【物理】电势能和电势 课件 2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册.pptx

10.1 10.1 电势能和电势电势能和电势一个正电荷在电场中只受到静电力一个正电荷在电场中只受到静电力 F的作用，它在的作用，它在电场中由电场中由 A 点运动到点运动到 B 点时，静电力做了正功点时，静电力做了正功 WAB。由动能定理可知，该电荷的动能增加了多少。由动能定理可知，该电荷的动能增加了多少？从能量转化的角度思考，物体动能增加了，意味着从能量转化的角度思考，物体动能增加了，意味着有另外一种形式的能量减少了。这是一种什么形式有另外一种形式的能量减少了。这是一种什么形式的能量呢？的能量呢？思考与讨论思考与讨论 如图，在电场强度为如图，在电场强度为E的匀强电场中，的匀强电场中，A、B两点间距离为两点间距离为l，AB与电场线夹角为与电场线夹角为。试探电荷。试探电荷+q由由A沿直线移动到沿直线移动到B，求，求电场力对电荷做的功。电场力对电荷做的功。若电荷若电荷q沿折线沿折线AMB由由A移动到移动到B，电场力对，电场力对q做功多少？做功多少？若电荷若电荷q沿曲线沿曲线ANB由由A移动到移动到B，电场力对，电场力对q做功多少？做功多少？静电力做功的特点静电力做功的特点与电荷在电场中的始、末位置有关，而跟电荷移与电荷在电场中的始、末位置有关，而跟电荷移动的路径无关。动的路径无关。静电力做功的特点静电力做功的特点一个质量为一个质量为m的物体在地面某位置所受的重力是一的物体在地面某位置所受的重力是一定的，不管它怎样运动，其所受重力的大小都等于定的，不管它怎样运动，其所受重力的大小都等于mg，方向竖直向下（图甲）；方向竖直向下（图甲）；思考与讨论思考与讨论静电力做功等于什么能量的减少量静电力做功等于什么能量的减少量？一个带正电的电荷量为一个带正电的电荷量为q的试探电荷在匀强电场中某位的试探电荷在匀强电场中某位置所受的静电力也是一定的，不管它怎样运动，其所受置所受的静电力也是一定的，不管它怎样运动，其所受静电力的大小都等于静电力的大小都等于qE，方向跟电场强度，方向跟电场强度E的方向相同的方向相同（图乙）。（图乙）。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，正电荷从正电荷从A A点移到点移到B B点时点时,静电力做正功静电力做正功,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,静电力做负功静电力做负功,即电荷克服静电力即电荷克服静电力做功做功,电荷的电势能电荷的电势能增加增加.ABE+F电势能电势能 Ep 电势能是电荷在电场中所具有的能量电势能是电荷在电场中所具有的能量 vABE+Fv电场力对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 电场力做的功大小等于电势能的电场力做的功大小等于电势能的变化量变化量电势能电势能 Ep 电场强度为电场强度为E的匀强电场（图），规定电荷在的匀强电场（图），规定电荷在O点的电势能为零。点的电势能为零。WA0=EPAEP0 则 EPA=WA0思考与讨论思考与讨论若若EP0=0 电荷电荷q由由A点移动到点移动到O点点电荷在电场中某点的电势能，等于静电力电荷在电场中某点的电势能，等于静电力把它从该处移动到零势能位置所做的功把它从该处移动到零势能位置所做的功 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，或把电荷在大地大地表面表面上电势能规定为上电势能规定为零零。电荷在电场中某点的电势能，等于静电力电荷在电场中某点的电势能，等于静电力把它从该处移动到零势能位置所做的功把它从该处移动到零势能位置所做的功WA0=EPAEP0 EPA=WA0若若EP0=0 4 4 电势能和电势电势能和电势1.静电力做功的特点：静电力做功的特点：与电荷在电场中的始、末位置有关，与电荷在电场中的始、末位置有关，而跟电荷移动的路径无关。而跟电荷移动的路径无关。2.电势能电势能Ep 静电力对电荷做正功，静电力对电荷做正功，静电力对电荷做负功，静电力对电荷做负功，静电力静电力对电荷对电荷做的功等于做的功等于电荷电荷电势能的减少量电势能的减少量电荷在电场中具有的势能电荷在电场中具有的势能（B为零电势能点为零电势能点）电荷在电荷在A点具有的电势能点具有的电势能:变化变化电荷电势能减少电荷电势能减少电荷电势能增加电荷电势能增加规律：规律：电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零电势能位置时所做的功。零电势能位置时所做的功。电场强度电场强度表征电场表征电场力的性质力的性质的物理量的物理量表征电场表征电场能的性质能的性质的物理量的物理量？描述电场的物理量描述电场的物理量3.电势电势定义：电荷在电场中某点的电势能定义：电荷在电场中某点的电势能Ep与它的电荷量与它的电荷量q的比值的比值定义式：定义式：（是表征电场能的性质的物理量）（是表征电场能的性质的物理量）国际单位：国际单位：电势是相对的，电势是相对的，（标量）（标量）电场中某点的电势，也等于单位正电荷从该点移动到电场中某点的电势，也等于单位正电荷从该点移动到零电势点时静电力对它所做的功。零电势点时静电力对它所做的功。V（伏）（伏）通常取无穷远或大地为零电势点。通常取无穷远或大地为零电势点。（EP、q、都带正负号）都带正负号）某点某点A的电势的电势（B为零电势能点为零电势能点）计算式：计算式：试比较下面电场中试比较下面电场中A、B两点电势的高低。两点电势的高低。设想把一正试探电荷设想把一正试探电荷q由由A点沿电场线移动到点沿电场线移动到B点，点，静电力对它做负功，电荷电势能增加，静电力对它做负功，电荷电势能增加，思考与讨论思考与讨论或：设想把一负试探电荷或：设想把一负试探电荷q从从A点移动到点移动到B点，点，静电力对它做正功，电荷电势能减少，静电力对它做正功，电荷电势能减少，而而q为负值，为负值，电场线指向电势降落的方向电场线指向电势降落的方向例例1、根据图解答以下题目，然后进行小结：、根据图解答以下题目，然后进行小结：如何根据匀强电场的电场线来判断两点电如何根据匀强电场的电场线来判断两点电势的高低？势的高低？（1）M、N是匀强电场中同一条电场线上是匀强电场中同一条电场线上的两点，哪点电势高？的两点，哪点电势高？（2）M、P是匀强电场中不在同一条电场是匀强电场中不在同一条电场线上的两点，线上的两点，AB是过是过M点与电场线垂直的点与电场线垂直的直线，则直线，则M、P两点哪点电势高？两点哪点电势高？课本P30 T4例例.电荷量电荷量q1为为410-9 C的试探电荷放在电的试探电荷放在电场中的场中的A点，具有点，具有610-8 J的电势能。的电势能。A点点的电势是多少？若把的电势是多少？若把q2为为 210-10 C的试的试探电荷放在电场中的探电荷放在电场中的A点，点，q2 所具有的电势所具有的电势能是多少？能是多少？课本P30 T2例例2.回答下列题目后小结：如何根据试探电回答下列题目后小结：如何根据试探电荷的电势能来判断电场中两点电势的高低？荷的电势能来判断电场中两点电势的高低？（1）q在在A点的电势能比在点的电势能比在B点的大，点的大，A、B两点哪点电势高？两点哪点电势高？（2）q在在C点的电势能比在点的电势能比在D点的大，点的大，C、D两点哪点电势高？两点哪点电势高？（3）q在在E点的电势能为负值，点的电势能为负值，q在在F点点的电势能是负值，的电势能是负值，E、F两点哪点电势高？两点哪点电势高？例例3、如图，、如图，A、B是点电荷电场中同一条电场线上的是点电荷电场中同一条电场线上的两点，把电荷量两点，把电荷量 q1 为为 10-9 C 的试探电荷从无穷远移的试探电荷从无穷远移到到A 点，静电力做的功为点，静电力做的功为410-8 J；把把 q2 为为 210-9 C 的试探电荷从无穷远移到的试探电荷从无穷远移到 B 点，静电力做点，静电力做的功为的功为 610-8 J。请判断：场源电荷是正电荷还是负电荷？请判断：场源电荷是正电荷还是负电荷？场源电荷的位置是在场源电荷的位置是在A、B的左边还是右边？的左边还是右边？课本P30 T5 例例4、一个电场中有一个电场中有 A、B 两点，电荷量两点，电荷量 q1 为为210-9 C 的的试探电荷放在电场中的试探电荷放在电场中的 A 点，具有点，具有 410-8 J 的电的电势能势能；q2 为为 310-9 C 的试探电荷放在电场中的的试探电荷放在电场中的 B 点，具有点，具有 910-8 J 的电势能。现把的电势能。现把 q3 为为 510-9 C 的试探电荷由的试探电荷由 A点移到点移到 B 点，静电力做正点，静电力做正功还是负功？数值是多少？功还是负功？数值是多少？课本P30 T6作业：