【课件】电势能和电势+课件高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

10.1电势能和电势1、物体在重力场中具有重力势能。功是能量转化的量度！2、重力做功引起物体重力势能的发生变化。知识回顾2023/9/9第3页（共24页）试探电荷静止的放入电场中,将如何运动？动能将如何变化？E电荷做加速运动,一段时间后获得一定的速度,试探电荷的动能增加.+F2023/9/9第4页（共24页）

正电荷q在匀强电场中沿不同路径从A点移动到B点,静电力对电荷做功分别为多少?讨论MөABqFEMөABqFqFEENAB乙F沿直线AB沿折线AMB沿曲线ANB一、静电力做功特点++直线++曲线++倾斜直线结论：电场力做功与电荷初末位置有关，与电荷的路径无关。W=Eq·d(适合匀强电场d:沿电场线方向的位移)WG＝mgh1－mgh2定义:重力势能Ep＝mgh重力做的功等于重力势能的减少量重力做功的特点（A→B）温故而知新

功和能量的变化密切相关。重力做功对应着重力势能的变化，那么，静电力做功又对应着哪种形式的能量变化呢？类比推理1.定义：电荷在电场中具有的势能叫电势能，用符号EP表示。电势能即：电荷在电场中受到电场力而具有的与位置有关的势能叫做电势能。（电荷在某点的电势能，等于把它从这个点移动到零势能位置时静电力做的功）取B点为零势能点。则A点的电势能为：

电荷在某点的电势能，等于电场力把它从该点移动到零势能位置时所做的功。2.电场力做功和电势能的关系（1）当WAB>0，则EpA>EpB,表明电场力做正功，电势能减小；（2）当WAB<0，则EpA<EpB,表明电场力做负功，电势能增加。WAB=EpA-EpB

=-ΔEPEAB+qFO电场力做功和电势能的关系电场力做的功等于电势能的减少量3.电势能是相对的，具体数值与零势能面的选取有关；4.电势能为电荷和对它作用的电场组成的系统共有。5.电势能是标量。有正负，表大小。通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为0，或把电荷在大地表面的电势能规定为0。qQ我们说某个电荷的电势能，只是一种简略的说法。电势能的性质例如：EpA=3J比0势能点多3JEpB=-3J比0势能点低3JEpA＞EpB（但电荷在某两点之间的电势能之差与零势能点的选取无关）问题:如图所示，电荷在电场中从A向B移动时，静电力做什么功?EABABE左图：正电荷：静电力做正功负电荷：静电力做负功右图：正电荷：静电力做负功负电荷：静电力做正功想一想【例题】下列说法中正确的是（

）A.当两正点电荷相互靠近时，它们的电势能增大B.当两负点电荷相互靠近时，它们的电势能增大C.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能减小D.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能增大。ABC电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加知识链接小试牛刀【例题】如图所示,在等量正点电荷形成的电场中,它们连线的中垂面ab上,有一电子,从静止开始由a运动到b的过程中(a、b相对O对称),下列说法正确的是()A.电子的电势能始终增多B.电子的电势能始终减少C.电子的电势能先减少后增加D.电子的电势能先增加后减少COab++EEFF做正功做负功电势能减少电势能增加小试牛刀【例题】一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图虚线所示,电场方向竖直向下.若不计空气阻力,则此带电油滴从a运动到b的过程中,能量变化情况为()A.动能减小B.电势能增加C.动能和电势能之和减少D.重力势能和电势能之和增加EabCmgF电受力分析合力向上，合力做正功，油滴动能增加，A错电场力做正功，电势能减少，B错根据能量守恒可知，C对、D错小试牛刀

将不同质量的物体从地面搬到楼顶，重力势能的变化不同，但是楼顶的“高度”是一定的。

将质量m的物体提升h高度，重力势能增加mgh；将质量为2m的物体提升h高度，重力势能增加2mgh；将质量为3m的物体提升h高度，重力势能增加3mgh。

寻找表示电势能性质的物理量电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值1V=1J/C1.定义:2.公式:3.单位:伏特（V）（比值定义法，计算时要代入正负号）三.电势（

φ

）5.电势是标量：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.）4.物理意义:反映电场能的性质（φ与是否放检验电荷、电性、电荷量都无关，由电场本身决定）6.电势具有相对性：确定电势应先规定电场中某处的电势为零.（通常规定离场源电荷无限远处或大地的电势为零.）7.电势高低的判断方法（1）沿电场线的方向，电势越来越低：φ

A

＞

φ

BABE判断.①沿电场线方向，电势逐渐降低（）②电势降低的方向一定是电场线的方向（）②电势降低最快的方向一定是电场线的方向（）E+q+qF（3）场源电荷判断法当规定无限远处φ=0，则：正点电荷电场中各点电势均为正；

负点电荷电场中各点电势均为负。在正电荷产生的电场中，离它越近电势越高；在负电荷产生的电场中，离它越近电势越低。ABE电荷由A点运动的B点正电荷负电荷电场力做功电势能变化电势变化降低降低正功负功减少增加电势高低判断方法（1）沿电场线方向电势逐渐降低。即电场线指向电势降低的方向。（2）离正电荷越近，电势越高，离负电荷越近，电势越低.（3）电势能判断法：正电荷在高电势处电势能较大；负电荷在低电势处电势能较大.如何比较电势的高低几种典型电场中各点的电势取无穷远处的电势为零正点电荷电场中各点的电势大于零负点电荷电场中各点的电势小于零各点的电势大于零左侧电势小于零；右侧电势大于零(4)公式法由公式进行计算，q、EP带正负号计算正电荷在电势能越大的地方电势越高；负电荷在电势能越小的地方电势越高判断题（并简要说明理由）⑴、电荷沿电场线方向移动时，其电势能一定减小。（）⑵、检验电荷在电场中某点所受的电场力很大时，它在该点具有的电势能也一定大。（）⑶、把两个异号电荷靠近时，电荷电势能增大。（）⑷、电荷在电场中移动时，若电场力对电荷做正功，电荷的电势能一定减小.（）【例】．[对v－t图象的理解](多选)如图甲，直线MN表示某电场中一条电场线，a、b是线上的两点，将一带负电荷的粒子从a点处由静止释放，粒子从a运动到b过程中的v－t图象如图乙所示，设a、b两点的电势分别为φa、φb，场强大小分别为Ea、Eb，粒子在a、b两点的电势能分别为Wa、Wb，不计重力，则有(

)A.Φa>φb

B．Ea>EbC．Ea<Eb

D．Wa>WbBD解析

电场线为直线，带负电的粒子仅在电场力的作用下由静止释放，那么一定沿着电场力的方向运动，故电场强度的方向向左，b点的电势高，选项A错误；由v－t图象的斜率表示粒子运动的加速度可知粒子运动的加速度越来越小，故b点的场强小，Ea>Eb，选项B正确，C错误；电场力做正功，电势能减小，选项D正确．答案BD2023/9/9第26页（共24页）定义：电场中电势相同的各点构成的面，叫做等势面。四、等势面2023/9/9第27页（共24页）几种带电体周围的等势面和电场线2023/9/9第28页（共24页）1、定义：电场中电势相同的各点构成的面，叫做等势面。（1）在同一等势面上移动电荷，电场力不做功