电势能和电势

1、电势能和电势,若把一个静止的试探电荷放入电场中,它将如何运动?,电荷做加速运动,一段时间后获得一定的速度，试探电荷的动能增加。,电荷在电场中具有跟位置相关的能电势能。,什么能转化为动能的呢?,正试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中沿几条不同路径从A点移动到B点,静电力对电荷做功分别为多少?,一、静电力做功的特点,沿直线AB,W=F|AB|cos=qE|AM|,一、静电力做功的特点,沿折线 AM B,AM过程：W1=qE|AM|,MB过程： W2=0,W=qE|AM|,一、静电力做功的特点,沿曲线 A B,N,M,可以用无数组跟静电力垂直和平行的折线来逼近曲线ANB，与静电力平行的短折线的长度之

2、和等于|AM|。,W=qE|AM|,一、静电力做功的特点,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。,(对于非匀强电场也适用),一、静电力做功的特点,由于移动电荷时静电力做的功与移动的路径无关，电荷在电场中具有跟位置相关的能，叫电势能。,功是能量转化的量度！,重力做正功，重力势能减少; 重力做负功，重力势能增加。,重力做功与路径无关,由初末位置的高度差h来决定。,重力势能,零势能面,EPA=mgh1,EPB=mgh2,正电荷从A点移到B点时,电场力做正功,电荷的电势能减少。,正电荷从B点移到A点时,电场力做负功,即电荷克服静电力做功,电荷的电势

3、能增加。,如果是负电荷，情况如何？,二、电势能,重力做的功等于重力势能的减少量,静电力做的功等于电势能的减少量,重力势能的减少量,电势能的减少量,二、电势能,电势能是相对的，与零电势能面的选定有关。,EPB =0,零势能参考点,电荷在某点的电势能，等于把它从该处移动到零势能位置时静电力所做的功。,二、电势能,EPB =0,电荷在某点的电势能，等于把它从该处移动到零势能位置时静电力所做的功。,正电荷从A点运动到B点过程,若,二、电势能,零势能参考点,若,EPB =0,负号表示电势能的高低,电荷在某点的电势能，等于把它从该处移动到零势能位置时静电力所做的功。,负电荷从A点运动到B点过程,二、电势能

4、,零势能参考点,通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为0，或把电荷在大地表面的电势能规定为0。,电势能是相对的，与零电势能面的选定有关。,二、电势能,（1）比较正试探电荷q在A、B点时具有电势能EPA和EPB的大小关系；,（2）比较负试探电荷q在A、B点时具有电势能EPA和EPB的大小关系。,（3）把场源电荷Q换成负电荷，以上（1）（2）中的结果又如何？,讨论,1下图中MN为电场中某一条电场线，方向向右，在电场线上取两点a、b， 今将一正电荷q从a点移到b点则（ ） A.电场力做正功，q的电势能增加；B.电场力做负功，q的电势能增加；C.电场力做正功，q的电势能减少；D.电场力做负功，q

5、的电势能减少。,C,课堂练习,若q为负点电荷呢？,F做正功,2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。,课堂练习,ABC,电场的力的性质我们必须用场强E来描述，那么电场的能的性质我们又应该用什么物理量来描述呢？ 能否用“电势能”呢？,该比值是一个与q无关，仅与电场及A点的位置有关的量。,该比值称为A点的电势,零势能参考点,1.定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。,2.定

6、义式：,与重力势能EP=mgh相类比,电势与高度h相类似,三、电势,3.单位：伏特，符号为V,4.电势只有大小，没有方向，是标量,5.电势具有相对性,电势是相对于零势能参考点的，一般选取无穷远电势为0，实际应用中常取大地电势为0,6.沿电场线 (场强)方向电势越来越低。,三、电势,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AB，场强EAEB B.电势AB，场强EAEpB,课堂练习,正电荷在高电势处电势能大 负电荷在低电势处电势能大,BC,2.在等势面上移动电荷，电场力做功为零。,4.电场线从高等势面垂直指向低等势面。,1.定义：电场中电势相同的各点构成的面，叫做等势

7、面。,3.等势面与电场线垂直。,与等高线相类比,四、等势面,带电体周围的电场和等势面,四、等势面,4.关于等势面，正确的说法是（）A电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功B等势面上各点的场强大小相等C等势面一定跟电场线垂直D两不同电势的等势面不能相交,课堂练习,CD,5.孤立点电荷电场中的一簇等势面如图所示中虚线所示，a、b、c是某电场线与这簇等势面的交点，其电势分别为1、2、3，且ab=bc.现将一负电荷由a移到b，电场力做正功W1；再由b移至C，电场力做正功W2.则（ ） A.W1= W2，123 B.W1W2，123 C.W1W2，123 D.W1W2，123,C,课堂练习,6.

8、 如图所示,在同一条电场线上有A 、B、C 三点，将 的点电荷由A点移动到B点，电场力做多少功？电势能变化了多少？再将该电荷由B点移到C点，电场力又做多少功?电势能变化了多少?,课堂练习,7.在电场中一条电场线上有A、B两点,如图所示，若将电荷q1=-2.010-7C从A点移到B点，电场力做了-4.010-4J的功。 (1)以B点为零电势点，A等于多少? (2)电场线的方向如何? (3)如将电荷q2=+1.010-7C从A点移到B点， A等于多少?电场力做了多少功?,课堂练习,8.如图所示,水平固定的小圆盘A,带电量为Q,电势为零,从圆盘外O静止释放一质量为m,带电量为+q的小球,由于电场力的作用,小球竖直上升的高度可达盘中心竖直线上的c点,Oc=h,又知道过竖直线上的b点时,小球速度最大,则在Q所形成的电场中,可确定的物理量是（ ） A. b点的场强 B. c点的场强 C. b点的电势 D. c点的电势,课堂练习,AD,9 .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