1_4_电势能和电势.ppt

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1、复习回顾复习回顾cosWF L 1 1、功的计算：、功的计算：2 2、重力的特点：、重力的特点：(1)(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)(2)重力做功重力做功WWG G与重力势能变化的关系与重力势能变化的关系12GPPPWEEE (3)(3)重力势能是相对的重力势能是相对的, ,须选定零势能参考面须选定零势能参考面功是能量转化的量度！功是能量转化的量度！重力做重力做正功正功，重力势能，重力势能减少减少重力做重力做负功负功，重力势能，重力势能增加增加 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

2、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, ,试探电荷试探电荷的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? ?1.4 1.4 电势能和电势电势能和电势从能量的角度认识电场从能量的角度认识电场一、静电力做功的特点一、静电力做功的特点 在在匀强电场中移动电荷时，静电力匀强电场中移动电荷时，静电力做的功做的功与电荷经过的与电荷经过的路径路径无关无关,只只与电荷与电荷的的起始起始位置和位置和终止终止位置位置有有关，。关，。对于非匀强电场也适用对于非匀强电场也适用B+MAFq q+ WAB

3、= F|AB|cos=qE|AM| 把正电荷沿不同把正电荷沿不同路径从路径从A A点移到点移到B B电场力做功？电场力做功？ 做功的过程是一个能量转化的过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程，那么电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢？能转化为什么能呢？二、电势能二、电势能 电场中的电荷由于受到电场中的电荷由于受到电场力作用而具有的势能。电场力作用而具有的势能。 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, ,电荷电荷的电势能减少的电势能减少. . 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

4、电即电荷克服静电力做功荷克服静电力做功, ,电荷电荷的电势能增加的电势能增加. .ABE+vABE+v如果是负电荷情况相同如果是负电荷情况相同二、电势能二、电势能1 1、电荷在电场中具有与其位置有关的能量、电荷在电场中具有与其位置有关的能量叫电势能。叫电势能。 2 2、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 电场力做的功等于电势能的电场力做的功等于电势能的减少量减少量PBPAABEEW 例例1. 1. 如图如图, ,在场强在场强 的匀强电场中的匀强电场中, ,点电荷点电荷q=+1cq=

5、+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? ?CNE310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？电势能减少电势能减少JWAB310EqFAB设设A A点的电势能点的电势能0PAEWAB = EPAEPB =103JJJWEEABPAPB3310100电势能为负表示电势能为负表示的物理意义是什的物理意义是什么？么？+ 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

6、。 电荷在某点的电势能，等于静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电力把它从该处移动到零势能位置所做的功置所做的功 电势能为电势能为负负表示电荷在该处的电势能表示电荷在该处的电势能比零还要小比零还要小. .4 4、电势能是电荷和电场所共有的，具、电势能是电荷和电场所共有的，具 有有系统性系统性3 3、电势能是、电势能是相对相对的，与零电势能面有关的，与零电势能面有关5 5、电势能是、电势能是标量标量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：地球和重力场中，重力：地球和物体之间存在的吸引力物体之间存在的吸引力电场中，电场力：电荷之电场中，电场力：电荷之间的作用力

7、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，有电场力就有相应的能，叫电势能叫电势能EPEp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WW重重 = E= EP1P1-E-EP2P2WW电电 = E= EPA

8、PA-E-EPBPB课堂训练课堂训练1 1、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点移点移到到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，再从的功，再从B B移移到到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的过程中电势能的过程中电势能共改变了多少？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点点和和C C点的电势能分别为多少？点的电势

9、能分别为多少？（3 3）如果规定）如果规定B 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点点和和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1.81.81010-5-5J J. E EPCPC=1.8=1.81010-5-5 J J E EPCPC=-1.2=-1.21010-5-5 J JE EPBPB=3=31010-5-5 J J E EPAPA= -3= -31010-5-5 J J 小结一、静电力做功的特点：一、静电力做功的特点： 与路径无关，只与起点和终点的位置有关与路径无关，只与起点和终点的位置有关二、电势能：电荷在电场中具有的势能二、电势能：

10、电荷在电场中具有的势能1 1、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： WWABAB=E=EPAPA-E-EPBPB 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2 2、电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点、电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功移动到零势能位置时所做的功3 3、电势能是相对的，须建立零势能参考面。、电势能是相对的，须建立零势能参考面。 电势能有正负之分，负值表示比零还要电势能有正负之分，负值表示比零还要小小电荷电场中在某一点的电势能与它电荷电场中在某一点的电势能与它

11、的电荷量的比值的电荷量的比值qEP1 V = 1 J/C三、电势三、电势1. 1. 定义定义: :2. 2. 公式公式: :3. 3. 单位单位: : 伏特伏特(V)(V) ( (计算时要计算时要代入正负号代入正负号) )4. 标量标量 ( (有正负有正负) )5. 5. 电势具有电势具有相对性相对性：确定电势确定电势, ,应先规定电场应先规定电场中某处的电势为零中某处的电势为零.( .(通常规定离场源电荷通常规定离场源电荷无限无限远处远处或或大地大地的电势为零的电势为零.) .)6.6.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

12、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。即什么电荷无关。即 与与EpEp、q q无关无关 沿着电场线方向沿着电场线方向, ,电势将电势将怎样变化怎样变化? ? 沿电场线方向电势沿电场线方向电势降低降低小小 结结三、电势三、电势1、定义：、定义：2、单位：、单位： 伏特伏特 V 1V=1J/C3、沿电场线方向电势降低、沿电场线方向电势降低4、电势和电势能都是相对的，且为标量，正负号均、电势和电势能都是相对的，且为标量，正负号均表示大小表示大小5、已知电势求电势能、已知电势求电势能qEPqEP计算带正负号计算带正负号计算带正负号计算带正负号1 1、等势面、等势面电势相等的点

13、所构成的面电势相等的点所构成的面2 2、典型电场的等势面、典型电场的等势面点电荷点电荷电场电场等量同种等量同种、异种点电荷异种点电荷电场电场带电导体的带电导体的电场电场匀强电场匀强电场四、等势面四、等势面3 3、等势面的特点、等势面的特点（1 1）在同一等势面上的任意两点间移动电荷，）在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功电场力不做功（2 2）电场线跟等势面垂直，且由电势较高的）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等势面指向电势较低的等势面 （3 3）等势面密处场强大，等势面疏处场强小）等势面密处场强大，等势面疏处场强小 （4 4）不同等势面在空间不相交。）不

14、同等势面在空间不相交。 （5 5）处于静电平衡状态的导体是一个等势体，）处于静电平衡状态的导体是一个等势体，其表面为一个等势面其表面为一个等势面 点电荷的电场的等势面点电荷的电场的等势面以点电荷为球心在一簇球面。等量异种电荷电场的等势面等势面是两簇对称曲面。 等量异种点电荷在连线上，从正电荷到负电荷电势越来越低，中垂线是一等势线，若沿中垂线延伸到无穷远处，因无穷远处电势为零，则中垂线上各点在电势也为零。等量同种电荷电场的等势面等量同种点电荷的等势面：是两簇对称曲面。等量正点电荷连线的中点场强最小，中垂线上该点的电势却为最高，从中点沿中垂线向两侧，电势越来越低。连线上和中垂线上关于中点的对称点电

15、荷相等。匀强电场的等势面匀强电场中的等势面是垂直于电场线的一簇平面。带电导体周围的电场和等势面观察特点观察特点：1 1、靠近导体表面、靠近导体表面2 2、远离导体表面、远离导体表面带电导体是一个等势体，导体表面是一个等势面，电场线垂直于导体表面。 点电荷与带电平板的电场中点电荷与带电平板的电场中 电场线的分布电场线的分布 特点：特点：a a、以点电荷向平板作垂线为轴电场线左右对称、以点电荷向平板作垂线为轴电场线左右对称b b、电场线的分布情况类似于等量异种电荷的电、电场线的分布情况类似于等量异种电荷的电场线分布，而带电平板恰为两电荷连线的垂直平场线分布，而带电平板恰为两电荷连线的垂直平分线分线