电势能和电势.ppt

1、4.电势能和电势,一个试探电荷在电场中某点由静止释放,将如何运动?,什么能转换为动能的呢? 我们首先来研究电场力做功的问题,讨论与交流： 一个小球，分别按照上图中的三种路径由A点运动到C点，重力做的功分别是多少？分析这三种情况，总结重力做功的特点？,2.重力做功的特点,重力做功与具体的路径无关， 只与初末位置的高度差有关,一、静电力做功的特点,F,q,把正电荷沿不同路径从A点移到B电场力做功？,+,结论： 在匀强电场中移动电荷时，静电力做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。,(对于非匀强电场也适用),重力做的功等于重力势能的减少量,静电力做的功等于电势能的减少量,重力势

2、能的减少量,电势能的减少量,小结：电场力做多少功，电荷电势能就变化多少。,请分析求出A点的电势能为多少？,设EPB =0,电荷在某点的电势能，等于把它从该点移到零势能位置时静电力所做的功。,零势能参考点,设EPB =0,电荷在某点的电势能，等于把它从该点移到零势能位置时静电力所做的功。,设EPB =0,1.电荷在某点的电势能，等于把它从该点移到零势能位置时静电力所做的功。,负号表示电势能的高低,2.电势能是相对的，与零电势能面有关,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。,3.电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性,4.电势能是标量,电势能为负表示电

3、荷在该处的电势能比零还要小.,尽管重力做功与电场力做功很相似，但还是存在很大差异存在两种电荷,正电荷顺电场线移动， 电场力做正功，电势能减少 负电荷顺电场线移动， 电场力做负功，电势能增加 正电荷逆电场线移动， 电场力做负功，电势能增加 负电荷逆电场线移动， 电场力做正功，电势能减少,右图中MN为某电场中一条电场线，方向向右，在MN上取两点a、b，今将一正点电荷q从a移到b则（ ） A.电场力做正功，q的电势能增加； B.电场力做负功，q的电势能增加； C.电场力做正功，q的电势能减少； D.电场力做负功，q的电势能减少。,若q为负点电荷呢？,例与练,v,F,q,F做正功,C,例2：A和B为电

4、场中某条电场线上的点，如图：将q=+410-9C的正电荷从A点移到B点需克服电场力做功 4 10-7J，则 电场方向由AB还是BA？ (2)若选A点为电势能零点，则B点的电势能为多大？,A,B,例2：A和B为电场中某条电场线上的点，如图：将q=+410-9C的正电荷从A点移到B点电场力做功为 4 10-7J，则 电场方向由AB还是BA？ (2)若选A点为电势能零点，则B点的电势能为多大？,A,B,该比值是一个与q无关，仅与电场及A点的位置有关的量。,三、电势,设EP0 =0,该比值称为A点的电势,零势能参考点,1、定义：,电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。,2、定

5、义式：,与EP=mgh相类比,（EP及q含符号）,三、电势,3、单位：伏特，符号为V,4、电势只有大小，没有方向，是标量,5、电势具有相对性,电势是相对于零势能参考点的，,一般选取无穷远电势为0，实际应用中常取大地电势为0,6.沿电场线 (场强)方向电势越来越低 即电场线指向电势降低的方向,如何比较电势的高低？,如图所示，电场中有A、B两点，则下列说法中正确的是（ ） A、电势A B 场强EAEB B、电势A B 场强EAEpB,例与练,正电荷在高电势处电势能大，负电荷在低电势处电势能大,BC,例2. 把 的试探电荷放在电场中的A点,具有 的电势能,求A点的电势.若把 的试探电荷放在电场中的A

6、点,电荷所具有的电势能是多少?,点评:某点的电势与试探电荷无关,例3. 将一电量为 的点电荷从无穷远处的一点P移至电场中某点A, 电场力做 功为 ,求A点的电势能和电势.,点评:电势的确定首先要确定零电势处,且电势可以为负.,对电势的理解,1：电势的相对性：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势能面。 2：电势的固有性：电场中某点的电势的大小是由电场本身的性质决定的，与放不放电荷及放什么电荷无关。 3：电势是标量 4：计算时EP,q, 都带正负号。,在电场中一条电场线上有A、B两点,如图所示，若将电荷q1=-2.010-7C从A点移到B点，电场力做

7、了-4.010-4J的功。 (1) 电场线的方向如何? (2) 以B点为零电势点，EpA、A等于多少?,例与练,A=2.0103J AB,在电场中一条电场线上有A、B两点,如图所示，若将电荷q1=-2.010-7C从A点移到B点，电场力做了-4.010-4J的功。 (1)以B点为零电势点，EpA、A等于多少? (2)电场线的方向如何? (3)如将电荷q2=+1.010-7C从A点移到B点， A等于多少?电场力做了多少功?,例与练,A=2.0103J AB 不变 W=2.010-4J,五、等势面,1、定义：,电场中电势相同的各点构成的面，叫做等势面。,与等高线相类比,二、等势面的特点,（1）在同

8、一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功,（2）电场线跟等势面垂直，且由电势较高的等势面指向电势较低的等势面,三、几种常见电场的等势面分布图谱：,离导体表面越近，等势面的形状与导体表面越相似。,关于等势面，正确的说法是（）A电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功B等势面上各点的场强大小相等C等势面一定跟电场线垂直D两等势面不能相交,例与练,CD,AD,C,如图所示,电子沿一条电场线MN从a点运动到b点,电势能增加，则 （ ） A.电场力做正功，电场方向从M指向N； B.电场力做正功，电场方向从M指向N ； C.电场力做负功，电场方向从M指向N ； D.电场力做负功，电场方向从N指向

9、M。,电场力做负功,v,e,C,将带电量为610-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了310-5J的功，再从B移到C，电场力做了1.210-5J的功，则 （1）电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能共改变了多少？ （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？,增加了1.810-5J.,EPC=1.810-5 J,EPC=-1.210-5 J,EPB=310-5 J,EPA= -310-5 J,下列说法中正确的是（ ） A.当两正点电荷相互靠近时，它们的电势能增大 B.当两负点

10、电荷相互靠近时，它们的电势能增大 C.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能减小 D.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能增大。,例与练,电场力做正功，电势能减少； 电场力做负功，电势能增加。 。 与重力做功类比,ABC,如果把q=1.010-8的电荷从无穷远处移至电场中的A点，需克服电场力做功W=1.210-4J.那么 q在A点的电势能和在A点的电势各是多少？ q未移入电场前A点的电势是多少 ？,EpA=1.210-4J =1.2104V =1.2104V,例与练,如图所示，是负点电荷产生的电场中的一条电场线。一个带正电的粒子（不计重力）从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示，则该带电粒子在a点的电场力一定在b点的电场力。带电粒子在a点的电势能一定在b点的电势能。（填“大于”、“小于”式“等于”）。,小于,大于,练习. 如图所示,在同一条电场线上有A、B