【教学课件】第一章静电场.ppt

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1、第一章静电场第一章静电场第四节电势能和电势（第第四节电势能和电势（第1课时）课时）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,将将如何运动如何运动?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?一、静电力做功的特点一、静电力做功的特点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

2、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|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重力做功与路径无关重力做功与路径无关,由初末位置的由初末位置的高度差来决定高度差来决定.重力做功的过程是重力势能转化动能重力做功的过程是重力势能转

3、化动能的过程的过程.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？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 正电荷从正电荷从A A点移到点移到B B点点时时,静电力做正功静电力做正功,电荷的电荷的电势能减少电势能减少.正电荷从正电荷从B B点移到点移到A A点点时时,静电力做负功静电力做负功,即电荷即电荷克服静电力做功克服静电力做功,电荷的电荷的电势能增加电势能增加.ABE+vABE+v二、电势能二、电势能 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 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

4、量叫、电荷在电场中具有与其位置有关的能量叫电势能。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 例例1.1.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?电势能减少电势能减少EqFAB+电荷在电荷在B B点具有的电势能多

5、大？点具有的电势能多大？物体在物体在B B点具有的重力势能多大？点具有的重力势能多大？mgAB设设A A点的重力势能点的重力势能WAB=EPAEPB=103J重力势能为负表示的物理意义是什么？重力势能为负表示的物理意义是什么？设物体在重力作用下从运动到设物体在重力作用下从运动到B B重力做功重力做功 例例1.1.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?电荷在电荷在B B点具有的电势能多大？点具

6、有的电势能多大？EqFAB+WAB=EPAEPB=103J电势能减少电势能减少设设A A点的电势能点的电势能 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。电荷在某点的电势能，等于静电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力把它从该处移动到零势能位置所做的功的功WAB=EPAEP0 EPA=WAB 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

7、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，

8、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=EPAPA-E-EPBPB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点移点移到到B B点时，电场力做了点时，电场力做了5105106 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5105106 6J J 的电势能的电势能B B电荷在电荷在B

9、B处将具有处将具有5105106 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5105106 6J J D D电荷的动能增加了电荷的动能增加了5105106 6J J CDCD将带电量为将带电量为610610-6-6C 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310310-5-5J J的功，再从的功，再从B B移到移到C C，电场力做了，电场力做了1.2101.210-5-5J 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

10、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1.8101.810-5-5J J.E EPCPC=1.810=1.810-5-5 J J E EPCPC=-1.210=-1.210-5-5 J JE EPBPB=310=310-5-5 J J E EPAPA=-310=-310-5-5 J J 电势能小结电势能小结1.电场

11、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.所以电荷所以电荷位于电场中具有能位于电场中具有能.这和能为电势能这和能为电势能3.电势能具有相对性电势能具有相对性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4.电势能是标量电势能是标量,但有正负但有正负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和b为电场中的两点,如果把q=-2X10-8C的负电荷从a点移动到b点,电场力对该电荷做了4X10-7J的正功,则该电荷的电势能()A.增加了4X10-7JB.增加了2X10-7JC.减少了4X10-

12、7JD.减少了8X10-7JC如图所示,在等量正点电荷形成的电场中,它们连线的中垂面ab上,有一电子,从静止开始由a运动到b的过程中(a、b相对O对称),下列说法正确的是()A.电子的电势能始终增多B.电子的电势能始终减少C.电子的电势能先减少后增加D.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过该电场区域时的运动轨迹。a、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，根据此图可作出正确判断的是()A.带电粒子所带电荷的性质B.带电粒子在a、b两点的受力方向C.带电粒子在a、b两点的速度何处较大D.带电粒子在a、b两点的电势能何处较大EabBCD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a到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a点的加速度一定在b点的加速度。带电粒子在a点的电势能一定在b点的电势能。（填“大于”、“小于”式“等于”）。Nba小于大于F-一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图虚线所示,电场方向竖直向下.若不计空气阻力,则此带电油滴从a运动到b的过程中,能量变化情况为()A.动能减小B.电势能增加C.动能和电势能之和减少D.重力势能和电势能之和增加EabC再见再见