电势能和电势一课时公开课优质课件.ppt

1、一个试探电荷在电场中某点由静止释放一个试探电荷在电场中某点由静止释放,将如何运动将如何运动?E 在电场力作用下电荷做加速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一段时间后获得一定的速度速度,试探电荷的试探电荷的动能动能增加增加.+F什么能转换为动能的呢什么能转换为动能的呢BMAFq q W甲甲=F|AB|cos=qE|AM|把正电荷沿不同路径从把正电荷沿不同路径从A A点移到点移到B B电场力做功？电场力做功？+甲甲乙乙丙丙沿甲路径电场力做功沿甲路径电场力做功:沿乙路径电场力做功沿乙路径电场力做功:沿丙路径电场力做功沿丙路径电场力做功:W乙乙=qE|AM|W丙丙=qE|AM|沿任

2、意路径电场力做功沿任意路径电场力做功:W任意任意=qE|AM|E+q ABWq EA MM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)这与什么力做功相似呢？静电力做功静电力做功与路径无关与路径无关,由由初末位置初末位置来决定来决定.做功的过程是一个能量转化的过程。做功的过程是一个能量转化的过程。重力做功的过程是重力势能转化为重力做功的过程是重力势能转化为动能的过程动能的过程.那么电场力做功的过程是什么能转化那么电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢？为什么能呢？与重力做功情况相似。与重力做功情况相似。将将+q由由A移

3、到移到B的过的过程电场力对电荷做功为：程电场力对电荷做功为：将将-q由由A移到移到B的过程，电场的过程，电场力对电荷做功为：力对电荷做功为：dAB+qELcosWqE dqE l电cosWqE dqE l 电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？二、电场力做功与电势能变化的关系二、电场力做功与电势能变化的关系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，叫电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能，叫电势电势能能。物体被举高具有重力势能。物体被举高

4、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，物体的重力势能减小重力对物体做正功，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、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、电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大A BP AP BPWEEE 12GPPPWEEE 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。、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

5、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能规定为的电势能规定为零零，或把电荷在或把电荷在大地表面大地表面上电势能规定为上电势能规定为零零。电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该处移动到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势能位置所做的功重力势能是物体和地球所共有的，具有系统性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、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，但有正负、电势能是标量，但有正负由此可见，电场力做功与重力做功，电势能与重力势能

6、都由此可见，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。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尽管重力做功与电场力做功很相似，但还是存在很大差异存在两种电荷存在两种电荷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

7、，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：地球和物体之间存在重力场中，重力：地球和物体之间存在的吸引力的吸引力电场中，电场力：电荷之间的作用力电场中，电场力：电荷之间的作用力有重力就有重力势能有重力就有重力势能Ep=mgh有电场力就有相应的能，叫电势能有电场力就有相应的能，叫电势能EPEp由物体和地面间的相对位置决定由物体和地面间的相对位置决定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

8、功，电势能就增加电场力作功，电势能改变电场力作功，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WW重重 =E=EP P初初-E-EP P末末WW电电 =E=EP P初初-E-EP P末末ABE+vABE+v电势能符号：电势能符号：手写体：手写体：pE Ep 正电荷从正电荷从A A点移到点移到B B点时点时,静电力做静电力做正功正功,电荷的电势能减少电荷的电势能减少.正电荷从正电荷从B B点移到点移到A A点时点时,静电力做静电力做负功负功,电荷的电势能增加电荷的电势能增加.电场力对

9、电荷做电场力对电荷做正功正功，电荷的电势能，电荷的电势能减小减小电场力对电荷做电场力对电荷做负功负功，电荷的电势能，电荷的电势能增大增大电场力做的功等于电势能的电场力做的功等于电势能的减少量减少量PBPAABEEWABEEABABEABE例、请判断下面几种情况下，电场力做功的正负。E1、2、3、4、5、只受电场力AB带电粒子从A运动到B。如图如图,在场强在场强E=10E=103 3N/CN/C的匀强电场中的匀强电场中,点电荷点电荷q=+1cq=+1c从从A A移动到移动到B,ABB,AB相距相距L=1m,L=1m,电场电场力做功为多少力做功为多少?电势能如何变化电势能如何变化?电势能减少电势能

10、减少JWAB310EqFAB+电荷在电荷在B B点具有的电势能多大？点具有的电势能多大？WAB=EPAEPB=103JJJWEEABPAPB3310100设设A A点的电势能点的电势能0PAE电荷在电荷在B B点具有的电势能多大？点具有的电势能多大？下列说法中正确的是（下列说法中正确的是（）A.A.当两正点电荷相互靠近时，它们的电势能增大当两正点电荷相互靠近时，它们的电势能增大B.B.当两负点电荷相互靠近时，它们的电势能增大当两负点电荷相互靠近时，它们的电势能增大C.C.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能减小一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能减小D.D.一个正电荷与

11、另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能增大。一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能增大。ABCABC一个电荷只在电场力作用下从电场中的一个电荷只在电场力作用下从电场中的A A点移到点移到B B点时，电场力做了点时，电场力做了5 510106 6J J的功，那么的功，那么 ()()A A电荷在电荷在B B处时将具有处时将具有5 510106 6J J 的电势能的电势能B B电荷在电荷在B B处将具有处将具有5 510106 6J J 的动能的动能C C电荷的电势能减少了电荷的电势能减少了5 510106 6J J D D电荷的动能增加了电荷的动能增加了5 510106 6J J CDCD

12、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，再的功，再从从B B移到移到C C，电场力做了，电场力做了1.21.21010-5-5J J的功，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变了多少？的过程中电势能共改变了多少？（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

13、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？增加了增加了1.810-5J.EPC=1.810-5 J EPC=-1.210-5 JEPB=310-5 J EPA=-310-5 J 1.1.电场力能够对放入其中的电荷做功电场力能够对放入其中的电荷做功.所以电荷位于电场中具有能所以电荷位于电场中具有能.这和能为电势这和能为电势能能3.3.电势能具有相对性电势能具有相对性5.5.电场力做正功电场力做正功,电势能减少电势能减少电场力做负功电场力做负功,电势能增大电势能增大末P初P电场力EEW4.4.电势能是标量电势能是标量,但有

14、正负但有正负2.2.电势能由电荷和电荷在电场中的相对位置决定电势能由电荷和电荷在电场中的相对位置决定a a和和b b为电场中的两点为电场中的两点,如果把如果把q=-2X10q=-2X10-8-8C C的负电荷从的负电荷从a a点移动到点移动到b b点点,电场电场力对该电荷做了力对该电荷做了4X104X10-7-7J J的正功的正功,则该电荷的电势能则该电荷的电势能()()A.A.增加了增加了4X104X10-7-7J B.J B.增加了增加了2X102X10-7-7J JC.C.减少了减少了4X104X10-7-7J D.J D.减少了减少了8X108X10-7-7J JC如图所示如图所示,在

15、等量正点电荷形成的电场中在等量正点电荷形成的电场中,它们连线的中垂面它们连线的中垂面abab上上,有一电子有一电子,从静止开始由从静止开始由a a运动到运动到b b的过程中的过程中(a(a、b b相对相对O O对称对称),),下列说法正确的是下列说法正确的是()()A.A.电子的电势能始终增多电子的电势能始终增多B.B.电子的电势能始终减少电子的电势能始终减少C.C.电子的电势能先减少后增加电子的电势能先减少后增加D.D.电子的电势能先增加后减少电子的电势能先增加后减少COab+-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如图所示，点电荷的静电场中电场线用

16、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轨迹。过该电场区域时的运动轨迹。a a、b b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受到电场力作用，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根据此图可作出正确判断的是()()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如图所示，是负点电荷产生的电场中

17、的一条电场线。一个带正电的粒子（不计重力）如图所示，是负点电荷产生的电场中的一条电场线。一个带正电的粒子（不计重力）从从a a到到b b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示，则该带电粒子在穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示，则该带电粒子在a a点的加速度一定点的加速度一定在在b b点的点的加速度。带电粒子在加速度。带电粒子在a a点的电势能一定点的电势能一定在在b b点的电势能。（填点的电势能。（填“大于大于”、“小于小于”式式“等等于于”）。）。Nba小于小于大于大于F-一带电油滴在匀强电场一带电油滴在匀强电场E E中的运动轨迹如图虚线所示中的运动轨迹如图虚线所示,电场方向竖直向下电场方向竖直

18、向下.若不计空气阻力若不计空气阻力,则此带电油滴从则此带电油滴从a a运动到运动到b b的过程中的过程中,能量变化情况为能量变化情况为()()A.A.动能减小动能减小B.B.电势能增加电势能增加C.C.动能和电势能之和减少动能和电势能之和减少D.D.重力势能和电势能之和增加重力势能和电势能之和增加EabCA0lE-cos0qElWAcosqElEPAcosElqEPA则有：该比值是一个与该比值是一个与q q无关，仅与电场及无关，仅与电场及A A点的位点的位置有关的量。置有关的量。设设E EP0 P0=0=0该比值称为该比值称为A A点的点的电势电势零势能零势能参考点参考点qEP1 1、定义：、

19、定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电电势势。2 2、定义式：、定义式：（E EP P及及q q含符号）含符号）qEP电势能电势能重力势能重力势能mghEP电势电势高度高度h3 3、单位：、单位：，符号为，符号为 4 4、电势只有大小，没有方向，是、电势只有大小，没有方向，是标量标量5 5、电势具有相对性、电势具有相对性电势是相对于零势能参考点的，电势是相对于零势能参考点的，一般选取无穷远电势为一般选取无穷远电势为0 0，实际应用中常取大地电势为，实际应用中常取大地电势为0 06.6.沿电场线沿电场线 (场强

20、场强)方向电势方向电势越来越低越来越低 即电场线指向电势降低的方向即电场线指向电势降低的方向如何比较电势的高低？如何比较电势的高低？ABE电荷由电荷由A点运动的点运动的B点点正电荷正电荷负电荷负电荷电场力做功电场力做功正功正功负功负功电势能变化电势能变化减少减少增加增加电势电势变化变化减少减少减少减少在在Q电荷的电场中的电荷的电场中的B点放一电量为点放一电量为q的正电荷，若它从的正电荷，若它从B移动到移动到A，则电场力作正功还是负功，则电场力作正功还是负功?并比较并比较A、B两点的电势能，电势的关系。两点的电势能，电势的关系。AB在在Q电荷的电场中的电荷的电场中的B点放一电量为点放一电量为q的

21、的负负电荷，若它从电荷，若它从B移动到移动到A，则电场力作正功还是负功，则电场力作正功还是负功?并比较并比较A、B两点的电势能，电势的关系。两点的电势能，电势的关系。1.电场力作功、电势能与移动的电荷和电场都有关。电场力作功、电势能与移动的电荷和电场都有关。2.电势只与电场有关，与移动的电荷无关。电势只与电场有关，与移动的电荷无关。3.沿电场线方向，电势逐渐降低。沿电场线方向，电势逐渐降低。如果把如果把q=1.0q=1.01010-8-8C C的电荷从无穷远处移至电场中的的电荷从无穷远处移至电场中的A A点，需克服电场力做功点，需克服电场力做功W=1.2W=1.21010-4-4J.J.那么那

22、么 q q在在A A点的电势能和在点的电势能和在A A点的电势各是多少？点的电势各是多少？q q未移入电场前未移入电场前A A点的电势是多少点的电势是多少？VCJqEJEJEWPAAPAPAA48444102.1100.1102.1102.1102.10如图所示，电场中有如图所示，电场中有A A、B B两点，则下列说法中正确的是（两点，则下列说法中正确的是（）A A、电势、电势A A B B 场强场强E EA AEEB BB B、电势、电势A A B B 场强场强E EA AEEEpBpBA AB BE EBC1 1、定义：、定义：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

23、，叫做等势面等势面。与与等高线等高线类比类比（1 1）在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功）在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功（2 2）电场线跟等势面垂直，且由电势较高的等势面指向电势较低的等势面）电场线跟等势面垂直，且由电势较高的等势面指向电势较低的等势面 （3 3）等势面密处场强大、电场线密，等势面疏处场强小、电场线疏）等势面密处场强大、电场线密，等势面疏处场强小、电场线疏 （4 4）不同等势面在空间不相交、不相切）不同等势面在空间不相交、不相切2 2、等势面的特点：、等势面的特点：类比地理等高线类比地理等高线等势面越密集的地方，电场强度越等势面越密集的地方，电场

24、强度越大。大。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1 1、2 2、3 3，A A、B B、C C是某电场线与这簇等势面的交点，且是某电场线与这簇等势面的交点，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