1-4电势能和电势.ppt

一个试探电荷在电场中某点由静止释放,将如何运动?,,在电场力作用下电荷做加速运动,一段时间后获得一定的速度,试探电荷的动能增加.,,什么能转换为动能的呢?,一、静电力做功有什么特点?,让试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中沿几条不同路径从A点运动到B点，我们来计算这几种情况下静电力对电荷所做的功一、静电力做功有什么特点?,W = qE·|AB| cosθ,= qE·|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:,AM:,W1 = q E ·|AM|,MB:,W2 = 0,全程:,W = W1 + W2= q E·|AM|,,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？,WAB=qE·|AM|,,4. 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,与电荷经过的路径无关,与电荷的起始位置和,终止位置有关.,说明：结论虽然是从匀强电场中推导出来的，但可以证明，对于非匀强电场也是适用的,思考：这一特点与之前学过的什么力做功相似？,,,,,A,B,C,WG = m g h,引进了重力势,能的概念,复习回顾,1、功的计算：,2、重力做功的特点：,(1)与路径无关,由初末位置的高度差来决定.,(2)重力做功WG与重力势能变化的关系,(3)重力势能是相对的,须选定零势能参考面,重力做正功，重力势能减少重力做负功，重力势能增加,电场力做功与电势能有什么关系？（联系重力 做功与重力势能的关系）,电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能叫电势能，符号 。

物体被举高具有重力势能1、电荷在电场中具有电势能重力对物体做正功，物体的重力势能减小,2、电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小,重力对物体做负功，物体的重力势能增大,3、电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大,二、电势能,重力做多少功，物体重力势能就变化多少4、电场力做多少功，电荷电势能就变化多少重力势能是相对的，与零势能面有关,5、电势能是相对的，与零电势能面有关,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电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该处移动到零势能位置所做的功.,注意：正负号,重力势能是物体和地球所共有的，具有系统性,6、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性,7、电势能是标量,由此可见，电场力做功与重力做功，电势能与重力势能都很相似，所以大家在学习电势能过程中应该多联系重力做功与重力势能的关系帮助理解电势能尽管重力做功与电场力做功很相似，但还是存在很大差异,正电荷顺电场线移动，电场力做正功，电势能减少 负电荷顺电场线移动，电场力做负功，电势能增加 正电荷逆电场线移动，电场力做负功，电势能增加 负电荷逆电场线移动，电场力做正功，电势能减少,—存在两种电荷,,,电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小,电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大,电场力做的功等于电势能的减少量,二、电势能,,例1. 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?,电势能减少了103J,+,练习：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5×10－6J的功，那么 ( )A．电荷在B处时将具有5×10－6J 的电势能B．电荷在B处将具有5×10－6J 的动能C．电荷的电势能减少了5×10－6J D．电荷的动能增加了5×10－6J,CD,例2．右图中MN为电场中某一条电场线方向向右，取两点a、b 。

今将一电荷＋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C,例3：A和B为电场中某条电场线上的点，如图：将q=4×10-9的正电荷从A点移到B点需克服电场力做功5 ×10-7J，则 ⑴电场方向由A→B还是B→A？ ⑵电荷在哪点时电势能大？大多少？,,,A,B,,,,,,+,+,+,引入：,取O点的电势能为零, 则:,EPA = q E L COSθ,,讨论电势能与电荷的比值?,该比值称为A点的电势,该比值是一个与q无关，仅与电场及A点的位置有关的量三. 电势：描述电场的能的性质的物理量,电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值,2. 公式:,3. 单位: 伏特（V）,,1 V = 1 J/C,1. 定义:,三. 电势：描述电场的能的性质的物理量,（适用于任何电场）,4、电势只有大小，没有方向，是标量,对电势的理解,5. 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.(零电势的选择是任意的，通常规定离场源电荷无限远处或大地的电势为零.),6.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。

即 与Ep、q无关,7.计算时EP、q、 都带正负号,高度（地势）和电势类比,,电场中，同一电荷在电场中的不同位置,EP不同重力场中，同一物体在不同位置，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/m = gh，h只与相对位置有关,EP/q 叫做电势 ， 只与相对位置有关,沿电场线方向，电势如何变化呢?,,试探电荷+q放在A点或B点，在电场力的作用下移至无限远EPA＞EPB,,,电场力做正功，电势能降低沿电场线方向电势如何变化呢?,,同理，如果试探电荷-q放在A点或B点，在电场力的作用下移至无限远EPA

2：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3：电势是标量4：计算时EP,q, 都带正负号5:沿电场线，电势逐渐降低四、等势面,1.电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面2.等势面的特点：（1）在同一等势面上各点电势相等，所以在同一等势面上移动电荷，电场力不做功WAB=EPA-EPB=qφA-qφB=0（2）电场线与等势面垂直，并且由电势高 的等势面指向电势低的等势面（3）等差等势面越密的地方，电场强度E越大（4）等势面不相交、不相切几种典型电场的等势面：,1、点电荷电场中的等势面：以点电荷为球心的一簇球面,2、等量异种点电荷电场中的等势面：两簇对称曲面,3、等量同种点电荷电场中的等势面：两簇对称曲面,5、匀强电场中的等势面：垂直于电场线的一簇平面,4、形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面,例1、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,练习：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：（ ）,课堂小结,静电力做功特点：与路径无关电势的概念：判断电势高低的方法：沿电场线电势降低等势面：电场中电势相同的各点构成的面等势面的特点：,。