电势能和电势课件-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

第十章

静电场中的能量第1节

电势能和电势问题：一个带正电的试探电荷在匀强电场中某点由静止释放，若只受静电力作用，将如何运动?动能如何变化？E在电场力作用下电荷加速运动，试探电荷的动能增加.+F思考：是什么能转化为试探电荷的动能呢?1.通过计算在匀强电场中移动电荷静电力所做的功，认识静电力做功与路径无关的特点。2.了解电荷在电场中的电势能，知道静电力做功与电势能变化的关系。3.知道电势的定义方法及其公式、单位，会判断电场中两点电势的高低。知识点一：静电力做功的特点MEW=qE·|AB|cosθ=qE·|AM|1.将电荷q从A沿直线移至BABθ+qF2.将电荷q从A沿折线移至BW1=qE·|AM|W2=0W=W1+W2=qE·|AM|MθEAB+qFMθEAB+qF3.将电荷q从A沿曲线移至BEAB+qF+qF+qF+qFMx1x2微元法W=W1+W2+W3+…=qE·|AM|W1=qE·x1W2=qE·x2W3=qE·x3…………x1+x2+x3+…=?化曲为直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。此结论对于非匀强电场也适用这与什么力做功相似呢？沿任意路径静电力做功:W任意=qE·|AM|W任意

=qELcosθ(θ为力与位移之间的夹角)mgqE重力做功类比电场做功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？知识点二：电势能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-EpBEAB+qFO1.定义：电荷在电场中具有的势能叫电势能，用符号EP表示。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。

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。多远算“无限远”呢？qQ我们说某个电荷的电势能，只是一种简略的说法。1.电荷在某点的电势能，等于把它从该点移动到零势能面时静电力所做的功。EAB若以A点作为零势能面，则有

EPA-EPB=WAB因EPA=0，则EPB=-WAB如图，若A→B电场力所做功为WAB若以B点作为零势能面，则EPA-0=WAB即EPA=WAB

2.选择不同的零势能面，对于同一个带电体在同一点来说电势能大小是不相同的。6.电势能的大小：总结：

思考：电场的力的性质我们用场强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？AOLθE+如图：有一个电场强度为E的匀强电场，规定电荷在O点的电势能为0。A为电场中的任意一点。用图中已知量表示出正电荷q在A点的电势能。qEpA=WAO=qELcosθ思考：通过表格中的数据发现这个功与电荷的多少有关，但是不能用它来表示电场某点的性质。那么用什么物理量来反映电场某点性质呢？通过分析可知，至于A点的电荷，如果它的电荷变为原来的几倍，其电势能也变为原来的几倍，电势能与电荷量之比却是一定的。常量与EP及q无关，即与试验电荷无关，反映电场本身的某种性质；

EpA=WAO=qELcosθ1.定义：

电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比，叫做电场在这一点的电势，用φ表示。2.定义式：(计算时EP和q要代入正负号)3.物理意义：反映电场能的性质，由电场本身的性质决定的，与是否引入电荷，以及引入电荷的电性和电量无关。4.单位：伏特，符号为V1V=1J/C知识点三：电势6.电势是标量(有正负)，正值表示该点电势比零高，负值表示该点电势比零低。5.电势具有相对性类比电势高度电势能重力势能确定电势，应先规定电场中某处的电势为零。(一般选取无穷远处或大地电势为0)1.假如正试探电荷沿着电场线从A点移到B点,电荷的电势能如何变化?A、B两点电势有什么关系?电场力做正功、电势能减少φA>φB2.假如负试探电荷从A点移到B点,电势能如何变化?A、B两点电势有什么关系?电场力做负功、电势能增加φA>φB电势高低的判断方法1.电场线法:沿着电场线方向电势逐渐降低。2.场源电荷法:离场源正电荷越近的点,电势越高;离场源负电荷越近的点,电势越低。

1.如图所示是以电荷+Q为圆心的一组同心圆(虚线),电场中有A、B、C、D四点。现将一带电荷量为q的正点电荷由A点沿不同的路径移动到D点,沿路径①做功为W1,沿路径②做功为W2,沿路径③做功为W3,则（）A.W2<W3<W1 B.W1=W2=W3C.W2>W3>W1 D.W3>W2>W1B2.如图所示的电场中有A、B两点,下列判断正确的是（）A.电势关系为φA>φB,电场强度大小关系为EA>EBB.电势关系为φA<φB,电场强度大小关系为EA<EBC.将电荷量为q的正电荷从A点移到B点,静电力做负功,电势能增加D.将电荷量为q的负电荷分别放在A、B两点,电荷具有的电势能关系为EpA<EpBD3.某静电场的电场线分布如图所示，图中A、B两点的电场强度大小分别为EA和EB，电势分别为φA和φB，将带电量为q的负电荷分别放在A、B两点时具有的电势能分别为EpA和EpB，则有（

）A.EA>EB，φA>φB，EpA<EpBB.EA>EB，φA>φB，EpA>EpBC.EA<EB，φA>φB，EpA>EpBD.EA<EB，φA<φB，EpA<EpBA4.将带电荷量为6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点,克服静电力做了3×10-5J的功,再从B移到C,静电力做了1.2×10-5J的功,则:(1)电荷从A移到B,再从B移到C的过程中电势能改变了多少?(2)如果规定A点的电势能为零,则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少?(3)如果规定B点的电势能为零,则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少?解：(1)静电力先做负功后做正功,则电荷从A经B到C的过程中,静电力做功WAC=WAB+WBC=(-3×10-5+1.2×10-5)J=-1.8×10-5J,则知电势能增加了1.8×10-5J。(2)若A点的电势能为零,则B点的电势能为EpB=EpA-WAB=0-WAB=3×10-5J,同理,C点的电势能为EpC=EpA-WAC=0-WAC=1.8×10-5J。(3)若B点的电势能为零,则该电荷在A点的电势能为EpA'=EpB'+WAB=0+WAB=-3×10-5JC点的电势能为EpC'=EpB'-WBC=0-WBC=-1.2×10-5J。5.如图,将q1=2×10-6C的试探电荷从A点移到B点,静电力做功5×10-5J,从B点移到无穷远处,静电力做功8×10