电势能和电势苏

电势能和电势苏第1页，课件共43页，创作于2023年2月引入：静电场与重力场类比静电场重力场对场中的电荷有力的作用对场中的物体有力的作用用比值表示场的强弱用比值表示场的强弱+AFB动能增加（为什么？）静电力（电场力）做功的结果而功是能量转化的量度问题：在这一过程中，是什么能转化为电荷的动能？第2页，课件共43页，创作于2023年2月一、静电力做功的特点

正电荷q在电场强度为E的匀强电场中由A运动到M电场力做功吗？做了多少功？Eqq受力吗？多大？AMW=qE·｜AM｜F第3页，课件共43页，创作于2023年2月求试探电荷＋q沿直线AB移动到B时电场力做的功：E+qABMF一、静电力做功的特点第4页，课件共43页，创作于2023年2月E+qABM第5页，课件共43页，创作于2023年2月结论：在匀强电场中移动电荷时，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。(对于非匀强电场也适用)这与什么力做功相似呢？第6页，课件共43页，创作于2023年2月

将+q由A移到B的过程电场力对电荷做功为：将-q由A移到B的过程，电场力对电荷做功为：dAB+qEL做功的过程是一个能量转化的过程，那么电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢？第7页，课件共43页，创作于2023年2月二、电势能1、电势能：电荷在电场中具有的势能叫电势能（与电荷在电场中的位置有关）（1）电场力做正功，电势能减少，做了多少功，电势能就减少多少用EP表示单位：J标量2、静电力做功与电势能变化的关系（2）电场力做负功（克服电场力做功），电势能增加，克服电场力做了多少功，电势能就增加多少结论：静电力做的功等于电势能的减少量第8页，课件共43页，创作于2023年2月3、电势能是相对的，与零电势能位置的选取有关（2）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电势能规定为零。即：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若规定B点的电势能为0，即EPB=0则：EPA=WAB指出：（1）电势能有正负第9页，课件共43页，创作于2023年2月重力势能是物体和地球所共有的，具有系统性4、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性由此可见，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能过程中应该多联系重力做功与重力势能的关系帮助理解电势能。第10页，课件共43页，创作于2023年2月重力势能和电势能类比

重力场中，重力：地球和物体之间存在的吸引力电场中，电场力：电荷之间的作用力有重力就有重力势能Ep=mgh有电场力就有相应的能，叫电势能EPEp由物体和地面间的相对位置决定EP由电荷间的相对位置决定电场力做正功，电势能就减少电场力做负功，电势能就增加电场力作功，电势能改变重力做功，重力势能改变重力做正功，重力势能就减少重力做负功，重力势能就增加W重=EP1-EP2W电=EPA-EPB第11页，课件共43页，创作于2023年2月尽管重力做功与电场力做功很相似，但还是存在很大差异正电荷顺电场线移动，电场力做正功，电势能减少负电荷顺电场线移动，电场力做负功，电势能增加正电荷逆电场线移动，电场力做负功，电势能增加负电荷逆电场线移动，电场力做正功，电势能减少—存在两种电荷第12页，课件共43页，创作于2023年2月5、判断电势能增减步骤（1）电场力方向（2）电荷移动方向与电场力方向的关系（3）电场力做正功or负功第13页，课件共43页，创作于2023年2月例1．右图中MN为电场中某一条电场线方向向右，在线取两点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。

C第14页，课件共43页，创作于2023年2月

例2：A和B为电场中某条电场线上的点，如图：将q=4×10-9的正电荷从A点移到B点需克服电场力做功5×10-7J，则⑴电场方向由A→B还是B→A？⑵电荷在哪点时电势能大？大多少？AB第15页，课件共43页，创作于2023年2月

例3：将q=-3×10-6C的正电荷从A点移到B，克服静电力做功6×10-4J，求：（1）电荷的电势能怎样变化？变化了多少？（2）以B为零势能点，则电荷在A点的电势能EP=？（3）如果把电荷从B点移到C点，静电力做功9×10-4J，电荷的电势能怎样变化？变化了多少？（4）如选C点为零势能点，则E′=？P第16页，课件共43页，创作于2023年2月

电场的力的性质我们必须用场强E来描述，那么电场的能的性质我们又应该用什么物理量来描述呢？能否用“电势能”呢？

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试探电荷无关。而电势能的大小是与试探电荷的电量q有关的（因q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“电势能”来描述电场的能的性质，我们引入一个新的物理量——“电势”来表示它。第17页，课件共43页，创作于2023年2月电势：描述电场的能的性质的物理量。如图所示，设想把一试探电荷+q放在电场中某处A或B。它们在电场力F的作用下均移至无限远处。则有：WA>WB那么怎样去衡量电场的能的性质、怎样去定义“电势”呢？+·A·BEpA-0>EpB-0同理可知：若试探电荷为-q，也有：也就是说，比值EpA/q的大小与试探电荷的正负及电量q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。三.电势第18页，课件共43页，创作于2023年2月续第四节电势第19页，课件共43页，创作于2023年2月取O点的电势能为零,则:EPA=qELCOSθ讨论电势能与电荷的比值?思考与讨论ALOθE+第20页，课件共43页，创作于2023年2月电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值2.公式:3.单位:伏特符号为V1V=1J/C三.电势1.定义:第21页，课件共43页，创作于2023年2月对电势的理解1：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。3：电势是标量4：计算时EP,q,都带正负号。第22页，课件共43页，创作于2023年2月1.沿着电场线方向,电势将怎样变化?

思考与讨论第23页，课件共43页，创作于2023年2月1.

电场线指向电势降低的方向

思考与讨论第24页，课件共43页，创作于2023年2月2.如何确定电场中某点的电势?

思考与讨论(提示:类比于电势能的确定.)第25页，课件共43页，创作于2023年2月1.

电场线指向电势降低的方向2.与电势能的情况相似,应先确定电场中某点的电势为零.(通常取离场源电荷无限远处或大地的电势为零.)

思考与讨论第26页，课件共43页，创作于2023年2月例3.将一电量为的点电荷从电场外一点P移至电场中某点A,电场力做功,求A点的电势.解:设场外一点P的电势为从PA,电场力做的功PAEW-=点评:电势的确定首先要确定零电势处,且电势可以为负.第27页，课件共43页，创作于2023年2月3.电势为负数时,负号表示方向吗?思考与讨论第28页，课件共43页，创作于2023年2月1.

电场线指向电势降低的方向2.与电势能的情况相似,应先确定电场中某点的电势为零.(通常取离场源电荷无限远处或大地的电势为零.)

3.电势是标量,只有大小,没有方向.(负电势表示该处的电势比零电势处电势低.)思考与讨论第29页，课件共43页，创作于2023年2月思考在上面关于电势能和电势的讨论及插图中,我们一直把试探电荷q当作正电荷处理.请把q当做负电荷,重复以上讨论.其结果与上面的结果是否一致?第30页，课件共43页，创作于2023年2月高度和电势

重力场中，同一物体在不同位置，Ep不同。电场中，同一电荷在电场中的不同位置,EP不同。不同物体在同一位置，Ep正比于质量m不同电荷在同一位置，EP正比于电量qEp/m=gh，h只与相对位置有关EP/q叫做电势，只与相对位置有关

第31页，课件共43页，创作于2023年2月练习.如图所示,在同一条电场线上有A.B.C三点,将的点电荷由A点移动到B点,电场力做什么功?做多少功?电势能变化了多少?在将该电荷由B点移到C点,电场力做什么功?做多少功?电势能变化了多少?ABC第32页，课件共43页，创作于2023年2月等势面地理上，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。电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面第33页，课件共43页，创作于2023年2月等势面等势面的特点：1、等势面一定跟电场线垂直，在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功；2、电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面，任意两个等势面都不会相交；3、等差等势面越密的地方电场强度越大第34页，课件共43页，创作于2023年2月等势面几种典型电场的等势面：1、点电荷电场中的等势面：以点电荷为球心的一簇球面第35页，课件共43页，创作于2023年2月等势面2、等量异种点电荷电场中的等势面：两簇对称曲面第36页，课件共43页，创作于2023年2月等势面3、等量同种点电荷电场中的等势面：两簇对称曲面第37页，课件共43页，创作于2023年2月等势面5、匀强电场中的等势面：垂直于电场线的一簇平面4、形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面第38页，课件共43页，创作于2023年2月等势面如图所示，虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为、和，一带正电粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示。由图可知：A、粒子从K到L的过程中，电场力做负功B、粒子从L到M的过程中，电场力做负功C、粒子从K到L的过程中，电势能增加D、粒子从L到M的过程中，动能减少第39页，课件共43页，创作于2023年2月等势面如图所示，三个等差等势面上有a、b、c、d四点，若将一个正电荷由c经a移动到d电场力做正功W1，若由c经b移动到d电场力做正功W2，则：第40页，课件共43页，创作于2023年2月1.如图所示，a、b、c、d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作用下沿M点到N点的虚线运动．由图可知，四个等势面电势Ua、Ub、Uc、Ud由高到低的排列顺序是_______，带电粒子在M、N两点中，电势能较大的是_________点．能力提升:第41页，课件共43页，创作于2023年2月2.图一表示等量异种电荷P和Q形成的电场内的一簇等势面，求(1)P、Q各带何种电荷