1-4电势能和电势课件-高二上学期物理粤教版(2019)必修第三册

1.4电势能和电势粤教版物理（必修3）第1单元静电场现象的描述

一个试探电荷在电场中某点由静止释放,将如何运动?E结论：动能增加+F思考：什么能转换为动能的呢?hABCmg

mg

mg

复习回顾1、功的计算：（功是能量转化的量度）2、重力做功的特点：与路径无关,由初末位置的高度差来决定（引入重力势能的概念）3、重力做功WG与重力势能变化的关系在这三次情况下重力做功关系？4、重力势能是相对的,须选定零势能参考面ME1.将电荷q从A沿直线移至B:ABө+q+qF一、静电力做功的特点静电力做功WAB=F·|AB|cosθ=qE·|AM|匀强电场MөEAB2.将电荷q从A沿折线移至B:对AM:W1=qE·|AM|对MB:W2=0对全程:W=W1+W2=qE·|AM|+qF+qF3.将电荷q从A沿曲线移至B:MөEAB+qFEAB+qF+qF+qF+qFW=W1+W2+W3+…

=qE·|AM|W1=qE·x1W2=qE·x2W3=qE·x3…

…

…

…Mx1+x2+x3+…=?X1x2

在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷经过的路径无关,只与电荷的起始位置和终止位置有关。特点总结(对于非匀强电场也适用)能量转化重力做功动能与重力势能相互转化电场力做功动能与？相互转化呢类比重力与电场力做功电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大二、电势能1、定义：电荷在电场中具有势能，称为电势能。同样用Ep表示。

电场力做的功等于电势能的减少量电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小2、电场力做功与电势能的关系:3、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。WAB=EpA-04、电势能是标量，有正负5、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性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-EP2WAB

=EPA-EPB前面学习到将一个电荷放入电场中，电荷会受到电场力，我们将电场力（F）与电荷所带电荷量（q）有关，但是他们的比值独立反映电场力的性质，于是定义为电场强度（E）如今将一个电荷放入电场中，电荷会具有电势能，我们将电势能（Ep）与电荷所带电荷量（q）有关。他们的的比值可以独立反应电场能的性质，定义为一个新的物理量：电势。1V=1J/C三、电势1.定义:2.公式:

单位:伏特(V)计算时要代入正负(1)正电荷（+Q）形成的电场中各点的电势均为正值(2)负电荷（-Q）形成的电场中各点的电势均为负值电荷电场中在某一点的电势能与它的电荷量的比值为电势，用φ表示。对电势概念的理解电势是标量，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）电势是表征电场中某点能的性质的物理量，仅与电场中某点性质有关，与电场力做功的值及试探电荷的电荷量、电性无关。电势与电场线的关系：沿着电场线的方向电势逐渐降低。1.看电场力做功2.直接根据公式判断电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加。3.看电场线

负电荷电势能增加电场力做负功顺着电场线移动正电荷电势能减小电场力做正功顺着电场线移动两点电势能大小的判断Ep=qφ两点电势高低的判断1、看电场线：在同一电场线上，电势顺着电场线的方向不断减少。2、看场源电荷：在正电荷的电场中，离它越近电势越高。在负电荷产生的电场中，情况相反。3、看电场力做功：移动正电荷时，电场力若做正功，电势降低。电场力若做负功，电势升高。

对于负电荷，情况恰好相反。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例1：有一电荷量q=-3×10-6C的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服静电力做功6×10-4J.问：以B为零电势能点，电荷在A点时的电势能是多少？A点电势多高？解：小结:计算电势首先要规定零电势处,电势有正负,正、负分别表示该处的电势比零电势处电势高或低，而不是方向，因此电势是标量。电势与电场强度的比较电势φ电场强度E物理意义描述电场的能的性质描述电场力的性质大小标量性标量矢量单位VV/m联系电势沿着电场强度的方向降落电势与电场强度的大小不存在直接关系三、等势面2.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（2）等量异种点电荷电场中的等势面：两簇对称曲面和对称中心面定义电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面（3）等量同种点电荷电场中的等势面：两簇对称曲面（4）匀强电场中的等势面：垂直于电场线的一簇平面E3.等势面的特点在同一等势面上移动电荷，电场力不做功。等势面一定与电场线垂直，并且电场线总是从高等势面指向低等势面。等差势面分布越密，电场强度越大。不同的等势面不相交。4.等势面的用途知道等势面能清楚电场中各点的电势高低差别情况。可求电荷在不同等势面间移动时静电力做的功。由等势面描绘电场线，由等势面疏密，确定电场强度大小。1、一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场力做了5×10－6J的功，那么()A．电荷在B处时将具有5×10－6J的电势能B．电荷在B处将具有5×10－6J的动能C．电荷的电势能减少了5×10－6JD．电荷的动能增加了5×10－6JCD课堂训练2、一个点电荷，从静电场中的a点移至b点，其电势能的变化为零，则（）

A．a、b两点的场强一定相等

B．该电荷一定沿等势面移动

C．作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是垂直的

D．a、b两点的电势相等D3、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结一、静电力做功的特点：与路径无关，只与起点和终点的位置有关二、电势能：电荷在电场中具有的势能1.静电力做的功等于电势能的减少量：WAB=EPA-EPB

静电力做正功，电势能减少静电力做负功，电势能增加2.电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功3.电势能是相对的，须建立零势能参考面。电势能有正负之分，负值表示比零还要小三、电势1.定义：2.单位：伏特V1V=1J/C3.沿电场线方向电势降低4.电势和电势能都是相对的，且为标量，正负号均表示大小5.已知电势求电势能计算带正负号计算带正负号4、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CEabmgF电合力向上，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（1）例：在匀强电场中有a、b、c三点，位置关系如图所示，其中ab=√3cm，bc=1cm，已知电场线与