电势能和电势课件-高二上学期物理人教版

10.1电势能和电势问

题

导

入思考：一个正电荷在电场中某点由静止释放,它将如何运动?从能量转化的角度思考，物体动能增加了，意味着有另外一种形式的能量减少了。一个正电荷在匀强电场中只受到静电力F的作用这是一种什么形式的能量呢？从功与能的转化关系，说明这种形式的能量必然与静电力做功有关。静电力做功的特点（1）带电量为q的正电荷在匀强电场E中沿直线AB从A点移动到B点，静电力做的功为：WAB=F|AB|cosθ=qE|AB|cosθ=qE|AM|BAMFθEq静电力做功的特点（2）带电量为q的正电荷在匀强电场E中沿折线AMB从A点移动到B点，静电力做的功为：WAB=WAM+WMB=qE|AM|+0=qE|AM|BAMFθEq静电力做功的特点（3）带电量为q的正电荷在匀强电场E中沿任意曲线ANB从A点移动到B点，静电力做的功为：WAB=qE|AM|NBAMEF各小段沿垂直电场方向运动时，静电力不做功，各小段沿电场方向移动的位移之和等于|AM|。静电力做功的特点说明：在电场中移动电荷时，静电力所做的功只与电荷的起始位置和终止位置有关，与电荷经过的路径无关。在电场中不论电荷经由什么路径从A点移动到B点，静电力所做的功都是一样的。思考：根据上面分析，静电力做功有何特点？这个结论虽然是从匀强电场中推导出来的，但是可以证明对非匀强电场也是适用的。NBAMEFW=qE|AM|电势能什么形式的能转化为动能呢?电荷在电场中也具有势能，我们称这种形式的能为电势能，用EP表示。思考：这种与静电力做功有关的能量是什么？电势能如果用WAB表示电荷由A点运动到B点静电力做的功，EPA和EPB分别表示电荷在A点和B点的电势能，它们之间的关系为：WAB=EPA-

EPB当WAB为正值时，EPA>EPB，表明静电力做正功，电势能减少；当WAB为负值时，EPA<EPB，表明静电力做负功，电势能增加。思考：静电力做功与电荷电势能的变化有什么关系呢？NBAMEF电势能思考：类比重力势能，如何确定电荷在电场中某点具有的电势能呢？Ep＝0电势能的大小EPA=WA→0电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功。规定零电势能位置BAMFθEq举例：如果将电荷从A点移到B点时，静电力做功为1.2×10-5J，若规定B点的电势能为零，问电荷在A点的电势能大小？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。当试探电荷已经不能探测到电场了，这点就可以算“无限远”电势能思考：电荷在某点的电势能是绝对的吗？思考：电势能是标量还是矢量？1、电势能是相对的，与零电势能位置的选取有关；2、电势能是标量，只有大小，没有方向；3、电势能具有系统性，是电荷及对它作用的电场所共有的。电势能为正值，表示该点电势能大于参考点的电势能;电势能为负值，表示该点电势能小于参考点的电势能.Ep＝0BAMFθEq问：你能比较电荷的电势能+3J与-5J的大小吗？OAθEl电势规定O点电势能为0EPAWAOnEPAnWAOEPA=WAO思考：类比电场强度，分析能否找到反映电场某点性质的物理量？试探电荷的电荷量q2q3q…nqA到O静电力所做的功…电荷在A点电势能…电荷在A点电势能与电荷量的比值…2WAO2EPA3EPA3WAO问题1：电场中同一位置，不同试探电荷的电势能是否相同？问题2：不同电荷的电势能与电荷量的比值是否相同？由分析可知，这个比值是由电场中该点的性质决定的，与试探电荷本身无关。可以反映电场的性质。电势OAθEl（1）电场中的同一位置，不同电荷的电势能与电荷量的比值相同；（2）电场中的不同位置，同一电荷的电势能与电荷量的比值不同。思考：请你分析，能否找到反映电场某点性质的物理量？说明：这个比值与试探电荷无关说明：这个比值与电场有关电势单位：伏特，符号V1V=1J/COAθEl电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比，叫作电场在这一点的电势。用表示。思考：类比电场强度，电势是如何定义的？电势OAθEl电势是正值表示该点电势高于零电势电势是负值表示该点电势低于零电势规定零电势点通常取离场源电荷无限远处的电势为0；在实际应用中常取大地的电势为0。1.电势是相对的，与零电势点的选取有关；2.电势是标量，只有大小，没有方向。3.电势是描述电场性质的一个物理量，由电场本身决定，与试探电荷无关。思考：如何确定电荷在电场中某点的电势呢？小结一、静电力做功的特点与起始位置和终止位置有关，与路径无关。二、电势能1.概念：电荷在电场中具有的势能，用EP表示。2.静电力做功与电势能变化的关系：3.电势能的大小：4.电荷在电场中的电势能是相对的，电势能是标量，具有系统性。三、电势1.定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比。2.公式：3.电势是由电场该点的性质决定的，与试探电荷本身无关。4.电势是相对的，是标量。EPA=WA→0WAB=EPA-EPB静电力做正