电势能和电势 课件 【新教材】人教版(2019)高中物理必修三

第十章静电场中的能量

古代，人们用弩来加速箭，箭的速度能达到10²m/s数量级；后来，人们又在枪膛中用火药加速子弹，子弹的速度能达到103m/s数量级；而现代，人们需要用高速的微观粒子轰击另一微观粒子来进行科学研究，其速度的数量级达到107m/s，那是怎样加速的呢?10.1电势能和电势横县百合完全中学：韦衍题导入

一个正电荷在电场中只受到静电力F的作用，它在电场中由A点运动到B点时，静电力做了正功WAB。由动能定理可知，该电荷的动能增加了WAB。

从能量转化的角度思考，物体动能增加了，意味着有另外一种形式的能量减少了。这是一种什么形式的能量呢?W=Ek2-Ek1动能定理：能量转化：什么能动能静电力做功转化思考与讨论

重力做功具有跟路径无关的特点，静电力做功是否也具有这一特点?重力做功：W=mghh是高度差静电力做功：W=qEdd是位移一、静电力做功的特点MEWAB=F·|AB|cosθ=qE·|AM|①将试探电荷＋q从A沿直线移至B:ABө+q+qF=qE

计算带点粒子在匀强电场中运动时电场力做功是多少？MөEAB②将试探电荷＋q从A沿折线移至B:对AM:力与位移方向相同WAM=qE·|AM|对MB:垂直无功WMB=0对全程:WAB=WAM+WMB=qE·|AM|+qF=qE+qF=qE③将试探电荷+q从A沿任意曲线移至B:MөEAB+qF=qEEAB+qF=qE+qFqE+qW=W1+W2+W3+…

=qE·|AM|W1=qE·x1W2=qE·x2W3=qE·x3…

…

…

…Mx1+x2+x3+…=?x1x2我们用无数组跟静电力垂直和平行的折线来逼近曲线AB。微元分割法BMAF

+沿直线AB:沿折线AMB:沿曲线AB:沿任意路径静电力做功:W1=F·|AB|cosθ=qE·|AM|W2=qE·|AM|W3=qE·|AM|W任意=qE·|AM|

在匀强电场中移动电荷时，静电力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。也适用非匀强电场Ep与路径无关W重力重力势能W电势能电二、电势能

如果用WAB表示电荷由A点运动到B点静电力所做的功，EPA和EPB分别表示电荷在A点和B点的电势能，它们之间的关系为WAB=EPA-EPBW=EP初-EP末WAB=EPA-EPB正电荷静电力是（阻力，动力）静电力做功（正、负)电势能比较电势能变化(增加、减少）A→BB→A

负正增加减小动力阻力EPA>EPBEPA<EPB

同一电场中，在同样的两点间，移动正电荷与移动负电荷，电荷的电势能的增减是相反。①具有相对性

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。零势能点离源电荷无限远处大地表面若规定EPB=0则EPA=WAB，根据功能关系WAB=EPA-EPB=qEd②具有系统性重力势能不属于物体，而是物体与地球共有。电势能不属于孤立电荷，是电荷与场源电荷共有。电场

移动过程中电场力做负功。于是同样规定B为零势能点，A点的电势能变为负的。✱电势能与重力势能也有不同点C课堂练习例1∶右图中M、N为电场中某一条电场线方向向右，在线上取两点a、b今将一电荷+q从a移到b则（）A.电场力做正功，+q的电势能增加;B.电场力做负功，+q的电势能增加;C.电场力做正功，+q的电势能减少;D.电场力做负功，+q的电势能减少。+qF=qE三、电势AlOθE+规定电荷在O点电势能为0则：EPA

=qElcosθ

A为电场中的任意一点，电荷q在A点的电势能E，等于电荷q由A点移至O点的过程中静电力做的功。可见，电荷q在任意一点A的电势能E与q成正比。由电场中该点的性质决定的，与试探电荷本身无关。电势能重力势能电势能重力势能EP电势电场本身属性EP=mgh重力势==gh重力场本身属性EP=q×电势EP=m×重力势物体场电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值。1V=1J/C单位:伏特(V)电势静电力做功（正、负)电势能变化(增加、减少）电势正A→B负A→B

负正增加减小降低降低E+F=qEA.B.(计算时要代入正负号)沿着电场线方向电势降低最快+-思考∶如图所示，从匀强电场中一等势面上的A点沿三条不同路径AM、AN、AP到达另一等势面，则沿哪条路径电势降落最快?类比重力ABCDE0V15V5V—3V0V18V8V3V电势是标量，具有相对性,有正负数值取决于零电势的选取。(负电势表示该处的电势比零电势处电势低)小结：如何判断E、Ep、φ的大小电场强度E电场线疏密程度电势能Ep试探正电荷靠近场源正电荷Ep大，反之小。负电荷相反电势φ沿着电场线方向电势逐渐降低EABCEA>EB>EC正电荷EPA>EPB>EPCφA>φB>φC例如：课堂练习例2：电荷量q1为4×10-9Ｃ的试探电荷放在电场中的A点，具有6×10-8J的化势能。A点的电势是多少？若把q2为-2×10-10Ｃ的的试探电荷放在电场中的A点，q2所具有的电势能是多少？解：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。设无限远处为零势能点。例3：回答下列题目后小结：如何根据试探它荷的电势能来判断电场中两点电势的高低？（1）q在A点的电势能比在B点的大，A、B两点哪点它势高？（2）-q在C点的电势能比在D点的大，C、D两点哪点电势前？（3）q在E点的电势能为负值，-q在F点的电势能是负值，E、F两点哪点电势高？课堂练习解：一、静电力做功的特点

电场中移动电荷时，静电力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。二、电势能课堂小结W=EP初-EP末：离源电荷无限远处或大地表面规定为零势能面。①具有相对性

电荷在某点的