高二物理静电场第四节电势能与电势课件.ppt

1、电势能和电势,点电荷只在静电力作用下，,一、电场能的性质,动能越来越大。,电荷在电场中具有能的性质,速度越来越大，,做加速运动，,动能是什么能转化来的？,思考：电荷在电场中具有的能量与其它能量 是通过什么途径相互转化呢？,一、静电力做功的特点,B,M,A,F,q,W甲= F|AB|cos=qE|AM|,情景：把正电荷沿不同路径从A点移到B， 求相应过程中静电力做功？,+,甲,乙,丙,沿甲路径静电力做功:,沿乙路径静电力做功:,沿丙路径静电力做功:,W乙= qE|AM|,W丙= qE|AM|,沿任意路径静电力做功:,W任意=qE|AM|,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

2、有跟位置相关的能，这种能叫做电势能，用EP表示。,在电场中移动电荷时，静电力做功与路径无关，只取决于初、末位置,与重力做功特点相类比,二、静电力做功的特点,三、电势能（EP）,重力势能减少,电势能减少,重力势能增加,电势能增加,静电力做正功，电势能减少；,静电力做负功，电势能增加。,与重力做功跟重力势能变化关系相类比,三、电势能,重力做的功是重力势能变化的量度,静电力做的功是电势能变化的量度,重力势能的变化量,电势能的变化量,理解：,1、电场力做正功，电势能减少，减少的电势能等于电场力所做的功,2、电场力做负功，电势能增加，增加的电势能等于克服电场力所做的功,三、电势能,设EPB =0,电荷在

3、某点的电势能，等于静电力把它从该点移到零势能位置时所做的功。,零势能参考点,若,电势能的大小与电荷的正负有关,若换成负电荷q,例1. 如图,在场强E=103N/C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?,电荷在B点具有的电势能多大？,电势能减少,设A点的电势能,WAB = EPAEPB =103J,思考：电势能为负表示的物理意义是什么？,+,电荷在电场中电势能具有相对性，有正、负之分,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

4、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。,例与练,2、如图所示,电子沿一条电场线MN从a点运动到b点,电势能增加，则 （ ） A.电场力做正功，电场方向从M指向N； B.电场力做正功，电场方向从N指向M ； C.电场力做负功，电场方向从M指向N ； D.电场力做负功，电场方向从N指向M。,例与练,v,e,F,电场力做负功,E,该比值是一个与q无关，仅与电场及A点的位置有关的量。,四、电势,设EPB =0,该比值称为A点的电势,零势能参考点,四、电势,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、定义式：,3、单位：伏

5、特，符号为V（1J/C）,4、电势只有大小，没有方向，是标量，与试探 电荷无关，反映电场本身的属性,5、沿电场线 (场强)方向电势越来越低,点电荷电场中电势的分布情况,电势具有相对性,有正、负之分，（电势是相对于零势能参考点的）,四、电势,6、变形公式,例1、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，静电力做了-4.010-4J的功，以B点为零电势点。 (1) 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?,电场中某点的电势与检验电荷无关。,练习、如图所示，电场中有

6、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,电荷电势能的大小确定的方法,正电荷在高电势处电势能大，负电荷在低电势处电势能大,五、等势面,1、定义：,电场中电势相同的各点构成的面，叫做等势面。,2、匀强电场的等势面,寻找等势面,垂直电场线的平行平面,3、等势面的特点,1、同一等势面上各点电势相等,2、电荷沿同一等势面运动，电场力不做功,3、电场线一定与等势面垂直,4、电场线由电势高的等势面指向电势低 的等势面,总结：,5、处于静电平衡状态的导体是一个等势体，其表面为等势面,例1、关于等势面，正确的说法是（）A电荷在同一等势面上移动时不受静

7、电力作用，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,电场力做正功，电势能减少；,三、电势能,电场力做负功，电势能增加。,与重力做功跟重力势能变化关系相类比,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,E

8、PC=-1.210-5 J,EPB=310-5 J,EPA= -310-5 J,6.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,例与练,9、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=ac.现将一负电荷由a移到b，电场力做正功W1；再由

9、b移至C，电场力做正功W2.则（） A、W1=W2，123 B、W1=W2，123 C、W1W2，123 D、W1W2，123,2、右图中MN为某电场中一条电场线，方向向右，在MN上取两点a、b，今将一正点电荷q从a移到b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的电势能减少。,若q为负点电荷呢？,例与练,v,F,q,F做正功,总结：,2、静电力对电荷做功衡量电荷的电势能变化,4、电势能是相对的，与零电势能面有关， 且有正、负之分,3、电荷在某点的电势能等于将电荷由该点 移动到零电势能点的过程电场力做的功,1、静电力做功的特点： 与路径无关，只与起点和终点的位置有关,静电力做正功，电势能减少 静