电势能电势与电势差.ppt

1、1.4 电势能 电势与电势差,复习回顾,1、功的计算：,3、重力做功,(1)与路径无关,由初末位置的高度差来决定.,(2)重力做功WG与重力势能变化的关系,重力做正功，重力势能减少 重力做负功，重力势能增加,2、动能定理,一、电场力做功的特点,在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷经过的路径无关,只与电荷的起始位置和终止位置有关。,对于非匀强电场也适用,WAB = Fxcos=qEd,课本P17讨论交流把正电荷沿不同路径从A点移到B电场力做功相同吗？,1在匀强电场中电场力做功：W=qEd 2在任何电场中，静电力做的功与电荷经过的路径无关,只与电荷的起始位置和终止位置有关。,一、电场力做功的

2、特点,一个试探电荷在电场中某点由静止释放,将如何运动?,在电场力作用下电荷做加速运动,一段时间后,试探电荷的动能增加.是什么能转化为电荷的动能呢?,二、电势能,1.定义:电荷在电场中所具有的与电荷位置有关的势能叫电势能,2.电场力做功与电势能的变化关系,重力做正功,重力势能减小.,电场力做正功,电势能减小.,重力做负功,重力势能增加.,电场力做负功,电势能增加.,电场力做的功等于电势能的减少量,课本P19讨论交流,(2)负电荷顺着电场线方向移动，电势能增大。 逆着电场线方向移动，电势能减小。,3、由电场线法判断电势能的变化,（1）正电荷顺着电场线方向移动，电势能减小。逆着电场线方向移动，电势能

3、增大,电势能为负表示电荷在该处的电势能比零还要小.,4、电势能是电荷和电场所共有的，具 有系统性,5、电势能是相对的，与零电势能面有关,6、电势能是标量,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电势能规定为零。,课本P19讨论交流,2w0,nw0,3w0,nw0,w0,2w0,3w0,W0/q,2w0/2q,3w0/3q,nw0/nq,三、电势,1.定义:电场中某点的电势,等于该点电势能与电荷的比值.,4.单位: 伏特(V),3.标量:正负代表高低,(计算时要代入正负号),2公式：,5. 电势具有相对性：确定电势,应先规定电场中某处的电势为零.(通常规定离场源电荷无

4、限远处或大地的电势为零.),6.电势的决定因素：电场中某点的电势的大小是由电场本身的性质决定的，与放不放电荷及放什么电荷无关。 即 与Ep、q无关,7.沿电场线方向电势降低,如以无穷远处电势为零，则： (1)正电荷（+Q）形成的电场中各点的电势均为正值（且离场源近处电势大）； (2)负电荷（-Q）形成的电场中各点的电势均为负值（且离场源近处电势小）。,课堂训练,有关电场中某点的电势，下列说法中正确的是（ ） A、由放在该点的电荷所具有的电势能的多少决定 B、由放在该点的电荷的电量多少来决定 C、与放在该点的电荷的正负有关 D、是电场本身的属性，与放入该点的电荷情况无关,D,例4. 将一电量为

5、的点电荷从电场外一点P移至电场中某点A, 电场力做功 为 ,以P点为零势点。求A点的电势.,注意:计算电势首先要规定零电势处,且电势可以为负,解:因为 所以,四、电势差,电势间的差值叫电势差,四、电势差,1.定义:电荷q在电场中由一点A移动到另一点B时,电场力所做的功WAB与电荷量q的比值WAB/q,叫做A,B两点间的电势差.两点间的电势差也叫这两点间的电压.,2.定义式:,电场中A、B两点间的电势差UAB,在数值上等于单位正电荷由A点移动到B点时,电场力所做的功WAB.,(计算时要代入正负号),5.决定因素:WAB跟路径无关,UAB也是跟路径无关;且跟WAB 和q都无关,只是由电场本身和两点

6、位置有关.,3.单位: 伏特(V),1v=1J/c,4.是标量:,正负代表一点比另一点电势高或低,例、在如图所示的电场中，把点电荷q=+210-11C，由A点移到B点，电场力做功WAB=410-11J。A、B两点间的电势差UAB等于多少？B、A两点间的电势差UBA等于多少？ UAB=2V UBA=-2V,WAB=UABq,6. 电场力做功：,例.如图所示的电场中，A、B两点间的电势差UAB=20 V，将点电荷q= -210-9C，由A点移到B点，静电力所做的功是多少 ？ WAB = -4.010-8J,将UAB和q的正负号代入计算,想一想,1、高度差、高度与零高度点的选择有关吗？ 2、电势差、

7、电势与零电势点的选择有关吗？,A,B,C,D,0V,1V,2V,3V,结论：电势和高度都具有相对性，与参考点的选择有关，而电势差和高度差与参考点的选择无关。,E,0V,1V,2V,-1V,思考:怎么比较电场中两点电势高低呢?,方法一:根据电场线方向来确定电势高低： 沿着电场线的方向，电势逐渐降低。,方法二:根据电势差定义式来判断.,练习：下列关于电势高低的判断正确的是（ ）,负电荷从A移动到B时，外力做正功，A点的电势一定较高。 负电荷从A移动到B时，电势能增加，A点的电势一定较低。 负电荷从A移动到B时，电势能增加，A点的电势一定较高。 初速度为零的正电荷只在电场力的左右下从A移动到B，A点

8、的电势一定较高。,CD,小结,一、电势能：,电场力做正功,电势能减小,电场力做负功,电势能增加,二、电势差：,三、电势：,五、电场力的功、电势能、电势、电势差、电场线的关系,五、等势面,1定义：,电势相等的点所构成的面。,等势面是虚拟的，为了描述电场的性质而假象出来的，实际上不存在的,点电荷的电场的等势线,等量异种电荷电场的等势面,等量同种电荷电场的等势面,匀强电场的等势面,2特点：,（1）在同一等势面上的任意两点间移动电荷， 电场力不做功。,（2）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,（3）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,（4）不同等势

9、面在空间不相交、不相切,例、关于等势面正确的说法是（ ） A电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功 B等势面上各点的场强大小相等 C等势面一定跟电场线垂直 D两等势面不能相交,CD,3、几种常见电场的等势面,（1）匀强电场的等势面,a、电场线和等势面都是均匀分布的,b、电场线越密，场强越强，等差等势面越密,c、电场线方向就是电势降落的方向,（2）点电荷电场的等势面,a、等势面为同心球面,b、越近电荷，等差等势面越密,c、沿电场线方向电势降低,练习：如图，虚线a、b、c势某静电场中的三个等势面，它们的电势a最大，c最少，一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如图实线KLMN所示，由图可知（

10、 ）,粒子从K到L的过程中，电场力做负功 粒子从L到M的过程中，电场力做负功 粒子从K到L的过程中，电势能增加 粒子从L到N的过程中，动能减少,AC,（3）等量异种电荷电场的等势面,a、以两点连线为轴，等势面上下对称，轴上电势由正电荷指向负电荷逐渐降低,b、以两点连线中垂线为轴，等势面左右对称。中垂线即为一个等势面，若无穷远处电势为零，则该等势面上的电势也为零。,c、接近点电荷处，等势面的形状接近圆形。,a、以两点连线为轴，等势面上下对称，连线上电势由两边向中间逐渐降低,b、以两点连线中垂线为轴，等势面左右对称。在中垂线上从中间相两边电势逐渐降低。,c、接近点电荷处，等势面的形状接近圆形。,（4）等量同种正电荷的电场的等势面,地球附近的引力场,存在于电荷周围的场,重力场强度g=G/m， 方向：垂直于该点的切面向下,电场强度E=F/q ， 方向：正电荷在该点所受电场力方向,重力G=mg,电场力F=qE,WAB=mghAB 只与始、末位置有关，与路径无关,WAB=qUAB 只与始、末位置有关，与路径无关,高度差hAB= hA hB，与参考点选取无关,电势差UAB=A- B，与参考点选择无关,构建知识结构,重力势能