电势能和电势公开课PPT学习教案

1、会计学1电势能和电势公开课电势能和电势公开课cosWF L 1 1、功的计算：、功的计算：2 2、重力的特点：、重力的特点：(1)(1)与路径无关与路径无关, ,由初末位置的高度差来决定由初末位置的高度差来决定. .(2)(2)重力做功重力做功W WG G与重力势能变化的关系与重力势能变化的关系12GPPPWEEE (3)(3)重力势能是相对的重力势能是相对的, ,须选定零势能参考面须选定零势能参考面功是能量转化的量度！功是能量转化的量度！重力做重力做正功正功，重力势能，重力势能减少减少重力做重力做负功负功，重力势能，重力势能增加增加复习：复习：第1页/共36页 一个试探电荷在电场中某点由静止

2、一个试探电荷在电场中某点由静止释放释放, ,将如何运动将如何运动? ?E 在电场力作用下电荷做加速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一段时间后获得一定的速度速度, ,试探电试探电荷的荷的动能动能增加增加. .+F什么能转换为动能的呢什么能转换为动能的呢? ?第2页/共36页 在匀强电场中移动电荷时，静电力做的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功与电荷经过的路径无关, ,只与电荷的起始只与电荷的起始位置和终止位置有关。位置和终止位置有关。对于非匀强电场也适用对于非匀强电场也适用B+MAFq q+ WAB = F|AB|cos=qE|AM| 把正电荷沿

3、不把正电荷沿不同路径从同路径从A A点移点移到到B B电场力做功电场力做功？第3页/共36页 将将+q由由A移移到到B的过程电的过程电场力对电荷做场力对电荷做功为：功为：将将-q由由A移到移到B的过程，电场的过程，电场力对电荷做功为：力对电荷做功为：dAB+qELcosWqEdqEl电cosWqEdqEl 电做功的过程是一做功的过程是一个个能量转化的过程能量转化的过程，那么电场力做功那么电场力做功的的过程是什么能转过程是什么能转化化为什么能呢？为什么能呢？第4页/共36页二、电势能二、电势能 电场中的电荷由于电场中的电荷由于受到电场力作用而具受到电场力作用而具有的势能。有的势能。第5页/共36

4、页 正电荷从正电荷从A A点移到点移到B B点时点时, ,静电力做正功静电力做正功, ,电荷电荷的电势能减少的电势能减少. . 正电荷从正电荷从B B点移到点移到A A点时点时, ,静电力做负功静电力做负功, ,即电即电荷克服静电力做功荷克服静电力做功, ,电荷电荷的电势能增加的电势能增加. .ABE+vABE+v如果是负电荷情况相同如果是负电荷情况相同第6页/共36页PBPAABEEW1 1、电荷在电场中具有与其位置有关的能量、电荷在电场中具有与其位置有关的能量叫电势能。叫电势能。2 2、电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小、电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小3、电场力对电荷做负功，电荷的

5、电势能增加、电场力对电荷做负功，电荷的电势能增加电场力做的功等于电势能变化量的负值电场力做的功等于电势能变化量的负值第7页/共36页 例例1. 1. 如图如图, ,在场强在场强 的匀强电场中的匀强电场中, ,点电荷点电荷q=+1cq=+1c从从A A移动到移动到B,ABB,AB相距相距L=1m,L=1m,电场力做功为电场力做功为多少多少? ?电势能如何变化电势能如何变化? ?CNE310电荷在电荷在B B点具有的电势能多大？点具有的电势能多大？电势能减少电势能减少JWAB310EqFAB设设A A点的电势能点的电势能0PAEWAB = EPAEPB =103JJJWEEABPAPB331010

6、0电势能为负表电势能为负表示的物理意义示的物理意义是什么？是什么？+第8页/共36页 通常把电荷在离场源电荷无限远处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。表面上电势能规定为零。 电荷在某点的电势能，等于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静电力把它从该处移动到零势能位置所做的功位置所做的功第9页/共36页2 2、通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定、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。为零，或把电荷在大地表面上电势能规定为零。1 1、 电荷在某点的

7、电势能，等于静电力把它从该处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移动到零势能位置所做的功3 3、电势能是、电势能是相对相对的，与零电势能面有关的，与零电势能面有关 电势能为电势能为负负表示电荷在该处的电势能比零还要表示电荷在该处的电势能比零还要小小4 4、电势能是电荷和电场所共有的，具有、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性系统性5 5、电势能是、电势能是标量标量第10页/共36页重力势能和电势能类比重力势能和电势能类比 重力场中，重力：地球和重力场中，重力：地球和物体之间存在的吸引力物体之间存在的吸引力电场中，电场力：电荷之电场中，电场力：电荷之间的作用力间的作

8、用力有重力就有重力势能有重力就有重力势能Ep= mgh有电场力就有相应的能，有电场力就有相应的能，叫电势能叫电势能EPEp由物体和地面间的相对由物体和地面间的相对位置决定位置决定EP由电荷间的相对位置决定由电荷间的相对位置决定电场力做正功，电势能就减少电场力做正功，电势能就减少电场力做负功，电势能就增加电场力做负功，电势能就增加电场力作功，电势能改变电场力作功，电势能改变重力做功，重力势能改变重力做功，重力势能改变重力做正功，重力势能就减少重力做正功，重力势能就减少重力做负功，重力势能就增加重力做负功，重力势能就增加WW重重 = E= EP1P1-E-EP2P2WW电电 = E= EPAPA-

9、E-EPBPB第11页/共36页1、下列说法中，正确的是：、下列说法中，正确的是：A、把两个同种点电荷间的距离增大一些，电荷的电、把两个同种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加势能一定增加B、把两个同种点电荷间的距离减小一些，电荷的电、把两个同种点电荷间的距离减小一些，电荷的电势能一定增加势能一定增加C、把两个异种点电荷间的距离增大一些，电荷的电、把两个异种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加势能一定增加D、把两个异种点电荷间的距离减小一些，电荷的电、把两个异种点电荷间的距离减小一些，电荷的电势能一定增加势能一定增加BC课堂训练：课堂训练：第12页/共36页2、把电量、把电量q

10、1=510-5C的电荷从电场中的的电荷从电场中的A点移到点移到B点点，电场力做功，电场力做功W1=10-3J，则电荷，则电荷q1在在A、B两点的电势两点的电势能能EA1与与EB1之差之差EA1-EB1=_J；若把若把q2=-110-4C的电荷从的电荷从A点移到点移到B点，电场力做功点，电场力做功W2=_J，电荷，电荷q2从从A到到B电势能的变化量为多少电势能的变化量为多少？第13页/共36页增加了增加了1.81.81010-5-5J J. E EPCPC=1.8=1.81010-5-5 J J E EPCPC=-1.2=-1.21010-5-5 J JE EPBPB=3=31010-5-5 J

11、 J E EPAPA= -3= -31010-5-5 J J 第14页/共36页电荷电场中在某一点的电势能与电荷电场中在某一点的电势能与它的电荷量的比值它的电荷量的比值qEP1 V = 1 J/C三、电势三、电势1. 1. 定义定义: :2. 2. 公式公式: :3. 3. 单位单位: : 伏特伏特(V)(V) ( (计算时要计算时要代入正负号代入正负号) )4. 标量标量 ( (有正负有正负) )5. 5. 电势具有电势具有相对性相对性：确定电势确定电势, ,应先规定电应先规定电场中某处的电势为零场中某处的电势为零.( .(通常规定离场源电荷通常规定离场源电荷无限远处无限远处或或大地大地的电

12、势为零的电势为零.) .)第15页/共36页三、电势三、电势第16页/共36页三、电势三、电势第17页/共36页 例例1. 1. 试探电荷试探电荷q q1 1放在电场中的放在电场中的A A点点, ,电电势能为势能为E(E(规定无限远处电势能为零规定无限远处电势能为零),A),A点的电势为点的电势为_,_,若把试探电荷若把试探电荷q q1 1换成试探电荷换成试探电荷q q2 2放在电场中的放在电场中的A A点点,A,A点的电势为点的电势为_ (_ (仍规定无限仍规定无限远处电势能为零远处电势能为零). ).1qE1qE第18页/共36页 例例2. 2. 将一电量为将一电量为 的点电荷从电场外一的

13、点电荷从电场外一点点P P移至电场中某点移至电场中某点A, A, 电场力做功电场力做功 , ,求求A A点的电势点的电势. .cq6102J5104解解: : 场外一点场外一点P P的电势为的电势为0pJWEPA5104VVqEPAA2010210465从从P A,P A,电场力做的功电场力做的功 PAEW 注意注意: :计算电势首先要规定计算电势首先要规定零电势处零电势处, ,且且电势可以为电势可以为负负. .第19页/共36页qEPqWAB三、电势三、电势第20页/共36页大。负电荷顺着电场线方向移动时，电势能逐渐增大；逆着电场线方向移动时，电势能逐渐减小。第21页/共36页四、等势面：四

14、、等势面：电场中电势相同的各点构成的面电场中电势相同的各点构成的面。（1 1）在同一等势面上移动电荷，电场力不）在同一等势面上移动电荷，电场力不做功；做功；（2 2）等势面与电场线处处垂直；）等势面与电场线处处垂直；（3 3）等势面间的疏密程度表示了场强的大）等势面间的疏密程度表示了场强的大小；等势面的法线表示了电场的方向，电小；等势面的法线表示了电场的方向，电场线的方向是由高等势面指向低等势面。场线的方向是由高等势面指向低等势面。（4 4）匀强电场的等势面是一组相互平行的）匀强电场的等势面是一组相互平行的疏密均匀的平面；疏密均匀的平面； 第22页/共36页任意两个等势面不相交。四、等势四、等

15、势面面第23页/共36页第24页/共36页第25页/共36页第26页/共36页第27页/共36页例、关于等势面正确的说法是（例、关于等势面正确的说法是（ ）A A电荷在等势面上移动时不受电场电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功；力作用，所以不做功；B B等势面上各点的场强相等；等势面上各点的场强相等；C C等势面一定跟电场线垂直；等势面一定跟电场线垂直；D D两不同等势面在空间不能相交。两不同等势面在空间不能相交。CD 第28页/共36页之，电势能增加。第29页/共36页负，从而确定电势能、电势和电势差的变化等；u(3)根据动能定理或能量守恒定律判断动能的变化情况。第30页/共36页

16、如图所示，虚线如图所示，虚线a、b和和c是某静电场中的三个等势面，它们的是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为电势分别为 、 和和 ，一带正电粒子射入电场中，其运动轨，一带正电粒子射入电场中，其运动轨迹如实线迹如实线KLMN所示。由图可知：所示。由图可知：A、粒子从、粒子从K到到L的过程中，电场力做负功的过程中，电场力做负功B、粒子从、粒子从L到到M的过程中，电场力做负功的过程中，电场力做负功C、粒子从、粒子从K到到L的过程中，电势能增加的过程中，电势能增加D、粒子从、粒子从L到到M的过程中，动能减少的过程中，动能减少abcACabcKLMN第31页/共36页如图所示，三个等差等势面上有如图所示，三个等差等势面上有a、b、c、d四点，若四点，若将一个正电荷由将一个正电荷由c经经a移动到移动到d电场力做正功电场力做正功W1，若由，若由c经经b移动到移动到d电场力做正功电场力做正功W2，则：，则：2121212121212121.，WWDWWCWWBWWA123cabdD第32页/共36页随堂训练随堂训练两块带电的平行金属板相距两块带电的平行金属板相距2cm，板间有一与板面垂直，板间有一与板面垂直的匀强电场，一电子从负极板自由释放，经的匀强电场，一电子从负极板自由释放，经1.510-8s打打到对面极板上，求该电场的电场强度。（电子质量到对面极板上，求该电场的电场强度。（电子