物理：1.4《电势能和电势》(新人教版选修3-1)省名师优质课获奖课件市赛课一等奖课件

第一章《静电场》第四节

《电势能和电势》第1页一、静电力做功特点

正电荷q在电场强度为E匀强电场中由A运动到M电场力做功吗？做了多少功？Eqq受力吗？多大？AMW=qE·｜AM｜F第2页求试探电荷＋q沿直线AB移动到B时电场力做功：E+qABMF第3页E+qABM结论：???????????????(对于非匀强电场也适用)这与什么力做功像似呢？第4页

将+q由A移到B过程电场力对电荷做功为：将-q由A移到B过程，电场力对电荷做功为：dAB+qEL做功过程是一个能量转化过程，那么电场力做功过程是什么能转化为何能呢？电势能第5页二、电势能电场力做功与电势能有什么关系？（联络重力做功与重力势能关系）电荷在电场中含有与电荷位置相关能，叫电势能。物体被举高含有重力势能。1、电荷在电场中含有电势能。重力对物体做正功，物体重力势能减小2、电场力对电荷做正功，电荷电势能减小重力对物体做负功，物体重力势能增大3、电场力对电荷做负功，电荷电势能增大第6页重力做多少功，物体重力势能就改变多少。

4、电场力做多少功，电荷电势能就改变多少。重力势能是相正确，与零势能面相关5、电势能是相正确，与零电势能面相关通常把电荷在离场源电荷无限远处电势能要求为零，或把电荷在大地表面上电势能要求为零。电荷在某点电势能，等于静电力把它从该处移动到零势能位置所做功第7页重力势能是物体和地球所共有，含有系统性6、电势能是电荷和电场所共有，含有系统性7、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同，所以大家在学习电势能过程中应该多联络重力做功与重力势能关系帮助了解电势能。第8页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吸引力电场中，电场力：电荷之间作用力有重力就有重力势能Ep=mgh有电场力就有对应能，叫电势能EPEp由物体和地面间相对位置决定EP由电荷间相对位置决定电场力做正功，电势能就降低电场力做负功，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，重力势能就降低重力做负功，重力势能就增加W重=EP1-EP2W电=EPA-EPB第9页尽管重力做功与电场力做功很相同，但还是存在很大差异正电荷顺电场线移动，电场力做正功，电势能降低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，电势能降低—存在两种电荷第10页例1．右图中MN为电场中某一条电场线方向向右，在线取两点a、b今将一电荷＋q从a移到b则（）

A.电场力做正功，＋q电势能增加；

B.电场力做负功，＋q电势能增加；

C.电场力做正功，＋q电势能降低；

D.电场力做负功，＋q电势能降低。

C第11页

例2：A和B为电场中某条电场线上点，如图：将q=4×10-9正电荷从A点移到B点需克服电场力做功5×10-7J，则⑴电场方向由A→B还是B→A？⑵电荷在哪点时电势能大？大多少？AB第12页

电场力性质我们必须用场强E来描述，那么电场能性质我们又应该用什么物理量来描述呢？能否用“电势能”呢？

电场能性质也是电场本身一个属性，它只能由场源本身所决定，而与电场中有没有放入试探电荷无关。而电势能大小是与试探电荷电量q相关（因q越大，其所受电场力就越大，含有做功本事大，电势能也就大），故不能用“电势能”来描述电场能性质，我们引入一个新物理量——“电势”来表示它。第13页电势：描述电场能性质物理量。如图所表示，构想把一试探电荷+q放在电场中某处A或B。它们在电场力F作用下均移至无限远处。则有：WA>WB那么怎样去衡量电场能性质、怎样去定义“电势”呢？+·A·BEpA-0>EpB-0同理可知：若试探电荷为-q，也有：也就是说，比值EpA/q大小与试探电荷正负及电量q均无关，只与电场中该点在电场中位置相关，故其可衡量电场性质。三.电势第14页取O点电势能为零,则:EPA=qELCOSθ讨论电势能与电荷比值?思考与讨论ALOθE+第15页电荷在电场中某一点电势能与它电荷量比值2.公式:3.单位:伏特符号为V1V=1J/C三.电势1.定义:第16页对电势了解1：电势相对性：某点电势大小是相对于零点电势而言。零电势选择是任意，普通选地面和无穷远为零势能面。2：电势固有性：电场中某点电势大小是由电场本身性质决定，与放不放电荷及放什么电荷无关。3：电势是标量4：计算时EP,q,都带正负号。5.电场线指向电势降低方向第17页例3.将一电量为点电荷从电场外一点P移至电场中某点A,电场力做功,求A点电势.解:设场外一点P电势为从PA,电场力做功PAEW-=点评:电势确实定首先要确定零电势处,且电势能够为负.第18页3.电势为负数时,负号表示方向吗?思考与讨论电势是标量,只有大小,没有方向.(负电势表示该处电势比零电势处电势低.)第19页高度和电势

重力场中，同一物体在不一样位置，Ep不一样。电场中，同一电荷在电场中不一样位置,EP不一样。不一样物体在同一位置，Ep正比于质量m不一样电荷在同一位置，EP正比于电量qEp/m=gh，h只与相对位置相关EP/q叫做电势，只与相对位置相关

第20页练习.如图所表示,在同一条电场线上有A.B.C三点,将点电荷由A点移动到B点,电场力做什么功?做多少功?电势能改变了多少?在将该电荷由B点移到C点,电场力做什么功?做多少功?电势能改变了多少?ABC第21页等势面地理上，等高线表示地势高低。在电场中惯用等势面来表示电势高低。电场中电势相同各点组成面叫做等势面第22页等势面等势面特点：1、等势面一定跟电场线垂直，在同一等势面上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等势面指向电势低等势面，任意两个等势面都不会相交；3、等差等势面越密地方电场强度越大第23页等势面几个经典电场等势面：1、点电荷电场中等势面：以点电荷为球心一簇球面第24页等势面2、等量异种点电荷电场中等势面：两簇对称曲面第25页等势面3、等量同种点电荷电场中等势面：两簇对称曲面第26页等势面5、匀强电场中等势面：垂直于电场线一簇平面4、形状不规则带电导体附近电场线及等势面第27页等势面如图所表示，虚线a、b和c是某静电场中三个等势面，它们电势分别为、和，一带正电粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所表示。由图可知：A、粒子从K到L过程中，电场力做负功B、粒子从L到M过程中，电场力做负功C、粒子从K到L过程中，电势能增加D、粒子从L到M过程中，动能降低第28页等势面如图所表示，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：第29页1.如图所表示，a、b、c、d为某电场中等势面，一带正电粒子飞入电场后只在电场力作用下沿M点到N点虚线运动．由图可知，四个等势面电势Ua、Ub、Uc、Ud由高到低排列次序是_______，带电粒子在M、N两点中，电势能较大是_________点．能力提升:第30页2.图一表示等量异种电荷P和Q形成电场内一簇等势面，求(1)P、Q各带何种电荷？(2)把q=10－7C正点电荷从A移到B，电场力做多少功？(3)把q从B移