MicrosoftOfficePowerPoint演示文稿(2)

1、能和电势能和电势 功是能量转化的量度！功是能量转化的量度！ 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.复习回顾复习回顾cosWF L 12GPPPWEEE(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.(人人为选定为选定) 重力势能具有系统性重力势能具有系统性 W=qEAM一、静电力做功的特点一、静电力做功的特点AEFM求试探电荷求试探电荷q沿直线沿直线AB移动到移动到B时电场力时电场力做的功：做的功：E+q ABMcosW

2、 FA B qE A ME+q ABWqEAM 结论：结论： 在在匀强电场匀强电场中移动电荷时，静电力做中移动电荷时，静电力做的功与电荷的的功与电荷的起始位置和终止位置起始位置和终止位置有有关，但与电荷经过的关，但与电荷经过的路径路径无关。无关。(对于非匀强电场也适用对于非匀强电场也适用) 做功的过程是一个做功的过程是一个 能量转化的过程，能量转化的过程， 那么电场力做功的那么电场力做功的 过程是什么能转化过程是什么能转化 为什么能呢？为什么能呢？ 将将+q由由A移移到到B的过程电的过程电场力对电荷做场力对电荷做功为：功为：cosWqEdqEl电将将-q由由A移到移到B的过程，电场的过程，电场

3、力对电荷做功为：力对电荷做功为：cosWqEdqEl 电二、电势能二、电势能 电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能，电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能，叫叫电势能电势能。电场力做功与电势能有什么关系？（联系重力电场力做功与电势能有什么关系？（联系重力做功与重力势能的关系）做功与重力势能的关系）1、电荷在电场中具有电势能。、电荷在电场中具有电势能。 2、电场力对电荷做正功，电荷的电势、电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小能减小 3、电场力对电荷做负功，电荷的电势能、电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大增大 4、电场力做多少功，电荷电势能就、电场力做多少功，电荷电势能就变化多少。变化多少。ABP

4、APBPWEEE 5、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的电势能规定为能规定为零零，或把电荷在，或把电荷在大地表面大地表面上电势上电势能规定为能规定为零零。电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该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的功处移动到零势能位置所做的功由此可见，电场力做功与重力做功，电势能由此可见，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重力势能的能过程中应该多联系重力做功与

5、重力势能的关系帮助理解电势能。关系帮助理解电势能。 6、电势能是电荷和电场所共有的，具有系、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性统性7、电势能是标量、电势能是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= mghEp= 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EPEpEp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重力做

6、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W W重重 = E= EP1P1-E-EP2P2W W电电 = E= EPAPA-E-EPBPB 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

7、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，电势能减少尽管重力做功与电场力做功很相似，但还是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在很大差异 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来来描述，那么电场的描述，那么电场的能的性质能的性质我们又我们又应该用什么物理量来描述呢？能否应该用什么物理量来描述呢？能否用用“电势能电势能”呢？呢？ 电场的能的性质也是电场本身的一种属性，电场的能的性质也是电场本身的一种属性，它只能由场源本身所决定，而与电场中有无放入它只能由场源本身所

8、决定，而与电场中有无放入试探电荷无关。而电势能的大小是与试探电荷的试探电荷无关。而电势能的大小是与试探电荷的电量电量q q有关的（因有关的（因q q越大，其所受电场力就越大，越大，其所受电场力就越大，具有的做功本领大，电势能也就大），故不能用具有的做功本领大，电势能也就大），故不能用“电势能电势能”来描述电场的能的性质，我们引入一来描述电场的能的性质，我们引入一个新的物理量个新的物理量“电势电势”来表示它。来表示它。三三. 电势电势 电势：电势：描述电场的能的性质的物理量。描述电场的能的性质的物理量。那么怎样去衡量电场的能的性质、怎样去定义那么怎样去衡量电场的能的性质、怎样去定义“电势电势”呢

9、？呢？ 如图所示，设想把一试探电荷如图所示，设想把一试探电荷+q +q 放在电场中放在电场中某处某处A A或或B B。它们在电场力。它们在电场力F F的作用下均移至无的作用下均移至无限远处。则有：限远处。则有：W WA AWWB BqEqEBpAp+AB同理可知：若试探电荷为同理可知：若试探电荷为-q-q，也有：，也有：qEqEBpAp 也就是说，比值也就是说，比值E EpApA/q /q的大小与试探电荷的正负及电的大小与试探电荷的正负及电量量q q均无关，只与电场中该点在电场中的位置有关，故其均无关，只与电场中该点在电场中的位置有关，故其可衡量电场的性质。可衡量电场的性质。 讨论电势能与电荷

10、的比值讨论电势能与电荷的比值?取取O点的电势能为零点的电势能为零, 则则:ALOE+EPA = q E L COSELCOSqEPA三三. 电势电势 1. 定义定义:电荷在电场中某一点的电势能与电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值它的电荷量的比值2. 公式公式:qEP3. 单位单位: 伏特伏特 符号为符号为V1 V = 1 J/C 1：电势的相对性：某点电势的大小是相对：电势的相对性：某点电势的大小是相对于零点电势而言的。零电势的选择是任意于零点电势而言的。零电势的选择是任意的，一般选地面和无穷远为零势能面。的，一般选地面和无穷远为零势能面。 2：电势的固有性：电场中某点的电势的大：电

11、势的固有性：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。电荷及放什么电荷无关。 3：电势是标量：电势是标量 4：计算时：计算时EP,q, 都带正负号。都带正负号。对电势的理解 1.沿着电场线方向沿着电场线方向,电势将怎样变化电势将怎样变化?2.如何确定电场中某点的电势如何确定电场中某点的电势?1. 电场线指向电势降低的方向电场线指向电势降低的方向2.与电势能的情况相似与电势能的情况相似,应先确定电场应先确定电场中某点的电势为零中某点的电势为零.(通常取离场源电通常取离场源电荷无限远处或大地的电势为零荷无限远处或大地的电势为零

12、.)回答如下:3.电势为负数时电势为负数时,负号表示方向吗负号表示方向吗?3.电势是标量电势是标量,只有大小只有大小,没有方向没有方向.(负电负电势表示该处的电势比零电势处电势低势表示该处的电势比零电势处电势低.) 在上面关于电势能和电势的讨论及插在上面关于电势能和电势的讨论及插图中图中,我们一直把试探电荷我们一直把试探电荷q当作正电荷处当作正电荷处理理.请把请把q当做负电荷当做负电荷,重复以上讨论重复以上讨论.其结果其结果与上面的结果是否一致与上面的结果是否一致?思考高度和电势高度和电势重力场中，同一物体在不同重力场中，同一物体在不同位置，位置，E Ep p不同。不同。电场中，同一电荷在电场

13、中，同一电荷在电场中的不同位置电场中的不同位置,E,EP P不同。不同。不同物体在同一位置，不同物体在同一位置，E Ep p正比于质量正比于质量m m不同电荷在同一位置，不同电荷在同一位置，E EP P正比于电量正比于电量q qE Ep p/m = gh/m = gh，h h只与相对位只与相对位置有关置有关E EP P/q /q 叫做电势叫做电势 ， 只与只与相对位置有关相对位置有关等势面等势面 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

14、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、等势面一定跟电场线垂直垂直，在同一等势，在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力面上的任意两点间移动电荷，电场力不做不做功功； 2、电场线总是从电势高的等势面指向电势、电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面，任意两个等势面都低的等势面，任意两个等势面都不会相交不会相交； 3、等差、等差等势面越密等势面越密的地方的地方电场强度越大电场强度越大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 2、等量异种点电荷电场中的等势面：、

15、等量异种点电荷电场中的等势面： 两簇对称曲面两簇对称曲面3、等量同种点电荷电场中的等势面：、等量同种点电荷电场中的等势面：两簇对称曲面两簇对称曲面 4、形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面、形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面5、匀强电场中的等势面：、匀强电场中的等势面：垂直于电场线的一簇平面垂直于电场线的一簇平面问题解析1.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，它们是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为的电势分别为 、 和和 ，一带正电粒子射入电场中，一带正电粒子射入电场中，其运动轨迹如实线其运动轨迹如实线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abcKLMNabcAC 2.如图所示，如图所示，a、b、c、d为某电场中的等势为某电场中的等势面，一带正电粒子飞入电场后只在电场力面，一带正电粒子飞入电场后只在电场力作用下沿作用下沿M点到点到N点的虚线运动由图可知，点的虚线运动由图可知，四个等势面电势四个等势面电势Ua、Ub、Uc、Ud由高到由高到低的