电势能和电势+高二上学期物理人教版（2019）必修第三册+

单击此处编辑母版标题样式单击以编辑母版副标题样式第十章静电场中的能量电势能和电势【自主尝试】分析试探电荷q在电场强度为E的均强电场中沿以下不同路径从A运动到B电场力做功的情况。（1)q沿直线从A到B；（2)q沿折线从A到M、再从M到B；（3)q沿任意曲线从A到B。一、静电力做功的特点对比重力做功的特点MABNqFE试探电荷沿不同路径由A到B,静电力所做的功都为静电力做功的特点:

静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关,与电荷经过的路径无关.

此结论对于非匀强电场也是适用的!一、静电力做功的特点【思考讨论1】如图所示,质量为m的物体在重力场中,分别(1)沿折线从A运动到B;(2)沿直线从A运动到B;(3)沿曲线从A运动到B.重力分别做多少功?重力做功有什么特点?重力做功与重力势能的关系是什么?hAB（1）(2)（3）对比重力做功的特点(1)物体沿不同路径由A到B,重力做功仅与A、B两点竖直方向高度差有关,与所走路径无关,W=mgh.(2)由于重力做功与所走路径无关,所以可以引入与位置有关的重力势能.(3)重力做正功,重力势能减小;重力做负功,重力势能增加.即重力做功等于重力势能的减少.(4)重力势能是地球和物体所组成系统所共有的.m单击此处编辑母版标题样式单击以编辑母版副标题样式【思考讨论2】重力做的功与路径无关，重力做功对应重力势能变化；静电力做功也与路径无关，静电力做功应对应什么形式的能量变化呢？电荷在电场中所具有的与位置有关的能---电势能EPMABNqFE电场力做的功等于电势能的减少量。电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到零势能位置过程中静电力做的功。零势能点通常取——离场源电荷无限远处或者大地。二、电势能【思考讨论3】重力势能是物体和地球所组成系统所共有的,那么电势能是否也是电荷和电场所共有呢?电势能(1)若被移动电荷的极性、电荷量不同,对其电势能有何影响?(2)若电荷所处电场发生变化,对位于其中的电荷的电势能有何影响?(3)若电场中没有电荷或者空间不存在电场,还有电势能吗?若被移动电荷的极性、电荷量不同、电荷所处电场发生变化,电势能都要发生变化.如果在电场中没有电荷,就不会有电势能.如果有试探电荷而没有电场,也不会有电势能.电势能是电荷和电场这个系统所共有的.思考单击此处编辑母版标题样式单击以编辑母版副标题样式1.电势能是标量，但有正负之分2.电势能是相对的，其正负与零势能面的选取有关3.通常把电荷在离场源电荷无限远处或大地表面的电势能规定为零4.电荷在电场中某点的电势能数值上等于把它从该点移至无穷远(零势能)位置时静电力做的功5.电势能是电场与电荷构成的系统共同具有的6.一般来说同一电荷在电场中的不同位置电势能不同说明1、静电力做功的特点：2、静电力做功的计算方法：3、电势能的计算方法：4、电势能的大小如何比较？将带电量为6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了3×10-5J的功，再从B移到C，电场力做了1.2×10-5J的功，则（1）电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能分别怎样变化？各变化了多少？共改变了多少？（2）如果规定A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少？（3）如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？增加了1.8×10-5J.EPC=1.8×10-5J

EPC=-1.2×10-5JEPB=3×10-5J

EPA=-3×10-5J

总结：1、如何计算电势能？2、如何比较电势能的大小？重力势能和电势能单击此处编辑母版标题样式单击以编辑母版副标题样式例1、下列说法中正确的是（）A.当两正点电荷相互靠近时，它们的电势能增大B.当两负点电荷相互靠近时，它们的电势能增大C.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能减小D.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能增大ABC即学即练1.关于在电场中移动电荷与电势能的关系，下列说法中正确的是()A．电荷沿电场线方向移动，电势能一定增加B．电荷沿电场力方向移动，电势能一定增加C．电荷逆电场力方向移动，电势能一定增加D．电荷沿垂直于电场线方向移动，电势能一定不变电势能课堂练习CD单击此处编辑母版标题样式单击以编辑母版副标题样式

负电荷从A点移到B点时，静电力做负功，电荷的电势能增加。

负电荷从B点移到A点时，静电力做正功，电荷的电势能减少。EAB+V0+V0EAB

正电荷从A点移到B点时，静电力做正功，电荷的电势能减少。

正电荷从B点移到A点时，静电力做负功，电荷的电势能增加。-V0-V0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！单击此处编辑母版标题样式单击以编辑母版副标题样式例3、将电荷+q从A点移到O点。若取O点的电势能为零，则A点的电势能为多少？若电荷的电量为+2q、+3q…则A点的电势能为多少?

即学即练AOEEPA与q的比值有什么特点？FL单击此处编辑母版标题样式单击以编辑母版副标题样式该比值是一个与q无关，仅与电场及A点的位置有关的量。电势能的大小是与试探电荷的电性和电量q都有关，故不能用“电势能”来描述电场的能的性质。AOE电场强度与电势的区别和联系单击此处编辑母版标题样式单击以编辑母版副标题样式例2、如果把q=1.0×10-8C的电荷从无穷远处移至电场中的A点，需克服电场力做功W=1.2×10-4J。那么⑴

q在A点的电势能和在A点的电势各是多少？⑵

q未移入电场前A点的电势是多少

？即学即练解:注意:电势的确定首先要确定零电势处，且电势可以为负。单击此处编辑母版标题样式单击以编辑母版副标题样式沿电场线(场强)方向电势越来越低。即电场线指向电势降低的方向。ABE正功负功如何比较电势的高低减少减少减少增加单击此处编辑母版标题样式单击以编辑母版副标题样式BC即学即练例3、如图所示，电场中有A、B两点，则下列说法中正确的是（

）A、电势ψA>

ψB

场强EA>EBB、电势ψA>

ψB

场强EA<EBC、将+q由A点移到B点，电场力做正功D、将-q分别放在A、B两点时具有电势能EpA>EpB单击此处编辑母版标题样式单击以编辑母版副标题样式E大处φ不一定高；φ高处E不一定大

A点场强大A点电势也高C点场强大但D点电势高思考电场强度大的地方电势是否一定高？oE0

=0φ0

≠0E≠0φ0

=0电势差与场强间有一定的数量关系（U=Ed）；但电势与场强间没有直接的数量关系。场源电荷-Q电势E场源电荷+Q电场中电势相同的各点构成的线或面四、等势线和等势面以点电荷为球心的一族球面正点电荷的电场的等势面负点电荷的电场的等势面以点电荷为球心的一族球面等量异种点电荷的等势面两点电荷连线的中垂面为等势面等量同种电荷电场的等势面形状不规则带电导体周围的电场和等势面单击此处编辑母版标题样式单击以编辑母版副标题样式单击此处编辑母版标题样式单击以编辑母版副标题样式例2、孤立点电荷电场中的一簇等势面如图所示中虚线所示，其电势分别为ψ1、ψ2、ψ3，A、B、C是某电场线与这簇等势面