高二物理电势能和电势课件-人教版-选修3-1

第一章静电场物理

选修3-14电势能和电势静电力做功的特点在电场强度为E的匀强电场中，试探电荷q沿几条不同路径从A点移动到B点，这几种情况下静电力对电荷所做的功分别是多少？q所受的静电力：静电力对q所做的功：静电力做功的特点电荷q沿折线AMB从A点移往B点：在线段AM上静电力对q所做的功：在线段MB上静电力对q所做的功：静电力做功的特点电荷q沿任意曲线ANB从A点移动到B点：可以用无数组跟静电力垂直和平行的折线来逼近曲线ANB只要q移动方向与静电力平行，静电力都做功与静电力平行的短折线的长度之和等于∣AM∣静电力做功的特点不论q经由什么路径从A点移动到B点，静电力做的功都是一样的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，但与电荷经过的路径无关这个结论对非匀强电场适用吗？这个结论虽然是从匀强电场中推导出来的，但是可以证明对于非匀强电场也是适用的重力势能hABCmg

mg

mg

1、物体沿着这三种路径移动的过程中，重力做功一样吗？重力做的功与路径无关2、WG=mgh1-mgh2

Ep=mgh物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积电势能1、由于移动电荷时静电力做的功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做电势能，用Ep表示。物体下降时，重力做正功，重力势能减少物体上升时，重力做负功，重力势能增加类比于重力做功与重力势能的关系，静电力做功与电势能有什么关系呢？电势能正电荷在电场中从A点移动到B点时，静电力做正功，电荷的电势能减少正电荷在电场中从B点移动到A点时，静电力做负功，电荷的电势能增加电势能功是能量转化的量度2、静电力做的功等于电势能的减少量WAB表示电荷从A点移动到B点的过程中静电力做的功EpA和EpB分别表示电荷在A点和B点的电势能如果知道了在两点间移动电荷时，静电力做的功，那么这两个位置的电势能知道吗？电势能静电力做的功只能决定电势能的变化量，而不能决定电荷在电场中某点的电势能的数值。如果规定电荷在B点的电势能为零，则电荷在A点的电势能等于WAB3、电势能具有相对性：要确定电荷在电场中某点的电势能的数值，必须先确定零电势能参考位置。电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功。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的电势能规定为零。电势能4、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性5、电势能是标量由此可见，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。电势能重力势能和电势能类比

重力场中，重力：地球和物体之间存在的吸引力电场中，电场力：电荷之间的作用力有重力就有重力势能Ep=mgh有电场力就有相应的能，叫电势能EPEp由物体和地面间的相对位置决定EP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负功，电势能就增加电场力作功，电势能改变重力做功，重力势能改变重力做正功，重力势能就减少重力做负功，重力势能就增加W重=EP1-EP2W电=EPA-EPB电势能尽管重力做功与电场力做功很相似，但还是存在很大差异—存在两种电荷正电荷顺电场线移动，电场力做正功，电势能减少负电荷顺电场线移动，电场力做负功，电势能增加正电荷逆电场线移动，电场力做负功，电势能增加负电荷逆电场线移动，电场力做正功，电势能减少电势能1、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，电荷的电势能一定增加电势规定O点的电势能为零电荷q在A点的电势能EpA：如果在A点放的是2q的电荷呢？EpA/q是相同的对电场中的不同位置，这个比值一般是不同的电势1、电势：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值2、公式：3、单位：在国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是V1V=1J/C电势沿着电场线方向，电势如何变化呢？4、沿着电场线的方向，电势越来越低如何确定电场中某点的电势呢？5、电势具有相对性，先规定电场中某处的电势为零，然后才能确定电场中其他各点的电势。（通常取离场源电荷无限远处或大地的电势为零）电势3、将一电量为q=2×10-6C的点电荷从电场外一点P移至电场中某点A，电场力做功4×10-5J，求A点的电势。解:

场外一点P的电势为从PA,电场力做的功PAEW-=点评:计算电势首先要规定零电势处,且电势可以为负.使用公式求某点的电势时，必须注意电势能与电荷量的正、负号电势沿着电场线方向，电势如何变化呢？4、沿着电场线的方向，电势越来越低如何确定电场中某点的电势呢？5、电势具有相对性，先规定电场中某处的电势为零，然后才能确定电场中其他各点的电势。（通常取离场源电荷无限远处或大地的电势为零）6、电势是标量，只有大小，没有方向。(负电势表示该处的电势比零电势处电势低。)等势面地理上，等高线表示地势的高低。在电场中常用等势面来表示电势的高低。电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面等势面等势面的特点：1、等势面一定跟电场线垂直，在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功；2、电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面，任意两个等势面都不会相交；3、等差等势面越密的地方电场强度越大等势面几种典型电场的等势面：1、点电荷电场中的等势面：以点电荷为球心的一簇球面等势面2、等量异种点电荷电场中的等势面：两簇对称曲面等势面3、等量同种点电荷电场中的等势面：两簇对称曲面等势面5、匀强电场中的等势面：垂直于电场线的一簇平面4、形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面等势面如图所示，虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为、和，一带正电粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示。由图可知：A、粒子从K到L的过程中，电场力做负功B、粒子从L到M的过程中，电场力做负功C、粒子从K到L的过程中，电势能增加D、粒子从L到M的过程中，动能减少等势面如图所示，三个等差等势面上有a、b、c、d四点，若将一个正电荷由c经a移动到d电场力做正功W1，若由c经b移动到d电场力做正功W2，则：课后作业两块带电的平行金属板相距2cm，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1.5×10-8