高中物理 电势能和电势课件 新人教版选修3-1

1、东明一中东明一中 王岩王岩知识回顾知识回顾cosWFL 1、功的计算：、功的计算：2、重力做功的特点、重力做功的特点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.WG与重力势能的关系与重力势能的关系.12GPPPWEEE3、重力势能的相对性重力势能的相对性:必须选零势能面必须选零势能面.(人为选定人为选定)4、重力势能的、重力势能的系统性系统性:是地球和物体共有的是地球和物体共有的重力做正功重力做正功,重力势能减少重力势能减少 重力做负功重力做负功,重力势能增加重力势能增加试探电荷静止的放入电场中试探电荷静止的放入电场中,受力吗？受力吗？将如何运动将如何运动?E 电荷

2、在静电力的作用下做加速运动电荷在静电力的作用下做加速运动,一段时间后获得一定的速度一段时间后获得一定的速度,试探电试探电荷的动能增加荷的动能增加.+F什么能转化为什么能转化为动能了呢？动能了呢？小问题小问题从能量的角度认识电场从能量的角度认识电场一、静电力做功的特点一、静电力做功的特点 正电荷正电荷q在电场在电场强度为强度为E的匀强的匀强电场中由电场中由A运动运动到到M电场力做功电场力做功吗？做了多少功？吗？做了多少功？EqAMW=qEAMF求试探电荷求试探电荷q沿直线沿直线AB移动到移动到B时电场时电场力做的功：力做的功：E+q ABMcosWFABqEAMF一、静电力做功的特点一、静电力做

3、功的特点A MW2=0M B所以：全过程做功所以：全过程做功 W=W1+W2=q E|AM|W1=qE |AM|甲甲EMABqFqF求试探电荷求试探电荷q沿沿 折折 线线AMB移动到移动到B时电场时电场力做的功：力做的功：ENAB乙乙沿曲线沿曲线ANB呢呢?F用无数组跟静电力垂直和平行的折线来逼近用无数组跟静电力垂直和平行的折线来逼近ANBANBMW = q E|AM|由以上的推导我们发现了什么由以上的推导我们发现了什么?E乙乙 在匀强电场中移动电荷时在匀强电场中移动电荷时,静电力做静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关的功与电荷的起始位置和终止位置有关,但与电荷经过的路径无关但与电荷经过

4、的路径无关.推广推广:非匀强电场也适用非匀强电场也适用.一一. .静电力做功的特点静电力做功的特点这与什么力做功像似呢？ 1、定义、定义：电场中的电荷由于受到电场力电场中的电荷由于受到电场力 作用而具有的势能。作用而具有的势能。二、电势能二、电势能v重力做正功，动能增加，重力势能减少重力做正功，动能增加，重力势能减少电场力做正功，动能增加，电势能减少电场力做正功，动能增加，电势能减少三、重力做功与电势能的关系三、重力做功与电势能的关系v重力做负功，动能减少，重力势能增加重力做负功，动能减少，重力势能增加电场力做负功，动能减少，电势能增加电场力做负功，动能减少，电势能增加三、重力做功与电势能的关

5、系三、重力做功与电势能的关系vv重力做正功，重力势能减少重力做正功，重力势能减少电场力做正功，电势能减少电场力做正功，电势能减少WG = EP1 - EP2 = -EP重力做负功，重力势能增加重力做负功，重力势能增加电场力做负功，电势能增加电场力做负功，电势能增加WAB = EPA - EPB三、重力做功与电势能的关系三、重力做功与电势能的关系 1、定义：电场中的电荷由于受到电场力电场中的电荷由于受到电场力 作用而具有的势能。作用而具有的势能。 2、电场力做功的特点：与路径无关只与初、电场力做功的特点：与路径无关只与初末位置有关。末位置有关。 3、电场力做功与电势能的关系：、电场力做功与电势能

6、的关系： 电场力做正功，电荷的电势能减少电场力做正功，电荷的电势能减少 电场力做负功，电荷的电势能增加电场力做负功，电荷的电势能增加且：且：WAB = EPA - EPB二、电势能二、电势能 正电荷从正电荷从A点移到点移到B点时点时,静电力做静电力做 ,电荷的电势能电荷的电势能 . 正电荷从正电荷从B点移到点移到A点时点时,静电力做静电力做 ,即即电荷克服静电力做功电荷克服静电力做功,电电荷的电势能荷的电势能 .ABE+vABE+v电场力做功与电势能的关系电场力做功与电势能的关系增加增加减少减少负功负功正功正功 如果放在电场中的如果放在电场中的不是正电荷而是负电不是正电荷而是负电荷荷,情况又是

7、怎么样情况又是怎么样? 负电荷从负电荷从A点移到点移到B点时点时,静电力做静电力做 ,电荷的电势能电荷的电势能 . 正电荷从正电荷从B点移到点移到A点时点时,静电力做静电力做 ,即即电荷克服静电力做功电荷克服静电力做功,电电荷的电势能荷的电势能 .ABE-vABE-v电场力做功与电势能的关系电场力做功与电势能的关系增加增加减少减少负功负功正功正功原来静电力对正负电荷做的原来静电力对正负电荷做的功都等于电势能的减少量：功都等于电势能的减少量：WAB = EPA - EPB开心解答开心解答 例例1. 如图如图,在场强在场强 的匀强电场的匀强电场中中,点电荷点电荷q=+1c从从A移动到移动到B,AB

8、相距相距L=1m,电场力做功为多少电场力做功为多少?电势能如何变化电势能如何变化?电荷在电荷在B点的电势能是多大？点的电势能是多大？ CNE310Eq qFAB解：解：W=EqL=103J电场力做正功，电势能电场力做正功，电势能减少，减少了减少，减少了103J假设电荷在点的电势能为零，则假设电荷在点的电势能为零，则EPB=-103J可见要确定电荷在可见要确定电荷在某点的电势能，必某点的电势能，必须要先选零势能点须要先选零势能点电势能和重力电势能和重力势能一样也具势能一样也具有相对性有相对性电势能为负电势能为负值表示的物值表示的物理意义是什理意义是什么呢？么呢？电势能是电势能是标量，正标量，正负

9、表示大负表示大小小 1、零势能点的选取：通常把离场源、零势能点的选取：通常把离场源无限远处无限远处或或大地表面大地表面的电势能规定为零的电势能规定为零 2、电荷在电场中某点的电势能等于静电力把它、电荷在电场中某点的电势能等于静电力把它 从该点移动到零势能位置时电场力所做的功从该点移动到零势能位置时电场力所做的功. 3、电势能是相对的：与零电势能点的选取有关。、电势能是相对的：与零电势能点的选取有关。 4、电势能是标量，正负表示大小、电势能是标量，正负表示大小二、更深认识电势能二、更深认识电势能 1、图中、图中MN为电场中某一条电场线方向向右，在为电场中某一条电场线方向向右，在线取两点线取两点a

10、、b 今将一电荷今将一电荷q从从a移到移到b则则（ ） A.电场力做正功，电场力做正功，q的电势能增加；的电势能增加；B.电场力做负功，电场力做负功，q的电势能增加；的电势能增加；C.电场力做正功，电场力做正功，q的电势能减少；的电势能减少；D.电场力做负功，电场力做负功，q的电势能减少。的电势能减少。C快乐体验快乐体验2 2、一个电荷只在电场力作用下从电场中的、一个电荷只在电场力作用下从电场中的A A点移到点移到B B点时，电场力做了点时，电场力做了5 510106 6J J的功，的功，那么那么 ( )( ) A A电荷在电荷在B B处时将具有处时将具有5 510106 6J J 的电势能的

11、电势能 B B电荷在电荷在B B处将具有处将具有5 510106 6J J 的动能的动能 C C电荷的电势能减少了电荷的电势能减少了5 510106 6J J D D电荷的动能增加了电荷的动能增加了5 510106 6J J CDCD1、将带电量为、将带电量为-610-6C的点电荷从电场中的的点电荷从电场中的A点移到点移到B点，克服电场力做了点，克服电场力做了310-5J的功，再从的功，再从B移到移到C，电，电场力做了场力做了1.210-5J的功，则的功，则1）电荷从）电荷从A移到移到B，再从，再从B移到移到C的过程中电场力共做了的过程中电场力共做了多少功？电势能共改变了多少？多少功？电势能共

12、改变了多少？2）如果规定）如果规定A点的电势能为零，则该电荷在点的电势能为零，则该电荷在B点和点和C点点的电势能分别为多少？的电势能分别为多少？3）如果规定）如果规定B点的电势能为零，则该电荷在点的电势能为零，则该电荷在A点和点和C点点的电势能分别为多少？的电势能分别为多少？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 J E EPAPA= -3= -31010-5-5 J J 自我挑战自我挑战1、电场力做功的特点：、电场力做功的特点

13、：2、电势能的定义：、电势能的定义：3、电场力做功与电势能的关系：、电场力做功与电势能的关系： 4、电势能的相对性：、电势能的相对性：5、电势能是标量、电势能是标量WAB = EPA - EPB取取O点的电势能为零点的电势能为零, 则则:EPA = q E L COSELCOSqEPA讨论电势能与电荷的比值讨论电势能与电荷的比值?ALOE+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它的电荷量的比值它的电荷量的比值2. 公式公式:qEP3. 单位单位: 伏特伏特 符号为符号为V1 V = 1 J/C三三. 电势电势1. 定义定义:1.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? 2.如何确定电场中某点的电势如何确定电场中某点的电势?3.电势为负数时电势为负数时,负号表示方向吗负号表示方向吗? 例例3. 将一电量为将一电量为 的点电的点电荷从电场外一点荷从电场外一点P移至电场中某点移至电场中某点A, 电电场力做场力做 功功 ,求求A点的电势点的电势.cq6102J5104解解:设场外一点设场外一点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: :电势的确定首先要确定零电势处电势的确定首先要确