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浙江省高二物理《1.4 电势能和电势2》(人教版选修3-1)

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    • 1、电势能和电势,引入:静电场与重力场类比,静电场,重力场,对场中的电荷有力的作用,对场中的物体有力的作用,用比值 表示场的强弱,用比值 表示场的强弱,问题:在这一过程中,是什么力在做功?能量间是如何转换的?,回顾:物体从AB重力做的功的情况,表明:物体运动时,重力对它做的功只能跟它的起点和终点的位置有关,而跟物体运动的路径无关。,一、静电力做功的特点,W1=qEAM,2,M,结论: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),回顾:重力做功与重力势能变化关系,将+q由A移到B的过程电场力对电荷做功为:,将-q由A移到B的过程,电场 力对电荷做功为:,做功的过程是一个能量转化的过程,那么电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢?,思考:,二、电势能,1、电势能:电荷在电场中具有的势能叫电势能(与电荷在电场中的位置有关),用EP表示,单位:J,标量,2、静电力做功与电势能变化的关系学.科网,结论:静电力做的功等于电势能的减少量,3、电势能是相对的,与零电势能位置的选取有关。,则:电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该处移

      2、动到零势能位置所做的功,指出:通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零,或把电荷在大地表面上电势能规定为零。,若规定B点的电势能为0,即EPB=0,尽管重力做功与电场力做功很相似,但还是存在很大差异,若正电荷顺电场线移动, 若负电荷顺电场线移动,,存在两种电荷,电场力做正功,电势能减少,电场力做负功,电势能增加,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能,叫电势能EP,EP由物体和零势能面间的相对位置决定,EP由电荷和零势能面的相对位置决定,WG = EP1-EP2,WAB = EPA-EPB,例1:A和B为电场中某条电场线上的点,如图:将q=410-9的正电荷从A点移到B点需克服电场力做功5 10-7J,则 电场方向由AB还是BA? 电荷在哪点时电势能大?大多少?,A,B,例2:将q=-310-6C的正电荷从A点移到B,克服静电力做功610-4J,求: (1)电荷的电势能怎样变化?变化了多少? (2)以B为零势能点,则电荷在A点的电势能EPA=? (3)如果把电荷从B

      3、点移到C点,静电力做功 910-4J,电荷的电势能怎样变化?变化了多少? (4)如选C点为零势能点,则E=?,P,思考:在水平向右匀强电场中,取O点的电势能为零, 则正电荷q在A点的电势能为多少?学.科网,EPA = q E L COS,三 电势,小结:对于某一确定的电场及确定的位置这个比值是不变,则它能反映电场的某种性质。,1. 定义式:,2. 单位: 伏特 符号为V,1 V = 1 J/C (标量),三. 电势,1):电势的相对性:某点电势的大小是相对于零点电势而言的。零电势的选择是任意的,一般选地面和无穷远为零势能面。 2):电势的固有性: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。 3):计算时EP,q, 都带正负号。,3. 电势的理解:,小结:场强E反映了电场力的性质,电势反映了电场能的性质。,1.沿着电场线方向,电势将怎样变化?,2.如何确定电场中某点的电势?,结论:沿着电场线方向,电势降落最快,3.在电场中,电场强度为零的位置,电势也一定为零吗?反之也成立吗?,例1、判断下列说法是否正确: 1.电场线越密的位置,电势越高 2.与零电势点电

      4、势差值越大的位置,电势越高 3.电势越高的位置,电场强度越大 4.电势为零的位置,电场强度一定为零 5.电场强度为零的位置,电势一定为零 6.电荷沿电场线方向运动,电荷所在位置的电势越来越低 7.电荷沿电场线方向运动,所具有的电势能越来越小 8.电荷在电势越高的位置,电势能越大 9.电荷所具有的电势能越大的位置,电势越高,例2. 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:,设场外一点P的电势为,点评:电势的确定首先要确定零电势处,且电势可以为负.,高度和电势,重力场中,同一物体在不同高度处,Ep不同。,电场中,同一电荷在不同电势处,EP不同。,不同物体在同一位置, Ep正比于质量m,不同电荷在同一位置, EP正比于电量q,Ep/mg = h,h只与相对位置有关,EP/q 叫做电势 , 只与相对位置有关,地理上,等高线表示地势的高低。 在电场中常用等势面来表示电势的高低。 电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面,三.等势面的性质,例1:如图所示,三个等差等势面上有a、b、c、d四点,若将一个正电荷由c经a移动到d电场力做正功W1,若由c经b移动到d电场力做正功W2,则:,例2:如图所示,a、b、c、d为某电场中的等势面,一带正电粒子飞入电场后只在电场力作用下沿M点到N点的虚线运动由图可知,四个等势面电势a、b、c、d由高到低的排列顺序是_,带电粒子在M、N两点中,电势能较大的是_点,例3:如图所示,虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面,它们的电势分别为 、 和 ,一带正电粒子射入电场中,其运动轨迹如实线KLMN所示。由图可知: A、粒子从K到L的过程中,电场力做负功 B、粒子从L到M的过程中,电场力做负功 C、粒子从K到L的过程中,电势能增加 D、粒子从L到M的过程中,动能减少,

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