势能怎么变化 负电荷从A点移到B点时 电场力做 该电荷在点的电势能较大 负功 B 减小 正功 电势 重力势能由什么因素决定 物体质量 试探电荷的电荷量 物体所处位置高度 试探电荷在电场中的位置 高度 电势 电荷在电场中某一点的电势能EP与它的电荷量q的比值 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 理解 描述电荷在电场中的位置 电势 例3 将一电量为q 2 10 6c的点电荷从电场外一点P 零电势点 移至电场中某点A 电场力做功4 10 5J 求A点的电势 解 场外一点P的电势为 提示 计算电势首先要规定零电势处 且电势可以为负 电势 设正电荷由a运动到b 思考 如下图MN是一条电场线 比较a b两点的电势大小 电场线指向电势降低的方向 电场力做正功 电势能减小 则Epa Epb 由可得 电势 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 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 等势面 地图中常用等高线来表示地势的高低 那么 是否能用类似的方法表示电势的高低 等势面 电场中电势相等的点构成的曲面叫做等势面 等势面的性质 1 同一等势面上的点电势相等 2 沿着等势面移动电荷时 电场力所作的功为零 3 在任何静电场中电场线与等势面是互相垂直的 4 等势面越密 场强越大 等势面 几种常见电场的等势面分布 等势面 电场与重力场的类比 地球附近的引力场 存在于电荷周围的场 重力场强度g G m 方向 垂直于该点的切面向下 电场强度E F q 方向 正电荷在该点所受电场力方向 重力G mg 电场力F qE 只与始 末位置有关 与路径无关 只与始 末位置有关 与路径无关 重力势能EP mgh 与参考平面选取有关 电势能EP q 与参考平面选取有关 重力做正功 重力势能减少 转化为其他形式的能 重力做负功 重力势能增加WAB EPA EPB 电场力做正功 电势能减少 转化为其他形式的能 电场力做负功 电势能增加 WAB EA EB 高度h与参考点的选取有关 具有相对性 电势 与参考点的选取有关 具有相对性 小结 2 电势能 电场力做正功 电势能减小 电场力做负功 电势能增加 WAB EP EPA EPB 1 电场力做功与路径无关只与初 末两点在电场线上的距离有关 3 电势 4 等势面 电场线指向电势降低的方向 随堂训练 1 下列说法中正确的是 A 在场强较小处 电荷在该处的电势能也较小 B 电荷在场强为零处的电势能也为零 C 在场强相等的各点 电荷的电势能必相等 D 在选定为零电势的位置处 任何电荷的电势能必为零 D 随堂训练 2 关于电势和电势能的关系 下列各种说法中正确的是 A 某点电势高 说明该点电势能大 B 某点电势高 说明该点电场做功本领强 C 若带电粒子在电场中移动时 电势能减少 则电势一定降低 D 负电荷在电场中无初速度 只在电场力作用下运动 电势能一定减少 同时它一定是从电势低处移向电势高处 D 随堂训练 3 下列关于电势高低的判断正确的是 负电荷从A移动到B时 外力做正功 A点的电势一定较高 负电荷从A移动到B时 电势能增加 A点的电势一定较低 负电荷从A移动到B时 电势能增加 A点的电势一定较高 初速度为零的正电荷只在电场力的左右下从A移动到B A点的电势一定较高 CD 随堂训练 4 如图 某电场中的一条直线 一电子在a点由静止释放 它将沿直线向b点运动 下列说法正确的是 该电场移动是匀强电场场强Ea一定小于Eb电子具有的电势能Epa Epba点的电势一定低于b的电势 C 随堂训练 5