吉林省伊通满族自治县高中物理 第一章 静电场 1.4 电势能和电势课件 新人教版选修31.ppt

1 4电势能和电势 引 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 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 结论 静电力做功与路径无关 由初末位置来决定 电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢 定义 电荷在电场中所具有的能叫做电势能 ep 标量相对性 3 电场力做正功 电荷的动能增加 电势能减少 电场力做负功 电荷的动能减少 电势能增加 电场力做的功等于电势能的减少量 相对性 通常把电荷在离场源电荷无穷远处的电势能为0 或把电荷在大地表面上的电势能规定为0 6 电荷在电场中某一点a具有的电势能ep等于将该点电荷由a点移到电势零点电场力所做的功w的 即ep w 5 电势能有正负 却是标量 正负表示该点的电势能比零点的电势能的高低 下列说法中正确的是 a 当两正点电荷相互靠近时 它们的电势能增大b 当两负点电荷相互靠近时 它们的电势能增大c 一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时 它们的电势能减小d 一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时 它们的电势能增大 abc 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 1 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 4 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 5 一带电油滴在匀强电场e中的运动轨迹如图虚线所示 电场方向竖直向下 若不计空气阻力 则此带电油滴从a运动到b的过程中 能量变化情况为 a 动能减小b 电势能增加c 动能和电势能之和减少d 重力势能和电势能之和增加 e a b c 1 定义 6 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 标量 3 相对性 一般选取无穷远或大地电势为零 1j c 1v 2 ep及q含符号 4 沿电场线 场强 方向电势越来越低 5 正电荷的电场中电势为正 负电荷的电场中电势为负 a b 7 电势是标量 在规定了零电势后 电场中各点的电势可以是正值 也可以是负值 正值表示该点电势比零高 负值表示该点电势比零低 6 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 bcd 7 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 8 如图 虚线a b c势某静电场中的三个等势面 它们的电势a最大 c最少 一带正电的粒子射入电场中 其运动轨迹如图实线klmn所示 由图可知 粒子从k到l的过程中 电场力做负功粒子从l到m的过程中 电场力做负功粒子从k到l的过程中 电势能增加粒子从l到n的过程中 动能减少 ac 9 如果把q 1 0 10 8c的电荷从无穷远处移至电场中的a点 需克服电场力做功w 1 2 10 4j 那么 q在a点的电势能和在a点的电势各是多少 q未移入电场前a点的电势是多少 10 如图所示 电场中有a b两点 则下列说法中正确的是 a 电势 a b场强ea ebb 电势 a b场强eaepb bc 2 几种常见的等势面 1 定义 电场中电势相同的各点构成的面 叫做等势面 1 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 或e 等势面 且由电势较高的等势面指向电势较低的等势面 4 等差等势面的疏密表示场强的大小 3 不同等势面在空间不相交 不相切 闭合 3 等势面的特点 11 关于等势面 正确的说法是 a 电荷在等势面上移动时不受电场力作用 所以不做功b 等势面上各点的场强大小相等c 等势面一定跟电场线垂直d 两等势面不能相交 cd 12 孤立点电荷电场中的一簇等势面如图所示中虚线所示 其电势分别为 1 2 3 a b c是某电场线与这簇等势面的交点 且ab ac 现将一负电荷由a移到b 电场力做正功w1 再由b移至c 电场力做正功w2 则 a w1 w2 1 2 3b w1 w2 1 2 3c w1 w2 1 2 3d w1 w2 1 2 3 c 13 将一个 7 0 c的电荷从无限远处移到图示电场中的a点时 电荷的电势能为 140 j 问此过程中静电力做功是多少 15 甲是等量异号电荷的电场线分布图 乙是等量同号点电荷的电场线分布图 aob是两点电荷的连线的垂直平分线 o是连线中点 1 在甲图中 把单位正试探电荷从o点沿oa移动到无限远处 静电力是否做功