【物理课件】电势能和电势 2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册.pptx

10.1.110.1.1 电势能和电势电势能和电势新课标物理必修新课标物理必修3 3情景1：一个试探电荷+q（不计重力）在匀强电场中某点由静止释放,将如何运动?E 在电场力作用下电荷做在电场力作用下电荷做_运动运动,一段时一段时间后获得一定的速度间后获得一定的速度,试探电荷的试探电荷的_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匀加速匀加速动能动能情景情景2：在光滑绝缘水平面上有两个带同种电荷：在光滑绝缘水平面上有两个带同种电荷的小球的小球A、B相距一定的距离，现给相距一定的距离，现给A球一个初球一个初速度速度v0，同时由静止释放球，同时由静止释放球B，设两球质量均为，设两球质量均为m，运动过程中不会相撞。则，运动过程中不会相撞。则（1）当两球距离最小时，两球的速度为）当两球距离最小时，两球的速度为_（2）从初始时刻到两者距离最小，两球组成的）从初始时刻到两者距离最小，两球组成的系统总动能变化了多少？系统总动能变化了多少？AABv0MEAB+q一、静电力做功的特点一、静电力做功的特点如图把试探电荷如图把试探电荷q在场强大小为在场强大小为E的匀强电场中从的匀强电场中从A点移动到点移动到B点，讨论电场力做的功？点，讨论电场力做的功？如何移动如何移动？NMEAB+qF如图把试探电荷如图把试探电荷q在场强大小为在场强大小为E的匀强电场中从的匀强电场中从A点移动到点移动到B点，讨论电场力做的功？点，讨论电场力做的功？WAB=F|AB|cos=q E|AM|WAMB=WAM+WMB1、沿直线、沿直线AB移动移动2、沿折线、沿折线AMB移动移动=q E|AM|EAB+qF+q+q3、沿任意曲线、沿任意曲线ANB移动移动NMX1x2W1=q Exx1 1W2=q Exx2 2W3=q Exx3 3WANB=W1+W2+W3+=q E(x(x1 1+x+x2 2+x+x3 3)WANB=W1+W2+W3+=q E|AM|MEAB+qFEAB+qF+qF+qF+qFWANB=W1+W2+W3+=q E|AM|MX1x2WAB=F|AB|cos=q E|AM|WAMB=W1+W2=q E|AM|结论：结论：静电力做功与静电力做功与与电荷经过的与电荷经过的路径路径无关无关,与与电荷的电荷的初位置和末位置初位置和末位置有关。有关。(也适用于非匀强电场也适用于非匀强电场)N1.定义:由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能中也具有势能，这种势能叫叫电势能电势能.二、电势能二、电势能符号符号:EPE+FE+v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。静电力做负功电势能增加。思考思考:静电力做功与电势能有什么关系？静电力做功与电势能有什么关系？类类比比法法E-VE-F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。静电力做负功电势能增加。思考思考:静电力做功与电势能的关系跟静电力做功与电势能的关系跟 重力做功与重力势能的关系是否相同重力做功与重力势能的关系是否相同？做正功势能减少；做负功势能增加。做正功势能减少；做负功势能增加。重力做功等于重力势能的减少量。重力做功等于重力势能的减少量。类比类比可得：可得：静电力做功等于电势能的减少量。静电力做功等于电势能的减少量。1.定义:由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能中也具有势能，这种势能叫叫电势能电势能.符号符号:EP2.电场力做功与电势能的关系: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.3.如何求电荷在电场中某点时具有的电势能 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WA0=EPA-0 EPA=WA04、电势能是相对的，与零电势能面的选取有关，与零电势能面的选取有关 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的电势能规定为定为零零，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。6、电势能是标量 电势能为电势能为负负表示电荷在该处的电势能比零势表示电荷在该处的电势能比零势能点还要能点还要小小;电势能为电势能为正正表示电荷在该处的电势表示电荷在该处的电势能比零势能点要能比零势能点要大。大。（电势能的正负不表示方向，（电势能的正负不表示方向，而是表示大小）而是表示大小）5、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性练练1.1.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，它们的电势能当两正点电荷相互靠近时，它们的电势能增大增大B.B.当两负点电荷相互靠近时，它们的电势能当两负点电荷相互靠近时，它们的电势能增大增大C.C.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能减小它们的电势能减小D.D.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，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。它们的电势能增大。ABC电势能是电场与电势能是电场与检验电荷检验电荷共有的共有的“电势是电势是表征电场性质表征电场性质的物理量的物理量”是什么意思？是什么意思？含义是：电势能的表达式中哪一部分含义是：电势能的表达式中哪一部分只只 与电场与电场有关而与有关而与检验电荷检验电荷无关无关相当于：重力势能的表达式中哪一部分只相当于：重力势能的表达式中哪一部分只 与重力场有关而与与重力场有关而与物体的质量物体的质量无关无关三、电势三、电势 为了只描述电场本身能的性质，物理为了只描述电场本身能的性质，物理学引进了电势的概念学引进了电势的概念取取O点的电势能为零点的电势能为零,EPA=？（已知q、E、L、）EPA=q E L COS如何做才可以与试探电荷无关如何做才可以与试探电荷无关?ALOE+电荷（试探电荷）在电场中某一点的电势能电荷（试探电荷）在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势.2.公式:3.单位:伏特伏特 符号为符号为V1.定义:计算时要代入正负号计算时要代入正负号三、电势三、电势1 V=1 J/C4.电势是标量,只有大小,没有方向.(负负电势表示该处电势表示该处的电势比零电势处电势的电势比零电势处电势低低；正正电势表示该处的电势电势表示该处的电势比零电势处电势比零电势处电势高高。也就是说。也就是说正负不表示方向，而正负不表示方向，而是表示大小是表示大小)5.电势具有相对性，应先确定电场中某点的电势为零.(通常取离场源电荷无限远处或大地的电势为零通常取离场源电荷无限远处或大地的电势为零)（1）要确定某点电势或电势能都应）要确定某点电势或电势能都应先确定零势点先确定零势点（2）电势能是检验电荷与电场系统共有的；电）电势能是检验电荷与电场系统共有的；电势只与电场有关，与检验电荷无关。势只与电场有关，与检验电荷无关。重力场和电场类比重力场和电场类比 重力场中，重力：地球和物体重力场中，重力：地球和物体之间存在的吸引力之间存在的吸引力G=mg电场中，电场力：电荷电场中，电场力：电荷之间的作用力之间的作用力F=qE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，有电场力就有相应的能，叫电势能叫电势能EP=q Ep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，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重重 =EP P初初-EP P末末W电电 =EP P初初-E-EP P末末重力势和电势类比重力势和电势类比电势电势重力势重力势问题：沿电场线方向问题：沿电场线方向,电势怎样变化电势怎样变化?6.顺着电场线的方向电势降低AB假设一个假设一个正电荷正电荷q从从A移动到移动到B,电场力做的功如何计算？电场力做的功如何计算？假设一个假设一个负电荷负电荷q从从A移动到移动到B,电场力做的功如何计算电场力做的功如何计算？E练练2.如图所示，电场中有如图所示，电场中有A、B两点，则下列说法两点，则下列说法中正确的是（中正确的是（）A、电、电势势A B 场强场强EAEBB、电势、电势A B 场强场强EAEpBA AB BE EBC练练3.将一电量为将一电量为 的点电荷从电的点电荷从电场外一点场外一点P移至电场中某点移至电场中某点A,克服电场力做克服电场力做功功 ,求求A点的电势点的电势.（设（设P点的电势为点的电势为0）解解:PA电场力做的功电场力做的功点评点评:电势的确定首先要确定零电势位置电势的确定首先要确定零电势位置 电势可以为负电势可以为负.-410-5=0-EPAEPA=4 10-5 J小结:电场力做功的特点电场力做功的特点电势电势电势能电势能如右图所示，固定于同一条竖直线上的如右图所示，固定于同一条竖直线上的A、B是两个带是两个带等量异种电荷的点电荷，电荷量分别为等量异种电荷的点电荷，电荷量分别为Q和和Q，A、B相距为相距为2d.MN是竖直放置的是竖直放置的光滑绝缘细杆光滑绝缘细杆，另有一，另有一个穿过细杆的带电小球个穿过细杆的带电小球p，质量为，质量为m、电荷量为、电荷量为q(可可视为点电荷，不影响电场的分布视为点电荷，不影响电场的分布)，现将小球，现将小球p从与点电从与点电荷荷A等高的等高的C处由静止开始释放，小球处由静止开始释放，小球p向下运动到距向下运动到距C点距离为点距离为d的的O点时，速度为点时，速度为v.已知已知MN与与AB之间的距离之间的距离为为d，静电力常量为，静电力常量为k，重力加速度为，重力加速度为g.求：求：(1)C、O间的电势差间的电势差UCO；(2)O点处的电场强度点处的电场强度E的大小；的大小；(3)小球小球p经过经过O点时的加速度；点时的加速度；(4)小球小球p经过与点电荷经过与点电荷B等高的等高的D点时的速度点时的速度祝同学们学习愉快！祝同学们学习愉快！再见！再见！