高二物理-电势能和电势-电子版本

1、电势能和电势电势能和电势从能量的角度认识电场从能量的角度认识电场第一页，共27页。复习复习(fx)回顾回顾cosWF L 1、功的计算、功的计算(j sun)：2、重力做功、重力做功(zugng)有什么有什么特点？特点？(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)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！第二页，共27页。一、静电力做功一、静电力做功(zugng)的特的特点点 正

2、电荷q在电场强度为E的匀强电场中由A运动(yndng)到M电场力做功吗？做了多少功？Eqq受力吗？多大？AMdW=qEAM第三页，共27页。求试探求试探(shtn)电荷电荷q沿直线沿直线AB移动到移动到B时电场力做的功：时电场力做的功：E+q ABMcosWFABqEAM第四页，共27页。E+q ABWqEAMM第五页，共27页。结论：结论：在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但与与电荷的起始位置和终止位置有关，但与电荷经过的路径电荷经过的路径(ljng)无关。无关。(对于对于(duy)非匀强电场非匀强电场也适用也适用)这与什

3、么力做功像似呢？第六页，共27页。 将+q由A移到B的过程电场力对电荷(dinh)做功为：将将-q由由A移到移到B的过程的过程(guchng)，电场，电场力对电荷做功为：力对电荷做功为：dAB+qELcosWqEdqEl电cosWqEdqEl电做功的过程做功的过程(guchng)是一个是一个能量转化的过程能量转化的过程(guchng)，那么电场力做功的那么电场力做功的过程过程(guchng)是是什么能转化什么能转化为什么能呢？为什么能呢？第七页，共27页。二、电势二、电势(dinsh)能能电场力做功与电势能有什么关系电场力做功与电势能有什么关系(gun x)？（联？（联系重力做功与重力势能的关

4、系系重力做功与重力势能的关系(gun x)）电荷在电场中具有电荷在电场中具有(jyu)的与电荷位置有的与电荷位置有关的能，叫电势能。关的能，叫电势能。物体被举高具有重力势能。物体被举高具有重力势能。1、电荷在电场中具有电势能。、电荷在电场中具有电势能。 重力对物体做正功，物体的重力势能减重力对物体做正功，物体的重力势能减小小 2、电场力对电荷做正功，电荷的电势能、电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小减小 重力对物体做负功，物体的重力势重力对物体做负功，物体的重力势能增大能增大 3、电场力对电荷做负功，电荷的电势能增、电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大大第八页，共27页。12GPPPWEEE

5、重力做多少功，物体重力势能重力做多少功，物体重力势能(zhn l sh nn)就变化多少。就变化多少。 4、电场力做多少功，电荷电势、电场力做多少功，电荷电势(dinsh)能就变化多少。能就变化多少。重力势能重力势能(zhn l sh nn)是相对的，是相对的，与零势能面有关与零势能面有关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ABPAPBPWEEE 通常把电荷在离场源电荷通常把电荷在离场源电荷无限远处无限远处的电势能规的电势能规定为定为零零，或把电荷在，或把电荷在大地表面大地表面上电势能规定上电势能规定为为零零。电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该电荷在某点的

6、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处移动到零势能位置所做的功第九页，共27页。重力势能是物体和地球所共有重力势能是物体和地球所共有(n yu)的，具有系统性的，具有系统性6、电势、电势(dinsh)能是电荷和电场所共有的，具能是电荷和电场所共有的，具有系统性有系统性7、电势、电势(dinsh)能是标量能是标量由此可见，电场力做功与重力做功，电势能与重由此可见，电场力做功与重力做功，电势能与重力势能都很相似，所以大家在学习电势能过程中力势能都很相似，所以大家在学习电势能过程中应该多联系重力做功与重力势能的关系帮助理解应该多联系重力做功与重力势能的关系帮助理解电势能。电势能。第十

7、页，共27页。重力势能和电势重力势能和电势(dinsh)能类比能类比 重力场中，重力：地球重力场中，重力：地球(dqi)和物体之间存在的吸引力和物体之间存在的吸引力电场电场(din chng)中，电场中，电场(din chng)力：电荷之间的力：电荷之间的作用力作用力有重力就有重力势能有重力就有重力势能Ep= mghEp= mgh有电场力就有相应的能，叫电有电场力就有相应的能，叫电势能势能EPEpEp由物体和地面间的相对位由物体和地面间的相对位置决定置决定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，

8、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W W重重 = E= EP1P1-E-EP2P2W W电电 = E= EPAPA-E-EPBPB第十一页，共27页。尽管重力尽管重力(zhngl)做功与电场力做功很相似，做功与电场力做功很相似，但还是存在很大差异但还是存在很大差异存在两种电荷存在两种电荷n正电荷顺电场线移动正电荷顺电场线移动(ydng)，n电场力做正功，电势能减少电场力做正功，电势能减少n 负电荷顺电场线移动负电荷顺电场线移动

9、(ydng)，n电场力做负功，电势能增加电场力做负功，电势能增加n 正电荷逆电场线移动正电荷逆电场线移动(ydng)，n电场力做负功，电势能增加电场力做负功，电势能增加n 负电荷逆电场线移动负电荷逆电场线移动(ydng)，n电场力做正功，电势能减少电场力做正功，电势能减少第十二页，共27页。例例1右图中右图中MN为电场中某一条电场线方为电场中某一条电场线方向向右，在线取两点向向右，在线取两点a、b 今将一电荷今将一电荷(dinh)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

10、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。第十三页，共27页。 例2：A和B为电场中某条电场线上的点，如图：将q=410-9的正电荷从A点移到B点需克服电场力做功(zugng)5 10-7J，则 电场方向由AB还是BA？ 电荷在哪点时电势能大？大多少？AB第十四页，共27页。取取O点的电势点的电势(dinsh)能为零能为零, 则则:EPA = q E L COSELCOSqEPA讨论电势能与电荷讨论电势能与电荷(dinh)的的比值比值?ALOE+第十五页，共27页。电荷电荷(dinh)在电场中某一点的电势在电场中某一点的电势

11、能与它的电荷能与它的电荷(dinh)量的比值量的比值2. 公式公式(gngsh):qEP3. 单位单位(dnwi): 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:第十六页，共27页。1.沿着电场线方向沿着电场线方向(fngxing),电势电势将怎样变化将怎样变化? 第十七页，共27页。1. 电场线指向电势电场线指向电势(dinsh)降低的降低的方向方向 第十八页，共27页。2.如何确定如何确定(qudng)电场中某点的电电场中某点的电势势? ( (提示提示: :类比类比(lib)(lib)于电势能的于电势能的确定确定.) .)第十九页，共27页。1. 电场线指

12、向电势降低电场线指向电势降低(jingd)的方的方向向2.与电势能的情况相似与电势能的情况相似,应先确定电场应先确定电场(din chng)中某点的电势为零中某点的电势为零.(通常通常取离场源电荷无限远处或大地的电势取离场源电荷无限远处或大地的电势为零为零.) 第二十页，共27页。 例例3. 将一电量为将一电量为 的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, 电场电场力做力做 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

13、 PAEW 点评点评: :电势电势(dinsh)(dinsh)的确定首先要确定的确定首先要确定零电势零电势(dinsh)(dinsh)处处, ,且电势且电势(dinsh)(dinsh)可可以为负以为负. .第二十一页，共27页。3.电势为负数时电势为负数时,负号负号(f ho)表示方向表示方向吗吗?第二十二页，共27页。1. 电场线指向电场线指向(zh xin)电势降低的方电势降低的方向向2.与电势能的情况相似与电势能的情况相似,应先确定电场应先确定电场中某点的电势为零中某点的电势为零.(通常取离场源电荷通常取离场源电荷无限远处无限远处(yun ch)或大地的电势为或大地的电势为零零.) 3.

14、电势是标量电势是标量(bioling),只有大小只有大小,没有没有方向方向.(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.)第二十三页，共27页。思考思考(sko) 在上面关于电势能和电势的讨在上面关于电势能和电势的讨论及插图中论及插图中,我们一直把试探电荷我们一直把试探电荷q当作正电荷处理当作正电荷处理.请把请把q当做负电荷当做负电荷,重复以上讨论重复以上讨论.其结果与上面的结其结果与上面的结果是否果是否(sh fu)一致一致?第二十四页，共27页。对电势(dinsh)的理解 n1：电势(dinsh)的相对性：某点电势(dinsh)的大小是相对于零点电势(din

15、sh)而言的。零电势(dinsh)的选择是任意的，一般选地面和无穷远为零势能面。n2：电势(dinsh)的固有性：电场中某点的电势(dinsh)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。n3：电势(dinsh)是标量n4：计算时EP,q, 都带正负号。第二十五页，共27页。高度高度(god)和和电势电势 重力场中，同一物体重力场中，同一物体(wt)(wt)在不同位置，在不同位置，EpEp不同。不同。电场中，同一电荷在电电场中，同一电荷在电场中的不同场中的不同(b tn)(b tn)位位置置,EP,EP不同不同(b tn)(b tn)。不同物体在同一位置，不同物体在同一位置，EpEp正比于质量正比于质量m m不同电荷在同一位置，不同电荷在同一位置，E EP P正比于电量正比于电量q qEp/m = ghEp/m = gh，h h只与相对位置有只与相对位置有关关E EP P/q /q 叫做电势叫