101电势能和电势课件高二上学期物理人教版2

第十章

静电场中的能量第1节

电势能和电势

020301主题(二)电势能主题(一)电场力做功第1节

电势能和电势目录CONTENTS主题(三)电势04主题(四)电场的基本性质E

ABF仅在电场力作用下电荷做_______运动，试探电荷的_____能增加，什么_____能减小？动加速这种能肯定和电场力做功有关?新课引入:试分析电荷在匀强电场中运动的能量变化？++第一部分电场力做功一、电场力做功F+W甲=沿甲路径电场力做功:丙BA甲乙F·LcosθөLW乙=沿乙路径电场力做功:F·Lcosθ沿丙路径电场力做功:F·LcosθW丙=1.匀强电场:F·LcosθW=2.特点:与路径无关，只与电荷的初、末位置有关。注意:对于非匀强电场也适用E

=qE·LcosθAB乙丙甲mghd=qE·dWG=mgh第二部分电势能qE+重力做正功重力势能减小动能增加电场力做正功动能增加势能减小电二、电势能EP重力场mg1.定义:电荷在电场中具有的势能电场力做正功，电势能减少；2.特点:反之电势能增加。AB电势能减少量W电=EkB-EkAEPA-EPBWAB=EPA-EPB==-ΔEP【典例1】如图所示为方向向下的匀强电场．两粒子M、N质量相等，所带电荷的绝对值也相等．现将M、N从O点以相同速度射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条曲线所示．a、b、c为曲线上的三个点，其中b点与O点连线与电场线垂直．若不计重力，则(

)A．M带负电荷，N带正电荷B．M带正电荷，N带负电荷C．N在从O点运动至a点的过程中克服电场力做功D．M在从O点运动至b点的过程中，电场力对它做的功等于零BDFNFMS二、电势能EP1.定义:电荷在电场中具有的势能电场力做正功，电势能减少；2.特点:反之电势能增加。WAB=EPA-EPB思考1：电荷在A点的电势能EPA具体值怎么计算呢？若取B点为参考点∴EPB=0则EPA=WAB3.大小:EPA=WAB(B点为参考点)qE+电场力做正功动能增加势能减小电ABEkB-EkAEPA-EPB=电势能减少量=-ΔEPW电==3×10-4J=3×10-4J【典例2】将一带负电的电荷，从电场中的A点移到B点，克服电场力做功6×10-4J，再从B移到C，电场力做功9×10-4J，则(1)若以A点为零电势能点，B、C两点的电势能

各为多少?A、C间的电势能之差为多少？(2)若以B点为零电势能点，A、C两点的电势能

各为多少?A、C间的电势能之差为多少？

解:6×10-4J(1)EPB=WBA==-9×10-4

+6×10-4EPC=WCA=WCB+WBAEPA-EPC=0-(-3×10-4)(2)EPA=WAB=-6×10-4J-9×10-4JEPC=WCB=EPA-EPC=-6×10-4-(-9×10-4）电势能的差值与参考点无关=-3×10-4J二、电势能EP1.定义:电荷在电场中具有的势能电场力做正功，电势能减少；2.特点:反之电势能增加。2qEEA零势能点OqEqL2qB+Sq+qEEPA=WA0=qELEPA/=WA0/=2qELEPB=WB0=-qESWAB=EPA-EPB3.大小:EPA=WAB(B点为参考点)=-ΔEP①参考点任意选取，一般取无穷远或大地，任意电荷在参考点EP为零。注意②EP由电荷与电场共同决定。③EP是个相对值，与参考点有关有正负，标量，4.标矢性:正负表大小④EP的差值跟参考点的选取无关思考2：功能是什么关系？电场力做功功是能量转化的量度电势能减小量重力做功重力势能减小量弹力做功弹性势能减小量合外力做功动能增加量系统机械能增加量滑动摩擦力做功系统内能增加量除重力、弹力以外的合力做功【典例3】(多选)一带电小球从空中的a点运动到b点的过程中，重力做功为3J，静电力做功为1J，克服空气阻力做功为0.5J，则下列判断正确的是(

)A．a点动能比b点小3.5JB．a点重力势能比b点大3JC．a点电势能比b点小0.5JD．a点机械能比b点小0.5JABD>>+Q++++++++q+FA思考3:同一试探电荷在A、B、C三点的电势能大小？q+FBABq+CFCEPAEPBEPCO参考点结论：电场中不同地方，使电荷拥有电势能的本领不一样，能不能认为电势能大的地方电场使电荷拥有能的本领就高呢？10q10FCEPqFq第三部分电势①电势反映的是电场本身能的性质，注意与试探电荷的有无、电量、电性无关。++qqEA参考点O22φA=qELqLφA=2qEL2q-qEφA==EL=EL-qEL-q=EL②电势的计算必须带入电性的正负。③电势是个相对值，必须选参考点④沿着电场线电势在降低电势能与电量的比值2.定义式：三、电势(φ)1.定义：φA=

BL/①电势反映的是电场本身能的性质，注意与试探电荷的有无、电量、电性无关。②电势的计算必须带入电性的正负。③电势是个相对值，必须选参考点④沿着电场线电势在降低电势能与电量的比值2.定义式：三、电势(φ)1.定义：φA=

+AB+--qEqE⑤正电荷可以自发沿着电场线走，负电荷可以自发逆着电场线走，高势高能高势低能电势能与电量的比值2.定义式：三、电势(φ)1.定义：φA=

+AB+--qEqEEPA=qφA伏特3.单位：(V)1V=1J/C标量，4.标矢性：有正负，正负表大小第四部分电场的基本性质四、电场的基本性质1.力的性质：2.能的性质：试探电荷在电场中必受力，试探电荷在电场中拥有能，>>+Q++++++++q+FAq+FBABq+CFCEPAEPBEPCO参考点EPqFq电场有强弱电场有高低FV【典例4】（多选）如图所示，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹。粒子先经过M点，再经过N点，以下正确的是（）A．粒子在N点的加速度小于在M点的加速度 B．该带电粒子带正电C．M点的电势低于在N点的电势 D．粒子在M点的电势能大于在N点的电势能BD【典例5】将一正电荷从无穷远处移入电场中M点，电势能减少了8.0×10－9J，若将另一等量的负电荷从无穷远处移入电场中的N点，电势能增加了9.0×10－9J,则下列判断正确的是(

)

A.φM<φN<0

B.φN>φM>0

C.φN<φM<0

D.φM>φN>0MECF无穷远+-N【典例6】(多选)如图所示，带正电的点电荷固定于Q点，电子在静电力的作用下，做以Q点为焦点的椭圆运动，M、P、N为椭圆上的三点，P点是轨道上离Q点最近的点。电子从M点经P点到达N点的过程中(

)A．速率先增大后减小B．速率先减小后增大C．电势能先减小后增大D．电势能先增大后减小AC【典例7】(2023·全国乙卷)(多选)在O点处固定一个正点电荷，P点在O点右上方。从P点由静止释放一个带负电的小球，小球仅在重力和该点电荷电场力作用下在竖直面内运动，其一段轨迹如图所示。M、N是轨迹上的两点，OP>OM，OM＝ON，则小球(

)A．在运动过程中，电势能先增加后减少B．在P点的电势能大于在N点的电势能C．在M点的机械能等于在N点的机械能D．从M点运动到N点的过程中，电场力始终不做功BC【典例8】如图所示，在电场强度大小E＝1×104N/C的水平匀强电场中，有一根长l＝15cm的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系一个质量m＝3g、电荷量q＝2×10－6C的带正电小球，当细线处于水平位置时，小球从静止开始释放，g取10m/s2。求：(1)小球从开始释放至到达最低点B的

重力势能、电势能分别变化了多少；(2)若取A点电势为零，则小球在B点的

电势能、电势分别为多少。答案：(1)－4.5×10－3

J

3×10－3

J

(2)3×10－3

J

1.5×103

V与电荷的起始位置和终止位置有关，与路径无关。静电力做功电荷在电场中具有的势能，符号EP。电势能qQ相对性、系统性电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比。电势ABE沿电场线方向，电势越来越低。相对性课堂小结【练习1】（多选）下图为静电植绒的原理图。带负电的金属网中盛有绒毛，真空中带负电的绒毛一旦与布匹上的黏合剂接触就粘贴在布匹上，则带负电的绒毛从带负电的金属网到布匹的运动过程中（）A．做匀速运动B．做加速运动C．电势能逐渐增大D．运动经过处各点电势逐渐升高BD课堂练习【练习2】反天刀是生活在尼罗河的一种鱼类，沿着它身体的长度方向分布着电器官，这些器官能在鱼周围产生电场，如图为反天刀周围的电场线分布示意图，A、B、C为电场中的点，则下列说法中正确的是（）A．反天刀尾部带正电B．B点电势高于C点电势C．B点和C点的电场强度可能相同D．将一负电荷从A点沿虚线移到C点，电场力对其做负功B课堂练习【练习3】大气污染日益严重，为了减少污染要求工业尾气需要按照静电除尘器进行除尘才允许排放，下图是静电除尘器的原理示意图，P接负极，外壳Q接正极，废气以一定的速度从底部开口进入，经过除尘后，干净的空气从顶部出来，达到除尘目的。M、n是两粒带电的尘埃（仅受电场力），虚线分别是他们的运动轨迹（）A．m

做匀变速直线运动，n做变加速曲线运动B．m、n一定带正电C．n的电势能一定增加D．微粒m在P处的电势高于m处C课堂练习

B课堂练习【练习5】（多选）一带负电粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动，其电势能E