【物理】1.4 电势能和电势 课件2(人教版选修3-1).ppt

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1、第一章第一章 静电场静电场第四节第四节 电势能和电势电势能和电势人教版选修人教版选修3-11、电场的基本性质？、电场的基本性质？2、为了描述电场力的性质，我们引入、为了描述电场力的性质，我们引入了什么概念？了什么概念？3、为了形象的描述电场我们引入了电、为了形象的描述电场我们引入了电场线，其有哪些特点？场线，其有哪些特点？复习回顾复习回顾第第4节节 电势能电势（第一课时）电势能电势（第一课时）例：一个例：一个试探电荷试探电荷在在电场中电场中某点由静止释放某点由静止释放,将将如何运动如何运动?E E 在电场力作用下在电场力作用下电荷做加速运动电荷做加速运动,试探电试探电荷的荷的动能动能增加，电场

2、力做了功。增加，电场力做了功。+F F电场对放入其中的电荷有力的作用，那么电电场对放入其中的电荷有力的作用，那么电场力做不做功呢？若做功有什么特点？场力做不做功呢？若做功有什么特点？B BM MA AF Fq q W W甲甲=FF|AB|cosAB|cos=qE|AMqE|AM|正点电荷沿不同路径从正点电荷沿不同路径从A A移到移到B B电场力做多少功？电场力做多少功？+甲甲乙乙丙丙沿甲路径电场力做功沿甲路径电场力做功: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 W乙乙=qEqE|AMAM|W W丙丙=qEqE|AMAM|沿任意路径电场力做功沿任意路径电场力

3、做功:W W任意任意=qEqE|AMAM|结论结论：在匀强电场中移动电荷时在匀强电场中移动电荷时，静电力做功与，静电力做功与路径路径无关无关,由由初末初末位置来决定位置来决定.（其它电场也适用）（其它电场也适用）一、静电力做功的特点一、静电力做功的特点做功的过程是能量转化的过程，电场力做功的过程是能量转化的过程，电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢？做功的过程是什么能转化为什么能呢？、定义、定义：电荷在电场中受到：电荷在电场中受到电场力电场力而具有而具有的与的与位置位置有关的势能叫做电势能。有关的势能叫做电势能。二、电势能二、电势能2 2、符号、符号：E EP P 标量标量、电场力做的功与电

4、势能变化的关系、电场力做的功与电势能变化的关系EAB例：电荷例：电荷q q从从A A移动到移动到B B的过程中，求电势能的过程中，求电势能的变化的变化E EP P与电场力做功与电场力做功W WABAB的关系？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WAB =EPA-EPB-EP负电荷逆着电场线移动，电场力做正功，电势能减少负电荷逆着电场线移动，电场力做正功，电势能减少正电荷顺着电场线移动，电场力做正功，电势能减少正电荷顺着电场线移动，电场力做正功，电势能减少正电荷逆着电场线移动，电场力做负功，电势能增加正电荷逆着电场线移动，电场力做负功，电势能增加负电荷顺着电场线移

5、动，电场力做负功，电势能增加负电荷顺着电场线移动，电场力做负功，电势能增加即：静电力对电荷做即：静电力对电荷做正功正功，电荷的电势能，电荷的电势能减少减少静电力对电荷做静电力对电荷做负功负功，电荷的电势能，电荷的电势能增加增加、电场力做的功与电势能变化的关系、电场力做的功与电势能变化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WAB =EPA-EPB-EP4 4、电势能具有相对性、电势能具有相对性电荷在某点的电势能电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该点移等于静电力把它从该点移动到动到零势能位置零势能位置时所做的功时所做的功(通常把离场源通常把离场源无限远处无限远处或或大

6、地表面大地表面的电势能规定为零的电势能规定为零)WAB=EPA-EP0；即：即：EPA=WAB电势能是标量但有正负，正负表示该点的电势能电势能是标量但有正负，正负表示该点的电势能比零点的电势能的高低。比零点的电势能的高低。在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为正，负电荷在任一点具有的电势能都为负。势能都为正，负电荷在任一点具有的电势能都为负。在负电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电在负电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为负，负电荷在任一点具有的电势能都为正。势能都为负，负电荷在任一点具有的电势能都为正。例例1 1：如图所

7、示，点电荷的静电场中电场线用实线表：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。场区域时的运动轨迹。a a、b b是轨迹上的两点。若带电是轨迹上的两点。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确判断的是()()A.A.带电粒子所带电荷的性质带电粒子所带电荷的性质B.B.带电粒子在带电粒子在a a、b b两点的受力方向两点的受力方向C.C.带电粒子在带电粒子在a a、b b两点的速度何处较大两点的速度何处较大D.D.带电粒

8、子在带电粒子在a a、b b两点的电势能何处较大两点的电势能何处较大BCDab例例2 2：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点点移到移到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移移到到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的过程中电势能共的过程中电势能共改变了多少？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

9、和点和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点和点和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.EPC=1.810-5 J EPC=-1.210-5 JEPB=310-5 J EPA=-310-5 J 4 4、电势能是标量，具有相对性，有正负。、电势能是标量，具有相对性，有正负。正负表示该点的电势能比零点的电势能的正负表示该点的电势能比零点的电势能的高低。高低。1 1、静电力做功与静电力做功与路径路径无关无关,由由初末初末位置来决定位置来

10、决定.2 2、电荷在电场中受到电场力而具有的与位置、电荷在电场中受到电场力而具有的与位置有关的势能叫做电势能。有关的势能叫做电势能。WAB =EPA-EPB-EP3 3、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1、静电力做功的特点？、静电力做功的特点？2、静电力做功与电势能变化的关系？、静电力做功与电势能变化的关系？3、电势能有哪些特点？、电势能有哪些特点？复习回顾复习回顾第第4节节 电势能电势（第二课时）电势能电势（第二课时）电场的电场的力的性质力的性质我们必须用我们必须用场强场强E E来描述，那来描述，那么电场的么电场的能的性质能的性质我们又应该用什么物理量来描我们又

11、应该用什么物理量来描述呢？能否用述呢？能否用“电势能电势能”呢？呢？问题问题1：同样的电荷处在电场中不同位置，具有的电：同样的电荷处在电场中不同位置，具有的电势能相同吗？势能相同吗？问题问题2：不同的电荷放在电场中同一点，具有的电势：不同的电荷放在电场中同一点，具有的电势能相同吗？能相同吗？不同的电荷在电场中同一点不同的电荷在电场中同一点具有的电势能具有的电势能不同不同,但电场中同一点的电场的能的性质是一定的但电场中同一点的电场的能的性质是一定的,故不能故不能用用“电势能电势能”来描述电场的能的性质。来描述电场的能的性质。电荷电场中在某一点的电势能与电荷电场中在某一点的电势能与它的电荷量的比值

12、它的电荷量的比值1 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 4.电势电势是表征电场中某点能的性质的物理量，仅是表征电场中某点能的性质的物理量，仅与电场中某点性质有关，与电场中某点性质有关，与电场力做功的值及试与电场力做功的值及试探电荷的电荷量、电性无关探电荷的电荷量、电性无关。5 5.电势的具体值只有在选定了零电势点后才有意电势的具体值只有在选定了零电势点后才有意义，故义，故电势是相对电势是相对的。电势零点的选取是任意的，的。电势零点的选取是任意的，但以方便为原则，如果没有特别规定，但以

13、方便为原则，如果没有特别规定，一般选无一般选无穷远或大地的电势为零穷远或大地的电势为零6 6.电势是标量电势是标量，在规定了零电势后，电场中各点，在规定了零电势后，电场中各点的电势可以是正值，也可以是负值。的电势可以是正值，也可以是负值。正值表示该正值表示该点电势比零高，负值表示该点电势比零低。点电势比零高，负值表示该点电势比零低。7 7.若以无穷远处电势为零，若以无穷远处电势为零，正点电荷周围各处正点电荷周围各处的电势都为正，负点电荷周围各处的电势都为的电势都为正，负点电荷周围各处的电势都为负。负。8 8.沿电场线沿电场线 (场强场强)方向电势越来越低方向电势越来越低 即电场线指向电势降低的

14、方向即电场线指向电势降低的方向A B EA A B B电场中两点电势高低的判断方法电场中两点电势高低的判断方法（3 3）根据电场力做功来判断）根据电场力做功来判断（1 1）电场线法：顺着电场线方向电势降低。）电场线法：顺着电场线方向电势降低。（4 4）根据电势能的变化来判断）根据电势能的变化来判断在两点间移动正电荷，电场力做正（负）功在两点间移动正电荷，电场力做正（负）功,电势降低（升高）电势降低（升高）在两点间移动负电荷，电场力做正（负）功在两点间移动负电荷，电场力做正（负）功,电势升高（降低）电势升高（降低）电场线的方向就是电势降低最快的方向电场线的方向就是电势降低最快的方向移动正电荷时，

15、电势能增加电势升高；电势能减小电势降低；移动正电荷时，电势能增加电势升高；电势能减小电势降低；移动负电荷时，电势能增加电势降低；电势能减小电势升高；移动负电荷时，电势能增加电势降低；电势能减小电势升高；（2 2）根据场源电荷来判断）根据场源电荷来判断正电荷的电场中离它越近电势越高；正电荷的电场中离它越近电势越高；负电荷的电场中离它越近电势越低；负电荷的电场中离它越近电势越低；1、如图所示，实线为一电场的电场线，、如图所示，实线为一电场的电场线，A、B、C为电场中的三个点，那么以下的结论为电场中的三个点，那么以下的结论正确的是正确的是（）ABCDB BABC2、如图所示，、如图所示，a、b为某电

16、场线上的两点，为某电场线上的两点，那么以下的结论正确的是那么以下的结论正确的是（）A把正电荷从把正电荷从a移到移到b，电场力做正功，电，电场力做正功，电荷的电势能减少，电势升高。荷的电势能减少，电势升高。B把正电荷从把正电荷从a移到移到b，电场力做负功，电，电场力做负功，电荷的电势能增加，电势降低。荷的电势能增加，电势降低。C把负电荷从把负电荷从a移到移到b，电场力做正功，电，电场力做正功，电荷的电势能减少，电势升高。荷的电势能减少，电势升高。D把负电荷从把负电荷从a移到移到b，电场力做负功，电，电场力做负功，电荷的电势能增加，电势降低。荷的电势能增加，电势降低。D Dab3 3、如、如图所图

17、所示，电场中有示，电场中有A A、B B两点，则下列两点，则下列说法中正确的是说法中正确的是（）A A、电势电势 A A B B 场强场强E EA AEEB BB B、电势电势 A A B B 场强场强E EA AEEEpBpBABEBC四、等势面四、等势面地理上，等高线表示地势的高低。在电场中常用地理上，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。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：等势面的特点：（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（

18、2）电场线跟等势面垂直，且由电势较高的等）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势面指向电势较低的等势面（3）等差等势面密处场强大、电场线密，等差）等差等势面密处场强大、电场线密，等差等势面疏处场强小、电场线疏等势面疏处场强小、电场线疏（4）不同等势面在空间不相交、不相切。）不同等势面在空间不相交、不相切。E+几种常见的等势面几种常见的等势面以点电荷为球心的一簇球面以点电荷为球心的一簇球面两簇对称曲面两簇对称曲面垂直于电场线的垂直于电场线的一簇平面一簇平面4 4、如图，虚线、如图，虚线a a、b b、c c势某静电场中的三个等势面，它们的势某静电场中的三个等势面，它们的电

19、势电势a a最大，最大，c c最少，一带正电的粒子射入电场中，其运动轨最少，一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如图实线迹如图实线KLMNKLMN所示，由图可知（所示，由图可知（）A.A.粒子从粒子从K K到到L L的过程中，的过程中，电场力做负功电场力做负功B.B.粒子从粒子从L L到到M M的过程中，的过程中，电场力做负功电场力做负功C.C.粒子从粒子从K K到到L L的过程中，的过程中，电势能增加电势能增加D.D.粒子从粒子从L L到到N N的过程中，的过程中，动能减少动能减少ACACK KN NM ML La ab bc c5、如图所示，三个等差等势面上有、如图所示，三个等差等势面上有

20、a、b、c、d四点，四点，若将一个正电荷由若将一个正电荷由c经经a移动到移动到d电场力做正功电场力做正功W1，若由，若由c经经b移动到移动到d电场力做正功电场力做正功W2，则，则（）2 2、电势能是标量，具有相对性，有正负。、电势能是标量，具有相对性，有正负。1 1、电势电势3 3、沿电场线、沿电场线 (场强场强)方向电势越来越低方向电势越来越低4 4、等势面：电场中电势相同的各点构成的面、等势面：电场中电势相同的各点构成的面5、等势面的特点：、等势面的特点：电场线跟等势面垂直，且由电势较高的等势面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指向电势较低的等势面 等差等势面密处场强大、电场线密，等差等势等差等势面密处场强大、电场线密，等差等势面疏处场强小、电场线疏面疏处场强小、电场线疏：阿尔法 Alpha：贝塔 Beta：伽玛 Gamma：德尔塔 Delte：艾普西龙 Epsilon ：捷塔 Zeta：依塔 Eta：西塔 Theta：艾欧塔 Iota：喀帕 Kappa：拉姆达 Lambda：缪 Mu：拗 Nu：克西 Xi：欧麦克轮 Omicron：派 Pi：柔 Rho：西格玛 Sigma：套 Tau：宇普西龙 Upsilon：fai Phi：器 Chi：普赛 Psi：欧米伽 Omega