电场力做功与重力做功课件.ppt

1、试探电荷静止的放入电场中试探电荷静止的放入电场中,将如何运动将如何运动?E 电荷做加速运动电荷做加速运动,一段时间后获得一定一段时间后获得一定的速度的速度,试探电荷的试探电荷的动能增加动能增加.+F什么力对电荷做功什么力对电荷做功? ?什么能转换为动能的呢什么能转换为动能的呢? ?复习回顾复习回顾cosWF L 1、功的计算：、功的计算：2、重力做功有什么特点？、重力做功有什么特点？(1)与路径无关与路径无关,由初末位置的高度差来决定由初末位置的高度差来决定.(2)WG与重力势能的关系与重力势能的关系.12GPPPWEEE(3)重力势能是相对的重力势能是相对的,有零势能面有零势能面.(人为选定

2、人为选定) 重力势能具有系统性重力势能具有系统性功是能量转化的量度！功是能量转化的量度！ 试探正电荷试探正电荷q在电场强度在电场强度为为E的匀强电场中沿几条不同的匀强电场中沿几条不同路径从路径从A点移动到点移动到B点点,静电力静电力对电荷做功分别为多少对电荷做功分别为多少?甲甲EMABqF（1）沿）沿AB直线直线（2）沿）沿AMB折线折线AMqEABFWcos乙乙EMABqFqFAMqEW 102 W(3)沿曲线沿曲线ANB丙丙ENABFAMqEW 一一. .静电力做功的特点静电力做功的特点与电荷的与电荷的起始位置起始位置和和终止位置终止位置有关有关,与与运动路径运动路径无关无关二、电势能二、

3、电势能电场力做功与电势能有什么关系？（联系重力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）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电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能，叫能，叫电势能电势能。物体被举高具有重力势能。物体被举高具有重力势能。1、电荷在电场中具有电势能。、电荷在电场中具有电势能。 重力对物体做正功，物体的重力势重力对物体做正功，物体的重力势能减小能减小 2、电场力对电荷做正功，电荷的电势、电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小能减小 重力对物体做负功，物体的重力重力对物体做负功，物体的重力势能增大势能增大 3、电场力对电荷做负功，电荷的电势能、电场力

4、对电荷做负功，电荷的电势能增大增大重力势能是物体和地球所共有的，重力势能是物体和地球所共有的，具有系统性具有系统性6、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性、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、电势能是标量由此可见，电场力做功与重力做功，电势能由此可见，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。关系帮助理解电势能。重力势能和电势能类比重力势能和电势能类比 重力场中，重力：地球和重力场中，重力：地球和物体之间存在的吸引力

5、物体之间存在的吸引力电场中，电场力：电荷之电场中，电场力：电荷之间的作用力间的作用力有重力就有重力势能有重力就有重力势能Ep= mghEp= mgh数值上等于移到参考点时重力所做的功数值上等于移到参考点时重力所做的功有电场力就有相应的能，叫电势能有电场力就有相应的能，叫电势能EP数值上等于移到参考点时电场力所做的功数值上等于移到参考点时电场力所做的功EpEp由物体和地面间的相对由物体和地面间的相对位置决定位置决定EP由电荷间的相对位置决定由电荷间的相对位置决定电场力做正功，电势能就减少电场力做正功，电势能就减少电场力做负功，电势能就增加电场力做负功，电势能就增加电场力作功，电势能改变电场力作功

6、，电势能改变重力做功，重力势能改变重力做功，重力势能改变重力做正功，重力势能就减少重力做正功，重力势能就减少重力做负功，重力势能就增加重力做负功，重力势能就增加W W重重 = E= EP1P1-E-EP2P2W W电电 = E= EPAPA-E-EPBPB 例例：A和和B为电场中某条电场线上的点，如图：为电场中某条电场线上的点，如图：将将q=410-9的正电荷从的正电荷从A点移到点移到B点需克服点需克服电场力做功电场力做功5 10-7J，则，则 电场方向由电场方向由AB还是还是BA？ 电荷在哪点时电势能大？大多少？电荷在哪点时电势能大？大多少？AB电荷在电荷在B B点具有的电势能多大？点具有的

7、电势能多大？设设A A点的电势能点的电势能0PAE 电场的能的性质也是电场本身的一种属性，电场的能的性质也是电场本身的一种属性，它只能由场源本身所决定，而与电场中有无放入它只能由场源本身所决定，而与电场中有无放入试探电荷无关。而电势能的大小是与试探电荷的试探电荷无关。而电势能的大小是与试探电荷的电量电量q q有关的（因有关的（因q q越大，其所受电场力就越大，越大，其所受电场力就越大，具有的做功本领大，电势能也就大），故不能用具有的做功本领大，电势能也就大），故不能用“电势能电势能”来描述电场的能的性质来描述电场的能的性质. .我们引入一个新的物理量我们引入一个新的物理量“电势电势”来表示它。

8、来表示它。电荷在电场中某一点的电势能与电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值它的电荷量的比值2. 公式公式:qEP3. 单位单位: 伏特伏特 符号为符号为V1 V = 1 J/C三三. 电势电势1. 定义定义:对电势的理解 1：电势的相对性：某点电势的大小是相对于：电势的相对性：某点电势的大小是相对于零点电零点电势势而言的。零电势的选择是任意的，一般选地面和而言的。零电势的选择是任意的，一般选地面和无穷远为零势能面。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电场本身的性质决定的，与放

9、不放电荷及放什么电荷荷无关无关。3：电势是：电势是标量标量4：计算时：计算时EP,q, 都带正负号都带正负号。BAABqWq. 51.沿着电场线方向沿着电场线方向,电势将怎样变化电势将怎样变化?2.如何确定电场中某点的电势如何确定电场中某点的电势?3.电势为负数时电势为负数时,负号表示方向吗负号表示方向吗?电势不断降低电势不断降低应先确定电场中某点的电势为零应先确定电场中某点的电势为零(通常取离场通常取离场源电荷无限远处或大地的电势为零源电荷无限远处或大地的电势为零.)电势是标量电势是标量,只有大小只有大小,没有方向没有方向.负电势只表负电势只表示电势比零电势低示电势比零电势低. 例例3. 将

10、一电量为将一电量为 的点电的点电荷从电场外一点荷从电场外一点P移至电场中某点移至电场中某点A, 电电场力做场力做 功功 ,求求A点的电势点的电势.cq6102J5104解解:设场外一点设场外一点P的电势为的电势为0pJWEPA5104VVqEPAA2010210465从从P A,电场力做的功电场力做的功 PAEW0 点评点评: :电势的确定首先要确定零电势处电势的确定首先要确定零电势处,且电势可以为负且电势可以为负. 练习练习. 如图所示如图所示,在同一条电场线上有在同一条电场线上有A . B .C 三点三点,将将 的点电荷由的点电荷由A点移点移动到动到B点点,电场力做什么功电场力做什么功?做

11、多少功做多少功?电势能电势能变化了多少变化了多少?在将该电荷由在将该电荷由B点移到点移到C点点,电场电场力做什么功力做什么功?做多少功做多少功?电势能变化了多少电势能变化了多少? cq6106VA5VC20BABC高度和电势高度和电势 重力场中，同一物体在不重力场中，同一物体在不同位置，同位置，E Ep p不同。不同。电场中，同一电荷在电场中，同一电荷在电场中的不同位置电场中的不同位置,E,EP P不同。不同。不同物体在同一位置，不同物体在同一位置，E Ep p正比于质量正比于质量m m不同电荷在同一位置，不同电荷在同一位置，E EP P正比于电量正比于电量q qE Ep p/m = gh/m

12、 = gh，h h只与相对位只与相对位置有关置有关E EP P/q /q 叫做电势叫做电势 ， 只与只与相对位置有关相对位置有关 等势面等势面地理上，等高线表示地势的高低。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。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电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面等势面E+等势面等势面等势面的特点：等势面的特点：1、等势面一定跟电场线、等势面一定跟电场线垂直垂直，在同一等势面上的任意，在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力两点间移动电荷，电场力不做功不做功；2、电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势、电场线

13、总是从电势高的等势面指向电势低的等势面，任意两个等势面都面，任意两个等势面都不会相交；不会相交；3、等差、等差等势面越密等势面越密的地方的地方电场强度越大电场强度越大练一练练一练2.如图甲是等量异号电荷的电场线分布如图甲是等量异号电荷的电场线分布图，乙是等量同号点电荷的电场线分布图。图，乙是等量同号点电荷的电场线分布图。AOB是两点电荷的连线的垂直平分线，是两点电荷的连线的垂直平分线，O是连是连线的中点线的中点（1）在甲图中。把单位正试探电荷从）在甲图中。把单位正试探电荷从O点沿点沿OA移动到无限远处，静电力是否做功？电势移动到无限远处，静电力是否做功？电势能是否变化？怎样变化？能是否变化？怎

14、样变化？（2）乙图中，把单位正试探电荷从）乙图中，把单位正试探电荷从O点沿点沿OA移动到无限远处，静电力是否做功？电势能是移动到无限远处，静电力是否做功？电势能是否变化？怎样变化？否变化？怎样变化？小结一、静电力做功的特点：一、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与路径无关，只与起点和终点的位置有关二、电势能：电荷在电场中具有的势能二、电势能：电荷在电场中具有的势能1 1、静电力做的功等于电势能的减少量：、静电力做的功等于电势能的减少量： WWABAB=E=EPAPA-E-EPBPB 静电力做正功，电势能减少静电力做正功，电势能减少 静电力做负功，电势能增加静电力做负功，电

15、势能增加2 2、电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该、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点移动到零势能位置时所做的功3 3、电势能是相对的，须建立零势能参考面。、电势能是相对的，须建立零势能参考面。 电势能有正负之分，负值表示比零还要小电势能有正负之分，负值表示比零还要小练一练练一练1 1：将带电量为：将带电量为6 61010-6-6C C的负电荷从电场中的的负电荷从电场中的A A点移到点移到B B点，克服电场力做了点，克服电场力做了3 31010-5-5J J的功，再从的功，再从B B移移到到C C，电场力做了，电场力做了1.21.21010-5-5J J的

16、功，则的功，则（1 1）电荷从）电荷从A A移到移到B B，再从，再从B B移到移到C C的过程中电势能共改的过程中电势能共改变了多少？变了多少？增加了增加了1.81.81010-5-5J J. E EPCPC=1.8=1.81010-5-5 J J E EPCPC=-1.2=-1.21010-5-5 J JE EPBPB=3=31010-5-5 J J E EPAPA= -3= -31010-5-5 J J （2 2）如果规定）如果规定A A点的电势能为零，则该电荷在点的电势能为零，则该电荷在B B点和点和C C点的电势能分别为多少？点的电势能分别为多少？（3 3）如果规定）如果规定B B点的电势能为零，则该电荷在点的电势能为零，则该电荷在A A点点和和C C点的电势能分别为多少？点的电势能分别为多少？