1.4-1.5电场力的功电势能电势电势差课件-高二上学期物理教科版

场是物理学中的重要概念，除了电场和磁场，还有引力场，物体之间的万有引力就是通过引力场发生相互作用的，地球附近的引力场叫做重力场。第4、5节电场力的功电势能

电势电势差重力做功重力做功与路径无关，只与物体的质量以及起点和终点的位置有关。电场力做功电场力做功特点：只与移动电荷的电荷量以及起点和终点的位置有关，与路径无关。在静电场中，电场力做功与重力做功情况非常相似，由此我们可以把静电场和重力场加以类比。此结论也适用于任意静电场。电势能（electricpotentialenergy）

关于电势能，需要注意：电势能是电场与电荷组成的系统共有的，同一个电场中的同一个位置，放置正电荷和负电荷，电势能的正负号是相反的。电势能与电势能零点的选取有关，因此它只具有相对意义，即相对于电势能零点而言具有多少电势能。电荷在电场中某两点间移动的过程中，电势能的变化与电势能零点的选取无关，它与在这两点间移动的过程中电场力所做的功数值相等。

检验电荷的电荷量qq02q03q0……nq0电荷从A点移到C点，电场力所做的功WW0电荷在A点具有的电势能EpA电荷在A点具有的电势能与电荷量的比1、在如图所示的电场中，规定C点为电势能零点，把检验电荷q0从A点移到C点，电场力所做的功为W0。

根据电场力做功与电势能变化的关系，写出电荷在A点时具有的电势能。如果把电荷量2q0、3q0、…、nq0的检验电荷从A点移到C点，请填写下表中的相关量。EAC在电场中的同一点，不同电荷所具有的电势能不同，但是电荷的电势能与其电荷量的比是一个定值。这个比值从能量的角度描述了静电场中该位置的性质。这个结论对任何静电场都适用。检验电荷的电荷量qq02q03q0……nq0电荷从B点移到C点，电场力所做的功W'W0'电荷在B点具有的电势能EpB电荷在B点具有的电势能与电荷量的比2、在如图所示的电场中，规定C点为电势能零点，把检验电荷q0从B点移到C点，电场力所做的功为W0'。

根据电场力做功与电势能变化的关系，写出电荷在B点时具有的电势能。如果把电荷量2q0、3q0、…、nq0的检验电荷从B点移到C点，请填写下表中的相关量。EABC电势（electricpotential）焦耳/库仑（J/C）=伏特（V）物理学中把电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比，定义为该点的电势，用符号φ表示。（描述电场能的性质）2.定义式：5.电势是标量，没有方向，但有正负之分。计算时EP、q、φ都带正负号。1.定义：3.单位：

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电势。4.电势的相对性：电势差（electricpotentialdifference）电场中两点间的电势差等于在这两点间移动电荷的过程中电场力所做的功WAB与被移动的电荷q

的比。（4）电场力做功、电势能、电势差之间的关系

（2）定义式：电势差是标量，其大小与检验电荷无关，与零电势点的选择无关，只与电场及两点的位置有关.

（3）性质：（1）定义：

EABC【例题】在电场中把电荷q=+2.0×10-9C从A点移到B点，电场力做了1.0×10-7J的正功，再把q从B点移到C点，克服电场力做了4.0×10-7的功。（1）求AB间、BC间和AC间的电势差。（2）若选C为参考点，求A点和B点的电势。（3）若选B为参考点，求A点和C点的电势，两点间的电势差是否有变化？课堂练习电势能、电势、电势差1、如图所示，一条电场线上的a、b两点，试判定a，b两点的电势高低。ab2、A、B是某电场中的一条电场线上两点，一正电荷仅在电场力作用下沿电场线从A点到B点运动过程中的速度图象如图所示，比较A、B两点电势φ的高低和场强E的大小，下列说法正确的是()A．φA>φB，EA>EB

B．φA>φB，EA<EB

C．φA<φB，EA>EB

D．φA<φB，EA<EB

1．比较电势高低的方法(1)沿电场线方向，电势越来越低．(2)取无穷远处电势为零，正电荷周围电势为正值，负电荷周围电势为负值；靠近正电荷处电势高，靠近负电荷处电势低．(3)判断出UAB的正负，再由UAB＝φA－φB，比较φA、φB的大小，若UAB>0，则φA>φB，若UAB<0，则φA<φB.知识总结3、如图，直线上有O、a、b、c四点，ab间的距离与bc间的距离相等。在O点处有固定点电荷。已知b点电势高于c点电势。若一带负电荷的粒子仅在电场力作用下先从c点运动到b点，再从b点运动到a点，则（）A．两过程中电场力做的功相等B．前一过程中电场力做的功大于后一过程中电场力做的功C．前一过程中，粒子电势能不断减小D．后一过程，粒子动能不断减小abcO4、（2020全国3卷）如图，∠M是锐角三角形PMN最大的内角，电荷量为q（q>0）的点电荷固定在P点。下列说法正确的是（）A．沿MN边，从M点到N点，电场强度的大小逐渐增大B．沿MN边，从M点到N点，电势先增大后减小C．正电荷在M点的电势能比其在N点的电势能大D．将正电荷从M点移动到N点，电场力所做的总功为负

2．电势能大小的比较方法(1)做功判断法：电场力做正功时电势能减小；电场力做负功时电势能增大．(对正、负电荷都适用)．(2)依据电势高低判断：正电荷在电势高处具有的电势能大，负电荷在电势低处具有的电势能大．(3)能量守恒法：在电场中，若只有电场力做功时，电荷的动能和电势能相互转化，动能增加，电势能减小，反之，电势能增加．知识总结

OP-qθN7、如图所示，光滑绝缘斜面的底端固定着一个带正电的小物块P，将另一个带电小物块Q在斜面的某位置由静止释放，它将沿斜面向上运动。设斜面足够长，则在Q向上运动过程中(

)A．物块Q的动能一直增大B．物块P、Q之间的电势能一直增大C．物块P、Q的重力势能和电势能之和一直增大D．物块Q的机械能一直增大3.电场中的功能关系(1)若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变；(2)若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变。知识总结如图所示的情况中，a、b两点电势相等、电场强度也相同的是（）A．带等量异种电荷的平行金属板之间的两点B．离点电荷等距的任意两点C．两等量同种电荷其连线的中垂线上与连线中点等距的任意两点D．两等量异种电荷其连线的中垂线上与连线中点等距的任意两点A

BCD等势面（equipotentialsurface）1.定义：电场中电势值相等的各点构成的曲面叫等势面电势值相等的各点构成的线叫等势线正点电荷等势线abc1、φa>φb>φc,若Uab=Ubc，a、b、c叫等差等势线电场线密集的地方，等差等势线也越密集。2、正点电荷的等势面是什么样的呢？负点电荷等势线abc3、等势线与电场线有什么关系？——等势线与电场线处处垂直。——以点电荷为球心的一簇球面匀强电场等势线abcd1、在图中匀强电场中，除了直线a上的点之外，其它点的电势与直线a上的点的电势相等吗？2、在匀强电场中，如果某两点的电势相等，能否找到等势线？3、匀强电场的等势面又是怎么样的呢？——垂直于电场线的一簇平面等量异种点电荷等势线abcde1、连线的中垂线上各点电势相等，为等势线（电势为零）；2、电势为零，电场强度不一定为零。等量同种点电荷等势线1、连线之间，中点的电势最低；2、中垂线上，中点的电势最高；3、电场强度为零、电势不一定为零。2.特点：（1）点电荷产生的电场的等势面是以点电荷为球心的一簇球面（2）匀强电场的等势面是一簇等间距的平行平面（3）在电场线密集的地方，等差等势面也越密集，在电场线稀疏的地方，等差等势面也越稀疏（4）在同一等势面上移动电荷时，电场力不做功（5）电场线与等势面处处垂直，电场线的方向就是电势降落最快的方向等势面（equipotentialsurface）1.定义：电场中电势值相等的各点构成的曲面1、真空中某点电荷的等势面示意如图，图中相邻等势面间电势差相等。下列说法正确的是（）A．该点电荷一定为正电荷B．P点的场强一定比Q点的场强大C．P点电势一定比Q点电势低D．正检验电荷在P点比在Q点的电势能大2、如图，一个固定正电荷产生的电场中，同一个正电荷q两次以大小相同、方向不同的初速度从P点出发，分别抵达M点，N点，且q在M，N点时速度大小也一样，则下列说法正确的有（

）A．P点电势大于M B．M点电势大于NC．q从P到M一直做减速运动 D．M、N两点处电场强度大小相同3、空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势面分布如题图图所示，a、b、c、d为电场中的4个点，则()A．P、Q两点处的电荷等量同种B．a点和b点的电场强度相同C．c点的电势低于d点的电势D．负电荷从a到c，电势能减少4、如图，电荷量分别为q和–q（q>0）的点电荷固定在正方体的两个顶点上，a、b是正方体的另外两个顶点。则（）A.a点和b点的电势相等B.a点和b点的电场强度大小相等C.a点和b点的电场强度方向相同D.将负电荷从a点移到b点，电势能增加5、某电场的等势面如图所示，图中a、b、c、d、e为电场中的5个点，则（）A．一正电荷从b点运动到e点，电场力做正功B．一电子从a点运动到d点，电场力做功为4eVC．b点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向右D．a、b、c、d四个点中，b点的电场强度大小最大6、图中虚线所示为静电场中的等势面l、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0，一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b点时的动能分别为26eV和5eV．当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为-8eV时，它的动能应为()A.8eVB.13eVC.20eVD.34eV7、如图所示，圆O在匀强电场中，场