物理电势能和电势课件新人教版选修.pptx
物理电势能和电势课件新人教版选修一、静电力做功的特点 正电荷q 在电场强度为E 的匀强电场中由A 运动到M 电场力做功吗？做了多少功？Eqq 受力吗？多大？AMW=qE AM F F求试探电荷q 沿直线AB 移动到B 时电场力做的功：E+q ABMF FE+q ABM结论：?(对于非匀强电场也适用)这与什么力做功像似呢？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：dAB+qEL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？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。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 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 存在两种电荷例1右图中MN 为电场中某一条电场线方向向右，在线取两点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 C 例2：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？AB 电场的力的性质我们必须用场强E来描述，那么电场的能的性质我们又应该用什么物理量来描述呢？能否用“电势能”呢？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试探电荷无关。而电势能的大小是与试探电荷的电量q有关的（因q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“电势能”来描述电场的能的性质，我们引入一个新的物理量“电势”来表示它。电势：描述电场的能的性质的物理量。如图所示，设想把一试探电荷+q 放在电场中某处A或B。它们在电场力F的作用下均移至无限远处。则有：WAWB那么怎样去衡量电场的能的性质、怎样去定义“电势”呢？+ABEpA-0EpB-0同理可知：若试探电荷为-q，也有：也就是说，比值EpA/q的大小与试探电荷的正负及电量q均无关，只与电场中该点在电场中的位置有关，故其可衡量电场的性质。三.电势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 符号为V1 V=1 J/C三.电势1.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：电势是标量 4：计算时EP,q,都带正负号。5.电场线指向电势降低的方向 例3.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 的电势为从P A,电场力做的功 P AE W-=点评:电势的确定首先要确定零电势处,且电势可以为负.3.电势为负数时,负号表示方向吗?电势是标量,只有大小,没有方向.(负电势表示该处的电势比零电势处电势低.)练习.如图所示,在同一条电场线上有A.B.C 三点,将 的点电荷由A 点移动到B 点,电场力做什么功?做多少功?电势能变化了多少?在将该电荷由B 点移到C 点,电场力做什么功?做多少功?电势能变化了多少?ABC等势面地理上，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等势面等势面的特点：1、等势面一定跟电场线垂直，在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功；2、电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面，任意两个等势面都不会相交；3、等差等势面越密的地方电场强度越大等势面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等势面2、等量异种点电荷电场中的等势面：两簇对称曲面等势面3、等量同种点电荷电场中的等势面：两簇对称曲面等势面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等势面如图所示，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，动能减少等势面如图所示，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：1.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Ua、Ub、Uc、Ud 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_点能力提升:2.图一表示等量异种电荷P 和Q 形成的电场内的一簇等势面，求(1)P、Q 各带何种电荷？(1)(2)把q=107C 的正点电荷从A 移到B，电场力做多少功？(2)(3)把q 从B 移到C 电场力做多少功？(3)(4)把q 从C 移到A 电场力做多少功？(4)(5)q 从A 出发经过B 和C 回到A 的过程中电场力对电荷做的总功为多少？
