电势能和电势1

【知识目标】1．掌握静电力做功的特点．

2．理解掌握电势能的概念、公式和性质．

3．明确静电力的功和电势能的关系．【重点】电场力做功与电势能改变的关系.【难点】电势能的概念及定义。4、电势能和电势电荷在电场中会受到电场力的作用．因此，在电场中移动电荷，电场力要对电荷做功．一般情况下，直接根据功的公式计算电场力做的功是比较困难的．能否用比较简便的方法确定电场力做的功呢?为了解决这个问题，我们首先要研究静电力做功的特点．导入

重力对物体做的功与物体移动的路径无关，只与物体的始末位置有关.静电力做功是否也有类似的特点呢?猜想如图，试探电荷q在沿直线从A移往B的过程中，受到的静电力F=qE，静电力与位移AB的夹角始终为θ，静电力对q所做的功为

1．静电力做功的特点q在沿折线AMB从A点移往B点的过程中:在AM上静电力对q所做的功W1=qE·|AM|。在MB上，静电力不做功，W2=0。在整个移动过程中静电力对q所做的功:W=W1+W2.所以W=qE·|AM|使q沿任意曲线ANB从A点移动到B点:我们可以用无数组跟静电力垂直和平行的折线来逼近曲线ANB。只要q移动方向与静电力平行，静电力都做功，而这些与静电力平行的短折线的长度之和等于|AM|。因此，静电力所做的功还是

W=qE·|AM|可见，不论q经由什么路径从A点移动到B点，静电力做的功都一样。在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与路径无关，只与始末位置有关。结论对于非匀强电场也适用。根据重力做功与路径无关的特点，我们引入了重力势能的概念。2．电势能物体在地面附近下降时，重力对物体做正功，物体的重力势能减少；物体上升时，重力对物体做负功，物体的重力势能增加。当正电荷在电场中从A点移动到B点时，静电力做正功(上图)，电荷的电势能减少；当电荷从B点移动到A点时，静电力做负功(下图)，即电荷克服静电力做功，电荷的电势能增加。由于移动电荷时静电力做功与路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做电势能，可用Ep表示。静电力做的功等于电势能的减少量。若用WAB表示电荷从A点移动到B点的过程中静电力做的功，EPA和EPB分别表示电荷在A点和B点的电势能，则结论：1.电荷在电场中由位置决定的能叫电势能．2.电荷电势能的变化仅由电场力对电荷做功引起，与其他力对电荷做功无关，电场力做功是电势能变化的量度。静电力做正功，电势能减少；静电力做负功，电势能增加．

3.静电力做功不同于重力场中重力做功。在同一电场中，沿电场线方向：移动正电荷，正电荷的电势能减小；移动负电荷，负电荷的电势能增大．

对电势能的理解：

4、电势能有相对性．选定电场中O点为零势能点，电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功．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。在静电问题中，如果离场源电荷已经很远，以至于试探电荷已经不能探测到电场了，这点就可以算是“无限远”。

5、电势能是标量，但也有正、负之分.正、负表示该电荷在该点的电势能比参考面的电势能大或小.

1．如图示，在场强为5×105V/m的匀强电场中，一个质子从B点运动到A点。已知AB的距离为40cm，电场力做了多少功?质子的电势能怎样变化?解：电场力做功所以质子的电势能减小了３.2×10-14J.巩固练习2．如图所示，一质量为m、带有电荷-q的小物体，可在水平轨道Ox上运动，O端有一与轨道垂直的固定墙。轨道处于匀强电场中，场强大小为E，方向沿Ox轴正方向，小物体以速度V0从X0点沿Ox轨道运动，运动时受到大小不变的摩擦力F作用，且F<qE。设小物体与墙碰撞时不损失机械能，且电量保持不变，求它在停止运动前所通过的总路程s。