电势能和电势.ppt

1、第4节,第一章 静电场,电势能 电势,1,只在电场中,静止释放试探电荷,将如何运动?动能如何变化?,无论是正电荷还是负电荷,只在电场力作用下从静止开始都会做加速运动,一段时间后获得一定的动能.,动能是由什么能转化而来的呢,2,一、静电力做功特点,1.在匀强电场中移动电荷时,静电力做功与电荷经过的路径无关,与电荷的始末位置有关.,2.可以证明:在非匀强电场中也适用,即:静电力做功与电荷运动路径无关,只与电荷的始末位置有关.,3,移动物体时重力做功与运动路径无关,同一物体在地面附近的同一位置具有确定的重力势能.,二、电势能,1、电势能:电荷在电场中受到电场力而具有的与位置有关的势能叫做电势能。符号

2、：Ep,4,WG = Ep1 - Ep2,正,负,减少,增加,重力做的功等于重力势能的减少,物体克服重力做的功等于重力势能的增加,回顾一下:重力做功与重力势能有何关系?,电场力做功与电势能有什么关系?,5,电场力做功与电势能有什么关系?,6,电场力做的功等于电势能的减少量,WAB = EPA - EPB,二、电势能,2、电场力做功与电势能关系:,电场力做正功，电势能减少;,电场力做负功，电势能增加.,1、电势能:电荷在电场中受到电场力而具有的与位置有关的势能叫做电势能。符号：Ep,无论正电荷还是负电荷:,7,研究电场力做功只能确定电荷的电势能的变化,我们能不能确定电荷在电场中某点的电势能呢?,

3、在重力场中,我们可先选取零重力势能点或面,然后就可确定重力场中某点的重力势能了.,同理:我们也可选取一个零电势能点,然后来确定电场中其他点的电势能.,8,2.如图,在场强 的匀强电场中,点电荷q=+1c从A移动到B,AB相距L=1m, 电场力做功为多少?电势能如何变化?若规定EPB=0,则EPA=?,A,B,练一练:,9,2).电势能是标量，有正有负，正负表示大小。(负电势能表示比零电势能小),3.电势能大小:电荷在某点的电势能,等于把它从该点移动到零势能位置时静电力所做的功.,二、电势能,2.电场力做功与电势能关系:,1.电势能:电荷在电场中受到电场力而具有的与位置有关的势能叫做电势能。符号

4、：Ep,令 EPB=0 , 则 WAB = EPA-0 即: EPA = WAB,WAB = EPA - EPB,4.特点:,1)电势能具有相对性,与零势能位置的选取有关,通常取无限远处或大地的电势能为零.,10,3).电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性.,5.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电势能EP,Ep由物体和地面间的相对位置决定与零势能面选取有关,EP由电荷在电场中相对位置 决定,与零势能点选取有关,W重 = EP初-EP末,W电 = EP初-EP末,11,3、下

5、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。,练一练:,12,4、一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场力做了5106J的功，那么 ( ) A电荷在B处时将具有5106J 的电势能 B电荷在B处将具有5106J 的动能 C电荷的电势能减少了5106J D电荷的动能增加了5106J,练一练:,13,5、将带电量为610-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了310-5J的功，再从B移

6、到C，电场力做了1.210-5J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1.810-5J.,EPC=1.810-5 J,EPC=-1.210-5 J,EPB=310-5 J,EPA= -310-5 J,练一练:,14,6.如图所示,在等量正点电荷形成的电场中,它们连线的中垂面ab上, 有一电子,从静止开始由a运动到b的过程中(a、b相对O对称),下列说法正确的是( ) A.电子的电势能始终增多 B.电子的电势

7、能始终减少 C.电子的电势能先减少后增加 D.电子的电势能先增加后减少,练一练:,15,7.如图所示，点电荷的静电场中电场线用实线表示，但其方向未标明，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹。a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受到电场力作用，根据此图可作出正确判断的是( ) A.带电粒子电性 B.带电粒子在a、b两点的受力方向 C.带电粒子在a、b两点的速度何处较大 D.带电粒子在a、b两点的电势能何处较大,练一练:,16,8.一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图虚线所示,电场方向竖直向下.若不计空气阻力,则此带电油滴从a运动到b的过程中,能量变化情况为( ),E,a,b,A.

8、动能减小 B.电势能增加 C.动能和电势能之和减少 D.重力势能和电势能之和增加,练一练:,17,18,19,电势,电势能的大小与检验电荷的电量q和电性都有关，故不能用“电势能”来描述电场的能的性质。,同一位置:不同电量和不同电性的检验电荷的电势能与电量的比值不变;不同位置:比值一般不同.,电荷的电势能与位置有关,如何反映电场中“位置”这一能的特性?,20,1、定义:检验电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值.(反映电场的能的性质),三、电势,2、公式:,3、单位: 伏特(V),(计算时要代入正负号),1 V = 1 J/C,电荷在零电势处的电势能为零,21,9. 检验电荷q1放在电场中

9、的A点,电势能为Ep(规定无限远处电势能为零),A点的电势为_,若把检验电荷q1换成检验电荷q2放在电场中的A点,A点的电势为_ (仍规定无限远处电势能为零).,练一练:,22,10. 将一电量为 的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点的电势.,解:,求某点电势要先规定零电势点,电势可以为负,练一练:,23,11.沿着电场线方向,电势将怎样变化?,电场线指向电势降低的方向.,练一练:,24,12.如图所示，是负点电荷产生的电场中的一条电场线。一个带正电的粒子（不计重力）从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示，则该带电粒子在a点的加速度一定在b点的加速度。带电粒子在a

10、点的电势一定在b点的电势。（填“大于”,“小于”和“等于”）。,小于,大于,N,b,a,-,练一练:,25,2).电势具有相对性,确定电势,应先规定电场中某处的电势为零.(通常规定离场源电荷无限远处或大地的电势为零.),3).电势是标量,有正负,表示大小.数值取决于零电势点的选取.(负电势表示该处的电势比零电势处电势低.),4.特点:,1).电场中某点的电势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,26,2).电势具有相对性,确定电势,应先规定电场中某处的电势为零.(通常规定离场源电荷无穷远处或大地的电势为零.),3).电势是标量,有正负,表示大小.数值取决于零电势点的选取

11、.(负电势表示该处的电势比零电势处电势低.),4.特点:,1).电场中某点的电势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,4).沿着电场线方向电势降低,逆着电场线的方向电势升高.,5).正电荷在高电势处电势能大,负电荷在低电势处电势能大.,27,13.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A B 场强EAEB B、电势A B 场强EAEpB,练一练:,28,电势差,1、定义：电场中电势相同的各点构成的面.,四、等势面,2、几种常见电场的(等差)等势面分布,31,1、定义：电场中电势相同的各点构成的面.,类比地理等高线,点电荷的等势面,2、几种常见

12、电场的(等差)等势面分布,四、等势面,32,等量异种点电荷的等势面,1、定义：电场中电势相同的各点构成的面.,2、几种常见电场的(等差)等势面分布,四、等势面,33,等量同种点电荷的等势面,1、定义：电场中电势相同的各点构成的面.,2、几种常见电场的(等差)等势面分布,四、等势面,34,一头大一头小的导体的等势面,1、定义：电场中电势相同的各点构成的面.,2、几种常见电场的(等差)等势面分布,四、等势面,35,匀强电场的等势面,1、定义：电场中电势相同的各点构成的面.,2、几种常见电场的(等差)等势面分布,四、等势面,36,1）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（或

13、E）等势面，且由电势较高的等势面指向电势较低的等势面,4）等势面密处电场线密、场强大，等势面疏处电场线疏、场强小.,3）不同等势面在空间不相交.,3、等势面的特点：,5）沿电场线方向电势降低最快,6）匀强电场中沿任意直线电势均匀变化。,37,4等势面与电场线的区别与联系,38,电场强度大的地方电势是否一定高？反之又如何呢？,E大处高,E大处低,39,电势与电场强度的关系,1.E大处不一定高；高处E不一定大,2.E为零处不一定为零，为零处E不一定为零,电势与电场强度无直接联系,40,14.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两等势面不能相交,练一练:,41,15.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1、2、3，A、B、C是某电场线与这簇等势面的交点，且ab=bc.现将一电荷由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.W1=W2，123 C.W1W2，123 D.W1W2，123,练一练:,42,17.下列说法正确的是( ) A、在等势面上移动电荷，电场力总是不做功 B、电荷从A点移到B点，电场力做功为零，则电 荷一定是沿等势面移动的 C、在同一个等势面