物理选修31教学课件1.4电势能和电势

1、第一章 第4节 电势能、电势,基础知识：,B、 EAEB,C、 EAEB,D、 EA、EB的大小关系不确定,A、 EA=EB,如何理解公式E=F/q与E=kQ/r2的区别 ？,基础知识：,问： P点的场强Ep是否等于kQ/r2?,P,+Q,思考：,石子的动能从何而来？,弹性势能,思考：,箱子的动能从何而来？,化学能,弹性势能：,原长,压缩,拉伸,势能,势能,能量的转化与守恒： 能量不可能凭空产生也不可能凭空消失，只能转移或转化，并保持总量守恒！,静止,静止,由于电荷间具有相互作用力，所以电荷在力的作用下便会有运动的趋势，这种趋势就是一种隐藏的能，叫电势能。,一、静电力做功有什么特点?,W =

2、F|AB| cos,= q E|AM|,1.将电荷q从A沿直线移至B:,2.将电荷q从A沿折线移至B:,对AM:,W1 = q E |AM|,对MB:,W2 = 0,对全程:,W = W1 + W2= q E|AM|,3.将电荷q从A沿曲线移至B:,W = W1 + W2 + W3 + = q E|AM|,W1 = q E x1,W2 = q E x2,W3 = q E x3, ,x1 + x2 + x3 +=?,X1,x2,4.将电荷q从A沿其它曲线移至B，静电力做功？,5. 如果移动负电荷，14结论又如何？,E,6. 静电力做功有什么特点？,在匀强电场中移动电荷时,静电力做的功,与电荷经过

3、的路径无关,与电荷的起始位置和,终止位置有关,与初、末两点在电场线上的距离有关,二、回顾重力做功的特点是什么?,A,B,C,1.在这三次情况下,重力做功关系？,2.WG = m g h,3.可以引进重力势,能的概念,三、电势能,1. 因为在电场中移动电荷时静电力做功与移动,路径无关,所以电荷在电场中有电势能(Ep),思考与讨论：,如果电荷沿不同路径移动电荷时静电力做的功不一样，还能建立电势能的概念吗？为什么？,电势能：,E,F,F,如何增加或减小电势能？,重力势能：,势能减少,势能增加,G,G,沿着力的方向运动：势能减 逆着力的方向运动：势能增,同减反增,讨论:下列电荷在电场中移动时,静电力做

4、什么功?,电荷的电势能如何变化?,若在电场中移动的是负电荷呢?,2.静电力对电荷做正功 ,电荷的电势能减少,(负功),WAB = EPA - EPB,(增加),静电力做的功等于电势能的减少量.,三、电势能,1.因为在电场中移动电荷时静电力做功与移动,路径无关,所以电荷在电场中有电势能(EP),2.静电力对电荷做正功 ,电荷的电势能减少,(负功),WAB = EPA EPB (功是能量转化的量度),(增加),静电力做的功等于电势能的减少量.,3.电势能具有相对性,电荷在某点的电势能,等于静电,力把它从该点移动到零势能位置时所做的功,(通常把离场源无限远处或大地表面的电势能规定为零),若规定无限远

5、处电势能为零,那么:,?,EPA = q E L COS,讨论:,2.若取B点的电势能为零,则A点的电势能为多少?,1.若在AB两点间分别移动正、负电荷，请比较电荷电势能的变化,3.点电荷的电量为2q、 3q、,4.分析EPA/q一定吗？,EPA / q = E L COS,5.点电荷的电量为-q、-2q、 -3q、 则A点的电势能为多少?, 则A点的电势能为多少?,电势能与电量的比值为多少?,电荷在电场中某一点的电势能与,1 V = 1 J/C,四、电势（从能量的角度描述电场的性质）,1. 定义:,它的电荷量的比值,2. 公式:,3. 单位: 伏特(V),(计算时要代入正负号),例2. 试探

6、电荷q1放在电场中的A点,电势能为E(规定无限远处电势能为零),A点的电势为_,若把试探电荷q1换成试探电荷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).,若现在不取无限远处电势能为零,A点的电势还是 吗?,1. 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.),例3. 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:,场外一点P的电势为,点评:计算电势首先要规定零电势处,且电势可以为负.,WPA = EPP - EPA,1. 电势具有相对性,确定电势,应先规定电场中某处的电

7、势为零.(通常规定离场源电荷无限远处或大地的电势为零.),电场线指向电势降低的方向.,3.沿电场线方向电势降低,1.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.(通常取离场源电荷无限远处或大地的电势为零.),2. 电势是标量,有正负,数值取决于零电势的选取.(负电势表示该处的电势比零电势处电势低.),例4. 把 的试探电荷放在电场中的A点,具有 的电势能,求A点的电势.,若把 的试探电荷放在电场中的A点,电,荷所具有的电势能是多少?,若把 的试探电荷放在电场中的A点,电,荷所具有的电势能又是多少?,五.等势面 电场中电势相等的点构成的曲面叫做等势面。 【约定】 为了使等势面能够反映

8、电场的强弱，通常使相邻等势面之间的电势差相等。,等势面的性质 1.沿着等势面移动电荷时，电场力所作的功为零。 2.在任何静电场中电场线与等势面是互相垂直的。 3.等势面愈密(即间距愈小)的区域，场强愈大。,2.等势面,等量异号点电荷的电场,等量同号点电荷的电场,正点电荷的电场,孤立带电体的电场,复习:电场力做功与电势能的变化,a.从做功的角度来看：,b.从电荷的移动方向上来看：,顺着电场线移动,正电荷,电势能减少,负电荷,电势能增加,电场力做正功，电势能减少； 电场力做负功，电势能增加。,电场力做正功,电场力做负功,顺着电场线移动,WAB = EPA - EPB,说明： 1、零电势点的选择可以

9、是任意的。,2、电势的高低是相对的，两点之间的电势差是 一定的，与零电势点的选取无关。,3、电势的正负表示与零电势点的电势相比是高 还是低。,4、沿电场线的方向，电势越来越低。,1、是非题（并简要说明理由。） A、电荷沿电场线方向移动时，其电势能一定减小。 B、检验电荷在电场中某点所受的电场力很大时，它在 该点具有的电势能也一定大。 C、把两个异号电荷靠近时，电荷电势能增大。 D、电荷在电场中移动时，若电场力对电荷做正 功，电荷的电势能一定减小.,课堂训练：,2、图为电场中的一条电场线，A、B为这条电场线上的两点，则 A、B点的场强一定比A点的小 B、B点的电势一定比A点的低 C、将电荷从A点移到B点，电荷的电势能一定减小 D、A点的正电荷在只受电场力作用下一定沿电场线运动到B点,B,3、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