《电势能和电势和电势差》(精)课件

1、大石桥市高级中学大石桥市高级中学 于东明于东明 cosWFL 1 1、功的计算：、功的计算：2 2、重力做功的特点：、重力做功的特点：(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W WG 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功是( (能量能量) )转转化的量度！化的量度！重力做重力做多少正功多少正功，重力势能，重力势能减少多少减少多少重力做重力做多少负功多少负功，重力势能，重力势能增加多少增加多少复习：

2、复习： 一个一个检验电荷检验电荷在在电场中电场中某点由静止某点由静止释放释放, ,将如何运动将如何运动? ?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, ,一段时间后获得一定的一段时间后获得一定的速度速度, ,检验电检验电荷的荷的动能动能增加增加. .+F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？+A AF Fq q甲甲乙乙丙丙沿甲路径电场力做功沿甲路径电场力做功: : W W甲甲= = F F|AB|cos|AB|cos= =qEqE|AC|AC|沿乙路径电场力做功沿乙路径电场力做功: : W W乙乙= = qEqE|AC|AC

3、|沿丙路径电场力做功沿丙路径电场力做功: : W W丙丙= = qEqE|AC|AC|沿任意路径电场力做功沿任意路径电场力做功: : W W任意任意= =qEqE|AC|AC|：电场力做功与电场力做功与无关无关, ,由由位置来决定位置来决定. .等于电等于电场力与始末位置连线在电场线方向上投影长的乘积场力与始末位置连线在电场线方向上投影长的乘积. .电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢？电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢？BC二、电势能二、电势能EpEEWPBPAAB1 1、电荷在电场中具有的能量叫电势能。、电荷在电场中具有的能量叫电势能。电场力对电荷做多少正功，电荷的电势能减电场力对电

4、荷做多少正功，电荷的电势能减小多少小多少( (电场力做正功，电势能减少电场力做正功，电势能减少）电场力对电荷做多少负功，电荷的电势能增电场力对电荷做多少负功，电荷的电势能增加多少加多少(电场力做负功，电势能增加电场力做负功，电势能增加）2、电场力做的功等于电势能变化量的负值、电场力做的功等于电势能变化量的负值4 4、电势能有正负，却是标量，正负表示该点的、电势能有正负，却是标量，正负表示该点的电势能比零点的电势能的高电势能比零点的电势能的高或或低。低。3.电势能是相对的，与零势能面的选择有关。若电势能是相对的，与零势能面的选择有关。若规定电规定电荷在离场源电荷无限远处的电势能为零，或把电荷在大

5、荷在离场源电荷无限远处的电势能为零，或把电荷在大地表面上电势能规定为零。地表面上电势能规定为零。（在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势（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。）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势（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，负电荷在任意一点具有的电势能都为正。）能都为负，负电荷在任意一点具有的电势能都为正。）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、把两个同种点电荷间的距离增

6、大一些，电荷的电势能一定增加势能一定增加B、把两个同种点电荷间的距离减小一些，电荷的电、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势能一定增加C、把两个异种点电荷间的距离增大一些，电荷的电、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势能一定增加D、把两个异种点电荷间的距离减小一些，电荷的电、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势能一定增加BC课堂训练：课堂训练：2 2、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

7、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=

8、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 5.电荷在电场中某一点电荷在电场中某一点A具有的电势能具有的电势能EP等于将该点电荷由等于将该点电荷由A点移到电势能零点电场点移到电势能零点电场力所做的功力所做的功W。即。即EP=WA0lE+ +cos0qElWAcosqElEPAcosElqEPA 该比值是一个与该比值是一个与q q无关，仅与电场无关，仅与电场及及A A点的位置有关的量。点的位置有关的量。设EP0 =0该比值称为该比值称为A

9、A点的点的电势电势零势能零势能参考点参考点验证：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它的电荷量的比值qEP1 V = 1 J/C1. 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, ,应先规定电应先规定电场中某处的电势为零场中某处的电势为零.( .(通常规定离场源电荷通常规定离场源电荷无限远处无限远处或或大地大地的电势为零的电势为零.) .)三、电势三、电势 沿着

10、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？6、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？7、电势具有相对性，先规定电场中某处的电势、电势具有相对性，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。为零，然后才能确定电场中其他各点的电势。（通常取离场源电荷无限远处或大地的电势为（通常取离场源电荷无限远处或大地的电势为零）零）EP=q1.在正电荷产生的电场中正电荷在任意一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正，负电荷在任一点具有的电势能都为负

11、。点具有的电势能都为负。2.在负电荷产生的电场中正电荷在任意一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，负电荷在任意点具有的电势能都为负，负电荷在任意一点具有的电势能都为正。一点具有的电势能都为正。 例例1. 1. 试探电荷试探电荷q q1 1放在电场中的放在电场中的A A点点, ,电势电势能为能为E(E(规定无限远处电势能为零规定无限远处电势能为零),A),A点的点的电势为电势为_,_,若把试探电荷若把试探电荷q q1 1换成试换成试探电荷探电荷q q2 2放在电场中的放在电场中的A A点点,A,A点的电势点的电势为为_ (_ (仍规定无限远处电势能仍规定无限远处电势能为零为零

12、). ).1qE1qE 例例2. 2. 将一电量为将一电量为 的点电荷从电的点电荷从电场外一点场外一点P P移至电场中某点移至电场中某点A,A,电场力做功电场力做功- -4 41010-5-5J, J,求求A A点的电势点的电势? ?cq6102解解: : 场外一点场外一点P P的电势为的电势为0pJWEPA5104VVqEPAA2010210465从从P A,P A,电场力做的功电场力做的功 PAEW注注意意: :计算电势首先要规定计算电势首先要规定零电势处零电势处, ,且电且电势可以为势可以为负负. .电场中电势相等的点构成的曲电场中电势相等的点构成的曲面叫做等势面。面叫做等势面。 为了使

13、等势面能够反映电场的为了使等势面能够反映电场的强弱，通常使相邻等势面之间的电强弱，通常使相邻等势面之间的电势差相等。势差相等。1.沿着等势面移动电荷时，电场力所作的功为零。沿着等势面移动电荷时，电场力所作的功为零。2.在任何静电场中电场线与等势面是互相垂直的。在任何静电场中电场线与等势面是互相垂直的。3.等势面愈密等势面愈密(即间距愈小即间距愈小)的区域，场强愈大。的区域，场强愈大。 1电势电势2电势能与电势的关系电势能与电势的关系3.电势与电势差的关系？电势与电势差的关系？APAqEqEqWPAAPABAABU1、定义：、定义：qWUABAB 2、单位：伏特（、单位：伏特（V） 1V=1J/

14、C3、电势差是标量，但有正有负、电势差是标量，但有正有负4、决定的因素：、决定的因素：只与电场及始末两点的位置有关，只与电场及始末两点的位置有关，与与 检验电荷以及电场力对检验电荷所做的功无关。检验电荷以及电场力对检验电荷所做的功无关。注意：电场力做的功注意：电场力做的功WAB=qUAB（WAB、q、UAB都有都有正负号正负号)5、 UABUBA， UAC UAB+UBC五、五、 电势差（电压）电势差（电压）BA例例1:：如图，虚线如图，虚线a、b和和c是某静电场中的三个等势面，它们的是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为电势分别为 、 和和 ，一带正电粒子射入电场中，其运动轨，一带正电粒

15、子射入电场中，其运动轨迹如实线迹如实线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abcACabcKLMN例例2：如：如图所示，三个等差等势面上有图所示，三个等差等势面上有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

16、功W2，则：，则：2121212121212121.，WWDWWCWWBWWA123cabdD随堂训练随堂训练两块带电的平行金属板相距两块带电的平行金属板相距2cm，板间有一与板面垂直，板间有一与板面垂直的匀强电场，一电子从负极板自由释放，经的匀强电场，一电子从负极板自由释放，经1.510-8s打打到对面极板上，求该电场的电场强度。（电子质量到对面极板上，求该电场的电场强度。（电子质量m=9.110-31kg）CNE/1013随堂训练随堂训练如图所示，细线一端系着一个带电量为如图所示，细线一端系着一个带电量为+q、质量为、质量为m的小球，另一端固定于的小球，另一端固定于O点，加一匀强电场后可使小点，加一匀强电场后可使小球静止于图示位置，此时悬线与竖直方向夹角为球静止于图示位置，此时悬线与竖直方向夹角为。要使电场的场强最小，该电场场强的方向怎样？大小要使电场的场强最小，该电场场强的方向怎样？大小如何？如何？Oq垂直悬线斜向上方垂直悬