物理人教版《电势能和电势》上课课件1.ppt

1、4、电势能和电势电势能和电势复习回顾复习回顾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.(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！21PPGEEW一、静电力做功的特点一、静电力做功的特点 正电荷正电荷q在电场在电场强度为强度为E的匀强的匀强电场中由电场中由A运动运动到到M电场力做功电场力做功吗？做了多少功？吗？做了多

2、少功？Eqq受力吗？多大？AMW=qEAMF求试探电荷求试探电荷q沿直线沿直线AB移动到移动到B时电场时电场力做的功：力做的功：E+q ABMcosWFABqEAMFcosWF L E+q ABWqEAMM求试探电荷求试探电荷q沿曲线由沿曲线由A移动到移动到B时电场时电场力做的功：力做的功：结论：结论：在在匀强电场匀强电场中移动电荷时，静电力做的功中移动电荷时，静电力做的功与电荷的与电荷的起始位置和终止位置起始位置和终止位置有关，但与有关，但与电荷经过的电荷经过的路径路径无关。无关。(对于非匀强电场也适用对于非匀强电场也适用)这与什么力做功像似呢？如图所示，在如图所示，在一个正电荷一个正电荷Q

3、形形成的电场中，将成的电场中，将+q从从A点由静止点由静止释放，只在电场释放，只在电场力的作用下，该力的作用下，该电荷怎么运动？电荷怎么运动？电场力做正功还电场力做正功还是负功？点电荷是负功？点电荷+q的动能怎么变？的动能怎么变？做功的过程是一个做功的过程是一个能量转化的过程，能量转化的过程，那么电场力做功的那么电场力做功的过程是什么能转化过程是什么能转化为什么能呢？为什么能呢？+A B二、电势能二、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电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能，叫

4、置有关的能，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、电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大增大AB+AB21PPGEEWPBPAABEEW 重力做多少功，物体重力势能重力做多少功，物体重力势能就变化多少。就变化多少。4、电场力做多少功，电荷电势能就变、电场力

5、做多少功，电荷电势能就变化多少。化多少。重力势能是相对的，与零势能面有关重力势能是相对的，与零势能面有关5、电势能是相对的，与零电势能面有关、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通常把电荷在离场源电荷无限远处无限远处的电势的电势能规定为能规定为零零，或把电荷在，或把电荷在大地表面大地表面上电势上电势能规定为能规定为零零。电荷在某点的电势能，等于静电力把它从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该处移动到零势能位置所做的功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、电势能是电

6、荷和电场所共有的，具有系统性性7、电势能是标量，负值说明该点的电势能、电势能是标量，负值说明该点的电势能小于零。小于零。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。8、在、在 中，如果取中，如果取B点为点为零电势点，则零电势点，则A点的电势能点的电势能EPA=WAB，即：电，即：电荷在电场中的电势能等于将电荷由该点移到零荷在电场中的电势能等于将电荷由该点移到零电势点电场力所

7、做的功电势点电场力所做的功。PBPAABEEW尽管重力做功与电场力做功很相似，但还是存尽管重力做功与电场力做功很相似，但还是存在很大差异在很大差异 正电荷顺电场线移动，正电荷顺电场线移动，电场力做正功，电势能减少电场力做正功，电势能减少 负电荷顺电场线移动，负电荷顺电场线移动，电场力做负功，电势能增加电场力做负功，电势能增加 正电荷逆电场线移动，正电荷逆电场线移动，电场力做负功，电势能增加电场力做负功，电势能增加 负电荷逆电场线移动，负电荷逆电场线移动，电场力做正功，电势能减少电场力做正功，电势能减少存在两种电荷存在两种电荷AB+AB例例1右图中右图中MN为电场中某一条电场线方为电场中某一条电

8、场线方向向右，在线取两点向向右，在线取两点a、b 今将一电荷今将一电荷q从从a移到移到b则则（）A.电场力做正功，电场力做正功，q的电势能增加；的电势能增加；B.电场力做负功，电场力做负功，q的电势能增加；的电势能增加；C.电场力做正功，电场力做正功，q的电势能减少；的电势能减少；D.电场力做负功，电场力做负功，q的电势能减少。的电势能减少。C 例例2：A和和B为电场中某条电场线上的为电场中某条电场线上的点，如图：将点，如图：将q=410-9的正电荷从的正电荷从A点移到点移到B点需克服电场力做功点需克服电场力做功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

9、？大多少？电荷在哪点时电势能大？大多少？(3)如果取B点为零势能点，A点的电势能是多少？AB讨论电势能与电荷的比值讨论电势能与电荷的比值?取取O点的电势能为零点的电势能为零,则则:ALOE+EPA=q E L COSELCOSqEPA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零：电势的相对性：某点电势的大小是相对于零点电势而言的。点电势而言的。零电势的选择是任意的，一般零电势的选择是任意的，一

10、般选地面和无穷远为零势能面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：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。什么电荷无关。3：电势是标量：电势是标量,在规定了零电势后，电场中各在规定了零电势后，电场中各点的电势可以是正值，也可以是负值。正值表点的电势可以是正值，也可以是负值。正值表示该点电势比零高，负值表示该点电势比零低。示该点电势比零高，负值表示该点电势比零低。4：用：用 ,计算时计算时EP,q,都带正负号。都带正负号。qEP 例例3.将一电量为将一电量为 的点电的点电荷从

11、电场中一点荷从电场中一点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 PAEW 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.1.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?沿着电场线的方向，电势逐渐降低。沿着电场线的方向，电势逐渐降低。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?(提示提示:类比于电势能的确定类比于电势能

12、的确定.).)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?与电势能的情况相似与电势能的情况相似,应先确定电场中某点的电应先确定电场中某点的电势为零势为零.(通常取离场源电荷无限远处或大地的电势通常取离场源电荷无限远处或大地的电势为零为零.)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.(负电势表负电势表示该处的电势比零电势处电势低示该处的电势比零电势处电势低.)例例4.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 q=-610-6C的点电荷由的点电荷由A点移动点移动到到B点点,电场力做什么功电场力做什么功?做多少功做多少功?电势

13、能变电势能变化了多少化了多少?在将该电荷由在将该电荷由B点移到点移到C点点,电场力电场力做什么功做什么功?做多少功做多少功?电势能变化了多少电势能变化了多少?VA5VC20BABCE+2 2、几种常见的等势面、几种常见的等势面1 1、定义：、定义：电场中电势相同的各点构成的面，叫做等势面。电场中电势相同的各点构成的面，叫做等势面。（1 1）在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力）在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功不做功（2 2）电场线（或）电场线（或E E）等势面，且由电势较高的等势面指向等势面，且由电势较高的等势面指向电势较低的等势面电势较低的等势面 （4 4）等差等差等势

14、面等势面密密处场强大、电场线密，等势面处场强大、电场线密，等势面疏疏处场强小、处场强小、电场线疏电场线疏 （3 3）不同等势面在空间不相交、不相切，闭合）不同等势面在空间不相交、不相切，闭合3 3、等势面的特点：、等势面的特点：202010100 0（5 5）沿电场线方向电势逐渐降低，且降低最）沿电场线方向电势逐渐降低，且降低最快快（6 6）匀强电场中电势）匀强电场中电势均匀均匀变化。变化。人教版高中物理选修3-1第1章第4节电势能和电势(共28张PPT)人教版高中物理选修3-1第1章第4节电势能和电势(共28张PPT)甲是等量异号电荷的电场线分布图，乙是等量同号点电荷甲是等量异号电荷的电场线

15、分布图，乙是等量同号点电荷的电场线分布图。的电场线分布图。AOBAOB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 O是连线中点。是连线中点。（1 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 O点沿点沿OAOA移动到无限远处，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？静电力是否做功？电势能是否变化？怎样变化？（2 2）在乙图中，把单位正试探电荷从）在乙图中，把单位正试探电荷从O O点沿点沿OAOA移动到无限远处，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？静电力是否做功？电势能是否变化？怎样变化？人教版高中物理选修3-1第1

16、章第4节电势能和电势(共28张PPT)人教版高中物理选修3-1第1章第4节电势能和电势(共28张PPT)例例5 5、关于等势面，正确的说法是（、关于等势面，正确的说法是（）A A电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功B B等势面上各点的场强大小相等等势面上各点的场强大小相等C C等势面一定跟电场线垂直等势面一定跟电场线垂直D D两等势面不能相交两等势面不能相交CDCD人教版高中物理选修3-1第1章第4节电势能和电势(共28张PPT)人教版高中物理选修3-1第1章第4节电势能和电势(共28张PPT)例例6、如图所示，三个等差等势面上有、如图所

17、示，三个等差等势面上有a、b、c、d四点，四点，若将一个正电荷由若将一个正电荷由c经经a移动到移动到d电场力做正功电场力做正功W1，若由，若由c经经b移动到移动到d电场力做正功电场力做正功W2，则：，则：2121212121212121.，WWDWWCWWBWWA123cabdD人教版高中物理选修3-1第1章第4节电势能和电势(共28张PPT)人教版高中物理选修3-1第1章第4节电势能和电势(共28张PPT)例例7 7、孤立点电荷电场中的一簇等势面如图所示中虚线所示，、孤立点电荷电场中的一簇等势面如图所示中虚线所示，其电势分别为其电势分别为1 1、2 2、3 3，A A、B B、C C是某电场

18、线与这簇等势是某电场线与这簇等势面的交点，且面的交点，且ab=ac.ab=ac.现将一负电荷由现将一负电荷由a a移到移到b b，电场力做正功，电场力做正功W W1 1；再由再由b b移至移至C C，电场力做正功，电场力做正功W W2 2,则则（）A.WA.W1 1=W=W2 2，1 12 23 3B.WB.W1 1=W=W2 2，1 12 23 3C.WC.W1 1W W2 2，1 12 23 3D.WD.W1 1W W2 2，1 12 23 3C C1 12 23 3人教版高中物理选修3-1第1章第4节电势能和电势(共28张PPT)人教版高中物理选修3-1第1章第4节电势能和电势(共28张

19、PPT)例例8 8、在匀强电场中有、在匀强电场中有a a、b b、c c三点，位置关系如图三点，位置关系如图52-652-6所示，其中所示，其中ab=3 cmab=3 cm，bc=1cmbc=1cm已知电场线与已知电场线与abcabc三点所在的平面平行三点所在的平面平行,若将电量为若将电量为-2-21010C C的的点电荷从点电荷从a a 移到移到b b，电场力不做功，而把该电荷从，电场力不做功，而把该电荷从a a移到移到c c，电场力做功为，电场力做功为1.81.81010J J(1)(1)画出通过画出通过 a a、b b、c c 三点的电场线三点的电场线(2)(2)求该匀强电场的电场强度求

20、该匀强电场的电场强度 答案：答案：9 910102 2N/CN/C人教版高中物理选修3-1第1章第4节电势能和电势(共28张PPT)人教版高中物理选修3-1第1章第4节电势能和电势(共28张PPT)例例9 9、如图所示，点电荷的静电场中电场线用实线表示，但其、如图所示，点电荷的静电场中电场线用实线表示，但其方向未标明，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动方向未标明，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹。轨迹。a a、b b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受到电是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受到电场力作用，根据此图可作出正确判断的是场力作用，根据此图可作出正确判断的是()(

21、)A.A.带电粒子所带电荷的性质带电粒子所带电荷的性质B.B.带电粒子在带电粒子在a a、b b两点的受力方向两点的受力方向C.C.带电粒子在带电粒子在a a、b b两点的速度何处较大两点的速度何处较大D.D.带电粒子在带电粒子在a a、b b两点的电势能何处较大两点的电势能何处较大BCDab人教版高中物理选修3-1第1章第4节电势能和电势(共28张PPT)人教版高中物理选修3-1第1章第4节电势能和电势(共28张PPT)方法一方法一:根据电场力做功的正负判断：根据电场力做功的正负判断：一、如何比较电荷电势能的大小呢？一、如何比较电荷电势能的大小呢？方法二方法二:直接根据公式直接根据公式 判断

22、判断q二、如何判断电势的高低呢？二、如何判断电势的高低呢？1、沿着电场线的方向，电势逐渐降低。、沿着电场线的方向，电势逐渐降低。2、根据电场力做功判断、根据电场力做功判断（1）如果是正电荷，电场力如果是正电荷，电场力做正功，电势能减小，则由电势高的位置移到了电势低做正功，电势能减小，则由电势高的位置移到了电势低的位置，反之则是由电势低的位置移到电势高的位置；的位置，反之则是由电势低的位置移到电势高的位置；（2）如果是负电荷，电场力做正功，电势能减小，则）如果是负电荷，电场力做正功，电势能减小，则由电势高的位置移到了电势低的位置。由电势高的位置移到了电势低的位置。人教版高中物理选修3-1第1章第4节电势能和电势(共28张PPT)人教版高中物理选修3-1第1章第4节电势能和电势(共28张PPT)