14电势和电势能

1、电势能和电势电势能和电势1 1、对撞机是通过什么力实、对撞机是通过什么力实现对正负电子进行加速的现对正负电子进行加速的呢？呢？问题情境：问题情境：2 2、加速后的正负电子获得、加速后的正负电子获得巨大的动能，是什么能转巨大的动能，是什么能转化为正负电子的动能呢？化为正负电子的动能呢？h（一）重力做功的特点是什么（一）重力做功的特点是什么? ?ABCmg mg mg 1.1.在这三次情况下在这三次情况下重力做功关系？重力做功关系？2.2.W WG G=mgh=mgh3.3.可以引进重力势能的可以引进重力势能的概念概念1 电场力做功的特点M（二）静电力做功有什么特点（二）静电力做功有什么特点? ?

2、EW = F|AB| cos= q Eq E|AM|AM|1.1.将电荷将电荷q q从从A A沿直线移至沿直线移至B:B:AB+q q+q qF1 电场力做功的特点MEAB2.2.将电荷将电荷q q从从A A沿折线移至沿折线移至B:B:对对AM:W1 = q E |AM|对对MB:W2 = 0对全程对全程: : W = W1 + W2= q E|AM|+q qF+q qF3.3.将电荷将电荷q q从从A A沿曲线移至沿曲线移至B:B:MEAB+q qFEAB+q qF+q qF+q qF+q qFW = WW = W1 1 + W+ W2 2 + W+ W3 3 + = q E|AM|= q

3、E|AM|W1 = q E x1W2 = q E x2W3 = q E x3 Mx1 + x2 + x3 +=?X1x2电场力做功的特点（1）匀强电场中电场力做功的计算：如图所示，在场强为E的匀强电场中，将正电荷q从A移到B，若ABL，并且AB与电场线的夹角为.则电场力对电荷所做的功为WFLcosqELcos.（2）电场力做功的特点静电场中，电场力做功只与移动电荷的电荷量以及起点和终点的位置有关，而与路径无关E+FF如何如何增加增加或或减小减小电势能？电势能？重力势能的变化：重力势能的变化：势能减少势能减少势能增加势能增加GG沿沿着着力力的方向运动：的方向运动：势能减少势能减少逆逆着着力力的方

4、向运动：的方向运动：势能增加势能增加同减反增同减反增vv讨论讨论: :下列电荷在电场中移动时下列电荷在电场中移动时, ,静电力做什么功静电力做什么功? ?电荷的电势能如何变化电荷的电势能如何变化? ?EABAB+若在电场中移动的是负电荷呢若在电场中移动的是负电荷呢? ?FF+E-FF+静止静止静止静止1. 1. 电荷由静止释放电荷由静止释放, ,将如何运动将如何运动? ?2.2.能否从能量的角度解释动能的增加能否从能量的角度解释动能的增加? ?+电势能电势能由于电荷间具有相互作用力，所以电荷由于电荷间具有相互作用力，所以电荷在力的作用下便会有运动的趋势，这种在力的作用下便会有运动的趋势，这种趋

5、势就是一种趋势就是一种隐藏的能隐藏的能，叫，叫电势能电势能。1. 1. 定义：电荷在静电场中也具有势能，这个势能叫做定义：电荷在静电场中也具有势能，这个势能叫做静电势能，简称电势能，用符号静电势能，简称电势能，用符号E EP P表示。表示。2.2.静电力对电荷做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( (负功负功) )W WABAB=-=-E EP P=E=EPAPA-E-EPBPB(增加增加)即：静电力做的功等于电势能即：静电力做的功等于电势能变化量的相反数。变化量的相反数。电势能电势能的特点(1)电势能是由电场和电荷共同决定的，属于电荷和电场所共有的，我们习惯上说成

6、电荷的电势能。(2)电势能是标量，有正负但没有方向，其正负表示大小。(3)电势能是相对的，其大小与选定的参考点有关。确定电荷的电势能，首先应确定参考点，也就是零势能点的位置。3电势能增减的判断方法(1)做功判断法无论正、负电荷，只要电场力做正功，电荷的电势能一定减小；只要电场力做负功，电荷的电势能一定增大。(2)电场线判断法正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大。负电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小。qEP1 V = 1 J/C1. 定义定义:电荷在电场中某一点的电势电荷在电场中某一点的电势能与它的电

7、荷量的比值。能与它的电荷量的比值。2. 公式公式:3. 单位单位: 伏特伏特( (V) ) ( (计算时要代入计算时要代入正负号正负号) )电势电势4.4.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。思考思考1：+q在在A点的电势能比在点的电势能比在B点的电势能大，点的电势能大，A、B两两点哪点电势高？点哪点电势高？ 思考思考2：-q在在C点的电势能比在点的电势能比在D点的电势能大，点的电势能大，C、D两两点哪点电势高？点哪点电势高？ 尝试归纳：尝试归纳：如何根据试探电荷的电势能来判断电场中两如何根据试探电荷的电势能来判断电场中两点电势的高低？点电势的高低？ 结论：结论：

8、 +q电势能越大的点，电势越电势能越大的点，电势越高高； - q电势能越大的点，电势越电势能越大的点，电势越低低.思考思考3：如图，如图，+q由电场线上的由电场线上的A点移动到点移动到B点，电势能点，电势能如何变化？如何变化？A、B两点哪点电势高？两点哪点电势高？ ABECDE思考思考4：如图，如图，-q由电场线上的由电场线上的C点移动到点移动到D点，电势能点，电势能如何变化？如何变化？C、D两点哪点电势高？两点哪点电势高？ 尝试归纳：尝试归纳：如何根据电场线来判断电场中两点电势的高低？如何根据电场线来判断电场中两点电势的高低？ 结论：结论： 沿着电场线方向电势逐渐降低。沿着电场线方向电势逐渐

9、降低。 电势的相对性电势是相对的，只有先确定了电势零点以后，才能确定电场中其他位置的电势电场中某点的电势跟电势零点的选择有关对不是无限大的带电体产生的电场，通常取无限远处的电势为零；在实际处理问题中，又常取大地电势为零 电势与电场线的关系电势与电场线的关系：无论什么电场，沿电场线方向电势是逐渐降低的，且是电势降落最快的方向思考思考6：如图，如图，M、N是同一条电场线上的两点，哪点电是同一条电场线上的两点，哪点电势高？势高？M、P是同一电场中不同电场线上的两点，哪点电是同一电场中不同电场线上的两点，哪点电势高？势高？ 联想：联想：地图中常用等高线来地图中常用等高线来表示地势的高低。表示地势的高低。类比：类比：能否用等势线（面）能否用等势线（面）来表示电势的高低？来表示电势的高低？1、定义、定义电场中电势相同的各点构成的面电场中电势相同的各点构成的面等势等势面。面。等势面是为了形象描述电场中各点电等势面是为了形象描述电场中各点电势而人为画出的曲面。势而人为画出的曲面。三、等势面三、等势面2、等势面的特点、等势面的特点在同一等势面上移动电荷时静电力不做功；在同一等势面上移动电荷时