第4节电势能电势ppt课件

1、复习回想复习回想做功的过程伴随着能量的转化做功的过程伴随着能量的转化1、功的计算：、功的计算：cosWF L 2、重力做功与重力势能、重力做功与重力势能:(1)重力做功与途径无关重力做功与途径无关,由初末位置的高度差由初末位置的高度差来决议来决议.(2)WG与重力势能的关系与重力势能的关系.12GPPPWEEE (3)重力势能是相对的重力势能是相对的,有零势能面有零势能面.(人为选定人为选定) 重力势能具有系统性重力势能具有系统性功是能量转化的量度！功是能量转化的量度！ 一个试探电荷在电场中某点由静止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在

2、电场力作用下电荷做加速运动动,一段时间后获得一定的速度一段时间后获得一定的速度,试试探电荷的动能添加探电荷的动能添加.+F什么能转换为动能的呢什么能转换为动能的呢? ?M一、静电力做功有什么特点一、静电力做功有什么特点? ?EW = F|AB| cos= q E|AM|1.1.将电荷将电荷q q从从A A沿直线移至沿直线移至B:B:AB+q q+q qFMEAB2.2.将电荷将电荷q q沿折线沿折线AMBAMB从从A A移至移至B:B:对对AM:W1 = q E |AM|对对MB:W2 = 0对全程对全程: :W = W1 + W2= q E|AM|+q qF+q qF3.3.将电荷将电荷q

3、q沿恣意曲线从沿恣意曲线从A A移至移至B:B:MEAB+q qFEAB+q qF+q qF+q qF+q qFW = W1 + W2 + W3 + = q E|AM|W1 = q E x1W2 = q E x2W3 = q E x3 Mx1 + x2 + x3 +=?X1x24.4.将电荷将电荷q q沿其它曲线从沿其它曲线从A A移至移至B B，静电力做功？，静电力做功？5. 5. 假设挪动负电荷，假设挪动负电荷，1414结论又如何？结论又如何？MEABq qFB+MAFq q+6. 6. 静电力做功有什么特点？静电力做功有什么特点？ 在匀强电场中挪动电荷时在匀强电场中挪动电荷时,静电力做的

4、功静电力做的功与电荷经过的途径无关与电荷经过的途径无关,与电荷的起始位置和与电荷的起始位置和终止位置有关终止位置有关与初、末两点在电场线上的间隔有关与初、末两点在电场线上的间隔有关这与什么力做功像似呢？7. 7. 这个结论适宜于其它电场吗？这个结论适宜于其它电场吗？(对于非匀强电场也适用对于非匀强电场也适用)h回想回想: :重力做功的特点是什么重力做功的特点是什么? ?ABCmg mg mg 1.1.在这三次情况下在这三次情况下重力做功关系？重力做功关系？2.WG = m g h3.3.可以引进重力势可以引进重力势能的概念能的概念 做功的过程是一个能量转化的过做功的过程是一个能量转化的过程，那

5、么电场力做功的过程是什么程，那么电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢？能转化为什么能呢？二、电势能二、电势能1. 1. 定义：电场力做功可以引起能量的定义：电场力做功可以引起能量的变化变化, ,所以电荷在电场中具有电势能所以电荷在电场中具有电势能. .用用EPEP表示表示2、电势能的单位：、电势能的单位：J3、电势能：标量、电势能：标量讨论讨论: :以下电荷在电场中挪动时以下电荷在电场中挪动时, ,静电力静电力做什么功做什么功? ?电荷的电势能如何变化电荷的电势能如何变化? ?EABAB+假设在电场中挪动的是负电荷呢假设在电场中挪动的是负电荷呢? ?FF+E-FF 正电荷从正电荷从A点移到点

6、移到B点点时时,静电力做正功静电力做正功,电荷的电电荷的电势能减少势能减少. 正电荷从正电荷从B点移到点移到A点点时时,静电力做负功静电力做负功,即电荷抑即电荷抑制静电力做功制静电力做功,电荷的电势能电荷的电势能添加添加.电场力对电荷做正功，电场力对电荷做正功， 电荷的电势能减小电荷的电势能减小 电场力对电荷做负功，电场力对电荷做负功， 电荷的电势能增大电荷的电势能增大PBPAABEEW静电力做的功等于电势能的减少量静电力做的功等于电势能的减少量. .二、电势能二、电势能4 4、电场力做功与电势能变化的关系、电场力做功与电势能变化的关系 例例1. 如图如图,在场强在场强 的匀强电场中的匀强电场

7、中,点电荷点电荷q=+1c从从A挪动到挪动到B,AB相距相距L=1m,电场电场力做功为多少力做功为多少?电势能如何变化电势能如何变化?CNE310JWAB310电势能减少电势能减少EqFAB假设规定假设规定EPA=0电荷在电荷在B点具有的电势能多大点具有的电势能多大？电势能为负表示的物电势能为负表示的物理意义是什么？理意义是什么？设设A A点的电势能点的电势能0PAEWAB = EPAEPB =103JJJWEEABPAPB3310100 通常把电荷在离场源电荷无限远处的电通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地外表上电势能规定为零，或把电荷在大地外表上电势能规定为零。势

8、能规定为零。 电荷在某点的电势能，等于静电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该处挪动到零势能位电力把它从该处挪动到零势能位置所做的功置所做的功5 5、电势能是相对的，与零电势能面有关、电势能是相对的，与零电势能面有关 电势能为负表示电荷在该处的电势能为负表示电荷在该处的电势能比零还要小电势能比零还要小. .6 6、电势能是电荷和电场所共有的，具、电势能是电荷和电场所共有的，具 有系统性有系统性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用力有重力就有重力

9、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议位置决议EP由电荷间的相对位置决议由电荷间的相对位置决议重力做功，重力势能改动重力做功，重力势能改动重力做正功，重力势能就减少重力做正功，重力势能就减少重力做负功，重力势能就添加重力做负功，重力势能就添加电场力做正功，电势能就减少电场力做正功，电势能就减少电场力做负功，电势能就添加电场力做负功，电势能就添加电场力作功，电势能改动电场力作功，电势能改动WW重重 = EP1- = EP1-EP2EP2WW电电 = EPA- = EPA-EPBEPB

10、三、电势能三、电势能1.1.由于在电场中挪动电荷时静电力做功与挪动由于在电场中挪动电荷时静电力做功与挪动途径无关途径无关, ,所以电荷在电场中有电势能所以电荷在电场中有电势能(EP)(EP)2.2.静电力对电荷做正功静电力对电荷做正功 , ,电荷的电势能减少电荷的电势能减少( (负功负功) )WF = EP1 - EP2 = -EPWF = EP1 - EP2 = -EP(添加添加)静电力做的功等于电势能的减少量静电力做的功等于电势能的减少量. .3.3.电势能具有相对性电势能具有相对性, ,电荷在某点的电势能电荷在某点的电势能, ,等于静电等于静电力把它从该点挪动到零势能位置时所做的功力把它

11、从该点挪动到零势能位置时所做的功 (通常把离场源无限远处或大地外表的电势能规定为零)EPA = q E L COSEPA = q E L COS讨论讨论: :2.2.假设取假设取B B点的电势能为零点的电势能为零, ,那么那么A A点的电势能为多点的电势能为多少少? ?1.1.假设在假设在ABAB两点间分别挪动正、负电荷，请比较电荷电势能的变两点间分别挪动正、负电荷，请比较电荷电势能的变化化MEABL3.3.点电荷的电量为点电荷的电量为2q2q、 3q 3q、4.4.分析分析EPA/qEPA/q一定吗？一定吗？EPA / q = E L EPA / q = E L COSCOS5.5.点电荷的

12、电量为点电荷的电量为-q-q、-2q-2q、 -3q -3q、 那么那么A A点的电势能为多点的电势能为多少少? ? 那么那么A A点的电势能为多点的电势能为多少少? ?电势能与电量的比值为多少电势能与电量的比值为多少? ?+q qF电荷在电场中某一点的电势能与电荷在电场中某一点的电势能与qEP1 V = 1 J/C四、电势四、电势1. 1. 定义定义: :它的电荷量的比值它的电荷量的比值2. 2. 公式公式: :3. 3. 单位单位: : 伏特伏特(V) (V) ( (计算时要代入正负号计算时要代入正负号) ) 例例2. 试探电荷试探电荷q1放在电场中的放在电场中的A点点,电电势能为势能为E

13、(规定无限远处电势能为零规定无限远处电势能为零),A点的点的电势为电势为_,假设把试探电荷假设把试探电荷q1换成换成试探电荷试探电荷q2放在电场中的放在电场中的A点点,A点的电势点的电势为为_ (仍规定无限远处电势能仍规定无限远处电势能为零为零).1qE1qE假设如今不取无限远处电势能为零假设如今不取无限远处电势能为零,A点的电势还是点的电势还是 吗吗?1qE1. 电势具有相对性电势具有相对性,确定电势确定电势,应先规定应先规定电场中某处的电势为零电场中某处的电势为零.(通常规定离场通常规定离场源电荷无限远处或大地的电势为零源电荷无限远处或大地的电势为零.) 例例3. 将一电量为将一电量为 的

14、点电荷的点电荷从电场外一点从电场外一点P移至电场中某点移至电场中某点A, 电场力电场力做做 功功 ,求求A点的电势点的电势.cq6102J5104解解: 场外一点场外一点P的电势为的电势为0pJWEPA5104VVqEPAA2010210465从从P A,电场力做的功电场力做的功 PAEW 点评点评: :计算电势首先要规定零电势处计算电势首先要规定零电势处, ,且且电势可以为负电势可以为负. .2. 电势是标量电势是标量,有正负有正负,数值取决于零电数值取决于零电势的选取势的选取.(负电势表示该处的电势比零负电势表示该处的电势比零电势处电势低电势处电势低.)1. 电势具有相对性电势具有相对性,

15、确定电势确定电势,应先规定应先规定电场中某处的电势为零电场中某处的电势为零.(通常规定离场通常规定离场源电荷无限远处或大地的电势为零源电荷无限远处或大地的电势为零.)沿着电场线方向沿着电场线方向,电势将怎样变化电势将怎样变化? 3.3.沿电场线方向电势降低沿电场线方向电势降低1.电势具有相对性电势具有相对性,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.(通常取离场源电通常取离场源电荷无限远处或大地的电势为零荷无限远处或大地的电势为零.)2. 电势是标量电势是标量,有正负有正负,数值取决于零电势数值取决于零电势的选取的选取.(负电势表示该处的电势比零电势负电势表示该处的电势比零电势处电势低处电势低.)小结小结:认识了电势能和电势认识了电势能和电势学会了电势能和电势的计算学会了电势能和电势的计算清楚了电势能和电势的相对性清楚了电势能和电势的相对性知道了电场性质另一描画知道了电场性质另一描画作业作业: P22 1 , 2 例例4. 把把 的试探电荷放在电场中的的试探电荷放在电场中的A点点,cq91104具有具有 的电势能的电势能,求求A点的电势点的电势.J8106假设把假设把 的试探电荷放在电场中的的试探电荷放在电场中的A点点,电电cq102102荷所具有的电势能是多少荷所具有的电势能是多少? 1232 10qc 假设把假