电势能与电势 课件- 高二上学期物理人教版选修3-1

1.4电势能和电势人教版选修3-1第一章静电场课前一题半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，环上套有一质量为m、带正电的珠子，空间存在水平向右的匀强电场，如图所示．珠子所受静电力是其重力的3/4倍．将珠子从环上最低位置A点静止释放，求：珠子所能获得的最大动能为多少？静电力做功有什么特点？对应的是哪种能量的转换？一、静电力做功的特点：以匀强电场为例试分析电荷量为+q的试探电荷在电场强度为E的匀强电场中从A沿不同路径运动到B的做功情况。（直线、折线、曲线）一、静电力做功的特点：以匀强电场为例结论：不论电荷经由什么路径从A点移动到B点，静电力做的功都是一样的。即：静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但与电荷经过的路径无关。说明：对于非匀强电场也是适用的！这与什么力做功相似？回顾：由于移动物体时重力做的功与路径无关，故同一物体在地面附近的同一位置才具有确定的重力势能。类比：由于移动电荷时静电力做的功与移动的路径无关，故电荷在电场中具有能量，叫做电势能二、电势能回顾：重力做功与重力势能的关系：类比：电场力做功与电势能的关系：一个电荷量为+q的试探电荷在匀强电场中的某点静止释放：二、电势能电场力做功与电势能变化的关系：电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加。正电荷沿着电场线运动，电场力做正功，电势能减少。正电荷逆着电场线运动，电场力做负功，电势能增加。负电荷沿着电场线运动，电场力做负功，电势能增加。负电荷逆着电场线运动，电场力做正功，电势能减少。通过以上的分析可以看出，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。二、电势能回顾：物体在某位置的重力势能的确定：类比：电荷在电场中某点的电势能的确定：先选取零势能面，然后用Ep=mgh。先规定零势能点，如图所示，+q的试探电荷从A运动到B，若规定B为零势能点，则A的电势能是多少？总结：电荷在某点的电势能应该等于什么？二、电势能(Ep)单位：焦耳（J）1、定义：由电荷、电场和电荷在电场中的相对位置决定的能量叫电势能。2、电势能的大小：电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功。

说明：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。3、电势能具有相对性：零势能点的选取不同，同一电荷在电场中的同一点的电势能也不相同。4、电势能是标量，但有正负之分，表示大小。

5、电场力做功与电势能变化的关系：二、电势能(Ep)单位：焦耳（J）6、在只有电场力的作用下，电势能和动能相互转化，但总量保持不变。7、电势能具有系统性：回顾：重力势能是地球与物体所共有的。类比：电势能是电荷与电场所共有的。

三、电势1、定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值。

为什么要提出电势的概念呢？单位是伏特（V），1V=1J/C三、电势1、定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值。

为什么要提出电势的概念呢？单位是伏特（V），1V=1J/C回顾：电场强度的提出类比：电势的提出电场强度描述了电场具有力的性质电势描述了电场具有能的性质电场强度和电势都是描述电场性质的物理量。三、电势1、定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值。

单位是伏特（V），1V=1J/C2、物理意义：描述电场的能的性质的物理量。3、电势是标量：只有大小，没有方向，但有正负之分，计算时带入正负。负电势表示比零电势低。4、电势具有相对性：电势的确定需要先规定零电势点，通常选择大地或者无穷远为零电势点。三、电势5、电势的比较

沿着电场线方向电势逐渐降低。四、电势差1、定义：电场中两点间电势的差值叫做电势差，也叫电压。2、电势与电势差的区别：类比高度和高度差电势差具有绝对性，与零电势点的选取无关。四、电势差3、电场力做功与电势差之间的关系适用于一切电场4、电势差是标量，有正负。单位：伏特（V）例题在电场中把电荷量为2.0×10-9C的正电荷从A点移到B点，静电力做功为-1.5×10-7J，再把电荷从B点移到C点，静电力做功为-4.0×10-7J．（1）比较A、B、C三点的电势高低。（2）A、B间，B、C间，A、C间的电势差各是多大？（3）把-1.5×10-9C的电荷从A点移到C点，静电力做多少功？五、等势面为了更加形象的表示电场中电势的高低，所以提出了等势面的概念。1、定义：电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面。2、特点：（1）在同一等势面上移动电荷，由于电势差为零，所以电场力不做功。（2）等势面一定与电场线垂直，即跟电场强度的方向垂直。

五、等势面（3）电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面。（4）等差等势面越密集，电场线也越密集，场强越大。

注：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势差相等，即等差等势面。（5）等势面不相交。

五、等势面3、几种典型分布的等势面

（1）点电荷特点：以点电荷为球心的球面。正点电荷电场中各点的电势均为正；负点电荷电场中各点的电势均为负。五、等势面3、几种典型分布的等势面

（2）匀强电场特点：垂直于电场线的一簇平面。五、等势面3、几种典型分布的等势面

（3）等量异种电荷特点：电荷连线上：由正电荷到负电荷电势逐渐降低。若取无穷远为零电势点，则中垂面上各点电势都为零。以中垂面为界，含正电荷一边的电场中每点电势都为正，含负电荷一边的电场中每点电势都为负。