电势能电势 (2)讲稿.ppt

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1、关于电势能电势关于电势能电势 (2)(2)第一页，讲稿共三十八页哦复习回顾复习回顾1、功的计算：、功的计算：2、重力做功有什么特点？、重力做功有什么特点？(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)WG与重力势能的关系与重力势能的关系.(3)重力势能是相对的重力势能是相对的,有零势能面有零势能面.(人为选定人为选定)重力势能具有系统性重力势能具有系统性功是能量转化的量度！功是能量转化的量度！第二页，讲稿共三十八页哦 力学中我们研究问题时，是分别从力学中我们研究问题时，是分别从动力学和能动力学和能量量两个角度来进行的。现在电学中我们要深刻认两个角度来进行的

2、。现在电学中我们要深刻认识电场的性质，也要采用类似的方法。前面三节识电场的性质，也要采用类似的方法。前面三节内容我们已经从电荷在电场中受力的作用内容我们已经从电荷在电场中受力的作用，说明，说明电场具有力的性质，建立了电场强度的概念，那电场具有力的性质，建立了电场强度的概念，那么从能量的角度来看，电场又有什么性质呢？么从能量的角度来看，电场又有什么性质呢？第三页，讲稿共三十八页哦 一个试探电荷在匀强电场中某点由静止释一个试探电荷在匀强电场中某点由静止释放放,将如何运动将如何运动?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,一段时间一段时间后获得一定的后获得一定的速度速度,试探电

3、荷的试探电荷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?我们首先来研究电场力做功的问题我们首先来研究电场力做功的问题第四页，讲稿共三十八页哦二、静电力做功的特点二、静电力做功的特点第五页，讲稿共三十八页哦一、静电力做功的特点一、静电力做功的特点Fq q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？+BA甲甲M乙乙 W甲甲=F|AB|cos=qE|AM|沿甲路径电场力做功沿甲路径电场力做功:丙丙沿乙路径电场力做功沿乙路径电场力做功:W乙乙=qE|AM|沿丙路径电场力做功沿丙路径电场力做功:W丙丙=qE|AM|沿任意路径电场力做功沿任

4、意路径电场力做功:W任意任意=qE|AM|丁丁第六页，讲稿共三十八页哦 在电场中移动电荷时，静电力在电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的做的功与电荷的起始位置起始位置和和终止位终止位置置有关，但与电荷经过的有关，但与电荷经过的路径路径无关。无关。与与重力做功重力做功特特点相类比点相类比静电力做功的特点静电力做功的特点对于非匀强电场也适用对于非匀强电场也适用第七页，讲稿共三十八页哦重力势能重力势能hABCmg mg mg 1、物体沿着这三种路径移、物体沿着这三种路径移动的过程中，重力做功一样动的过程中，重力做功一样吗？吗？重力做的功与路径无关重力做的功与路径无关2、WG=mgh1-mgh2 E

5、p=mgh物体的重力势能等于它所受物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积重力与所处高度的乘积第八页，讲稿共三十八页哦电势能电势能1、由于移动电荷时静电力做的功与移动的路径无关，电荷在、由于移动电荷时静电力做的功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做电场中也具有势能，这种势能叫做电势能电势能，用，用Ep表示。表示。类比于重力做功与重力势能的关系，静电力做功与电势能有什么关系类比于重力做功与重力势能的关系，静电力做功与电势能有什么关系呢？呢？第九页，讲稿共三十八页哦电场力做电场力做正功正功，电势能，电势能减少减少；三、电势能三、电势能电场力做电场力做负功负功，电势能，电势能增

6、加增加。与与重力做功跟重力势能变化关系重力做功跟重力势能变化关系相类比相类比第十页，讲稿共三十八页哦重力做的功等于重力势能的重力做的功等于重力势能的减少减少量量静电力做的功等于电势能的静电力做的功等于电势能的减少量减少量ABE+重力势能的重力势能的减少量减少量电势能的电势能的减少量减少量第十一页，讲稿共三十八页哦小结：电场力做多少功，电荷电势能就小结：电场力做多少功，电荷电势能就变化多少。变化多少。第十二页，讲稿共三十八页哦2.电势能是相对的，与零电势能面有关电势能是相对的，与零电势能面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

7、，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。3.电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性4.电势能是标量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还要表示电荷在该处的电势能比零还要小小.第十三页，讲稿共三十八页哦ABE+设EPB=0 电荷在某点的电势能，等于电荷在某点的电势能，等于把它从该把它从该点移到点移到零势能位置零势能位置时时静电力所做的功。静电力所做的功。零势能零势能参考点参考点第十四页，讲稿共三十八页哦ABE+设EPB=0 电荷在某点的电势能，等于电荷在某点的电势能，等于把它从该把它从该点移到点移到零势能位置零势能

8、位置时时静电力所做的功。静电力所做的功。第十五页，讲稿共三十八页哦ABE-设EPB=01.1.电荷在某点的电势能，等于电荷在某点的电势能，等于把它从该点把它从该点移到移到零势能位置零势能位置时时静电力所做的功。静电力所做的功。负号表示电负号表示电势能的势能的高低高低第十六页，讲稿共三十八页哦 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,电荷的电势电荷的电势能减少能减少.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,即电荷克服即电荷克服静电力做功静电力做功,电荷的电势能电荷的电势能增加增加.ABE+vABE+v第十七页，讲稿共三十八页

9、哦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：地球和物重力场中，重力：地球和物体之间存在的吸引力体之间存在的吸引力电场中，电场力：电荷之间电场中，电场力：电荷之间的作用力的作用力有重力就有重力势能有重力就有重力势能Ep=mghEp=mgh有电场力就有相应的能，叫有电场力就有相应的能，叫电势能电势能EPE Ep p由物体和地面间的相对位置决定由物体和地面间的相对位置决定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

10、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 W重重 =E=EP1P1-E-EP2P2W W电电 =E=EPAPA-E-EPBPB第十八页，讲稿共三十八页哦尽管重力做功与电场力做功很相似，但尽管重力做功与电场力做功很相似，但还是存在很大差异还是存在很大差异存在两种电荷存在两种电荷正电荷顺电场线移动，正电荷顺电场线移动，电场力做正功，电势能减少电场力做正功，电势能减少 负电荷顺电场线移动，负电荷顺电场线移动，电场力做负功，电势能增加电场力做负功，电势能增加 正电荷逆电场线移动，正电荷逆电场线移动，电场力做负功，

11、电势能增加电场力做负功，电势能增加 负电荷逆电场线移动，负电荷逆电场线移动，电场力做正功，电势能减少电场力做正功，电势能减少第十九页，讲稿共三十八页哦电势能电势能功是能量转化的量度功是能量转化的量度2、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表示电荷从表示电荷从A点移动到点移动到B点的过程中静电力做的功点的过程中静电力做的功EpA和和EpB分别表示电荷在分别表示电荷在A点和点和B点的电势能点的电势能如果知道了在两点间移动电荷时，静电力做的功，那么这两个位如果知道了在两点间移动电荷时，静电力做的功，那么这两个位置的电势能知道吗？置的电势能知道吗？第二十页，讲稿共三十八

12、页哦电势能电势能静电力做的功只能决定电势能的变化量，而不能决定电荷在电场中某点静电力做的功只能决定电势能的变化量，而不能决定电荷在电场中某点的电势能的数值。的电势能的数值。如果规定电荷在如果规定电荷在B点的电势能为零，则电荷在点的电势能为零，则电荷在A点的电势能等于点的电势能等于WAB3、电势能具有相对性：要确定电荷在电场中某点的电势能的数值，必须、电势能具有相对性：要确定电荷在电场中某点的电势能的数值，必须先确定零电势能参考位置。先确定零电势能参考位置。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。做的功。通常

13、把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零。在大地表面上的电势能规定为零。第二十一页，讲稿共三十八页哦电势能电势能4、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性5、电势能是标量、电势能是标量由此可见，电场力做功与重力做功，电势能与重力势能都很由此可见，电场力做功与重力做功，电势能与重力势能都很相似，所以大家在学习电势能过程中应该多联系重力做功与相似，所以大家在学习电势能过程中应该多联系重力做功与重力势能的关系帮助理解电势能。重力势能的关系帮助理解电势能。第二十二页，

14、讲稿共三十八页哦电势能电势能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：地球和物重力场中，重力：地球和物体之间存在的吸引力体之间存在的吸引力电场中，电场力：电荷之间的电场中，电场力：电荷之间的作用力作用力有重力就有重力势能有重力就有重力势能Ep=mghEp=mgh有电场力就有相应的能，叫电有电场力就有相应的能，叫电势能势能EPEpEp由物体和地面间的相对位置由物体和地面间的相对位置决定决定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

15、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 W重重 =E=EP1P1-E-EP2P2W W电电 =E=EPAPA-E-EPBPB第二十三页，讲稿共三十八页哦电势能电势能尽管重力做功与电场力做功很相似，但还是存在很大差异尽管重力做功与电场力做功很相似，但还是存在很大差异存存在两种电荷在两种电荷正电荷顺电场线移动，正电荷顺电场线移动，电场力做正功，电势能减少电场力做正功，电势能减少 负电荷顺电场线移动，负电荷顺电场线移动，电场力做负功，电势能增加电场力做负功，电势能增加 正电荷逆电场线移动

16、，正电荷逆电场线移动，电场力做负功，电势能增加电场力做负功，电势能增加 负电荷逆电场线移动，负电荷逆电场线移动，电场力做正功，电势能减少电场力做正功，电势能减少第二十四页，讲稿共三十八页哦电势能电势能1、下列说法中，正确的是：、下列说法中，正确的是：A、把两个同种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一、把两个同种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加定增加B、把两个同种点电荷间的距离减小一些，电荷的电势能、把两个同种点电荷间的距离减小一些，电荷的电势能一定增加一定增加C、把两个异种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定、把两个异种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加增加D、把两

17、个异种点电荷间的距离减小一些，电荷的电势能、把两个异种点电荷间的距离减小一些，电荷的电势能一定增加一定增加第二十五页，讲稿共三十八页哦电势电势规定规定O点的电势能为零点的电势能为零电荷电荷q在在A点的电势能点的电势能EpA：如果在如果在A点放的是点放的是2q的电荷呢？的电荷呢？EpA/q是相同的是相同的对电场中的不同位置，这个比值对电场中的不同位置，这个比值一般是不同的一般是不同的第二十六页，讲稿共三十八页哦电势电势1、电势：、电势：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值2、公式：、公式：3、单位：、单位：在国际单位制中，电势的单位是伏特，符号

18、是在国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是V 1V=1J/C第二十七页，讲稿共三十八页哦电势电势沿着电场线方向，电势如何变化呢？沿着电场线方向，电势如何变化呢？4、沿着电场线的方向，电势越来越低沿着电场线的方向，电势越来越低如何确定电场中某点的电势呢？如何确定电场中某点的电势呢？5、电势具有相对性，、电势具有相对性，先规定电场中某处的电势为零，然后才先规定电场中某处的电势为零，然后才能确定电场中其他各点的电势能确定电场中其他各点的电势。（通常取离场源电荷无限远（通常取离场源电荷无限远处或大地的电势为零）处或大地的电势为零）6、电势是标量，只有大小，没有方向。、电势是标量，只有大小，没有方向。(

19、负电势表示该处的负电势表示该处的电势比零电势处电势低。电势比零电势处电势低。)第二十八页，讲稿共三十八页哦电势电势3、将一电量为、将一电量为q=210-6C的点的点电电荷从荷从电场电场外一点外一点P移至移至电场电场中中某点某点A，电场电场力做功力做功410-5J，求，求A点的点的电势电势。解解:场外一点场外一点P的电势为的电势为从从P A,电场力做的功电场力做的功 PAEW-=点评点评:计算计算电势首先要规定电势首先要规定零电势处零电势处,且电势可以且电势可以为负为负.使用公式求某点的电势使用公式求某点的电势时，必须注意电势能与时，必须注意电势能与电荷量的正、负号电荷量的正、负号第二十九页，讲

20、稿共三十八页哦等势面等势面地理上，等高线表示地势的高低。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。在电场中常用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第三十页，讲稿共三十八页哦等势面等势面等势面的特点：等势面的特点：1、等势面一定跟电场线垂直，在同一等势面上的任意两点等势面一定跟电场线垂直，在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功间移动电荷，电场力不做功；2、电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面，任意两电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面，任意两个等势面都不会相交个等势面都不会相交；3、

21、等差等势面越密的地方电场强度越大等差等势面越密的地方电场强度越大第三十一页，讲稿共三十八页哦等势面等势面几种典型电场的等势面：几种典型电场的等势面：1、点电荷电场中的等势面：、点电荷电场中的等势面：以点电荷为球心的一簇球面以点电荷为球心的一簇球面第三十二页，讲稿共三十八页哦等势面等势面2、等量异种点电荷电场中的等、等量异种点电荷电场中的等势面：势面：两簇对称曲面两簇对称曲面第三十三页，讲稿共三十八页哦等势面等势面3、等量同种点电荷电场中的、等量同种点电荷电场中的等势面：等势面：两簇对称曲面两簇对称曲面第三十四页，讲稿共三十八页哦等势面等势面5、匀强电场中的等势面：、匀强电场中的等势面：垂直于电

22、场线的一簇平面垂直于电场线的一簇平面4、形状不规则的带电导、形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面体附近的电场线及等势面第三十五页，讲稿共三十八页哦等势面等势面如图所示，三个等差等势面上有如图所示，三个等差等势面上有a、b、c、d四点，若将一个四点，若将一个正电荷由正电荷由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：第三十六页，讲稿共三十八页哦等势面等势面如图所示，虚线如图所示，虚线a、b和和c是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为为 、和和 ，一带正电粒子射入电场中，其运动轨迹如实线，一带正电粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示。由图可知：所示。由图可知：A、粒子从、粒子从K到到L的过程中，电场力做负功的过程中，电场力做负功B、粒子从、粒子从L到到M的过程中，电场力做负功的过程中，电场力做负功C、粒子从、粒子从K到到L的过程中，电势能增加的过程中，电势能增加D、粒子从、粒子从L到到M的过程中，动能减少的过程中，动能减少第三十七页，讲稿共三十八页哦感感谢谢大大家家观观看看第三十八页，讲稿共三十八页哦