物理选修3-1电势能和电势.ppt

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1、4.电势能和电势,思考：试探电荷静止的放入电场中,将如何运动?,电荷做加速运动,一段时间后获得一定的速度,试探电荷的动能增加.,试探正电荷q在电场强度为E的匀强电场中沿几条不同路径从A点移动到B点,静电力对电荷做功分别为多少?,W=F cos|AB|=q E|AM|,q,W1=qE|AM|,W2=0,所以：全过程做功 W=W1+W2=q E|AM|,乙,沿曲线ANB呢?,用无数组跟静电力垂直和平行的折线来逼近ANB,W=q E|AM|,由以上的推导我们发现了什么?,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.,推广:非匀强电场也适用.,W=Eqd

2、(适合匀强电场，d为沿电场线方向距离),二.电势能,电场中的电荷由于受到电场力作用而具有的势能。,重力做功与重力势能的关系?,1.定义:,WG=EP1-EP2=-EP,1.重力做正功,重力势能减少.,重力做负功,即物体克服重力做功,重力势能增加.,重力做的功等于重力势能的减少量.,正电荷从A点移到B点时,静电力做正功,电荷的电势能减少.,正电荷从B点移到A点时,静电力做负功,即电荷克服静电力做功,电荷的电势能增加.,如果放在电场中的不是正电荷而是负电荷,情况又是怎么样?,二.电势能,电荷在电场中由相对位置决定的能量叫电势能。,1.定义:,2.静电力做的功等于电势能的减少量,WAB=EPA-EP

3、B,电荷在某点的电势能,在数值上等于把它 从该点移动到零势能位置时电场力所做的功.,(通常把离场源无限远处或大地表面的电势能规定为零),4.理解：（1）电荷在电场中每一个位置都有一定的电势能（2）电势能大小具有相对性，与参考平面有关；电势能的变化是绝对的与零电势能位置的选择无关。（3）电势能是标量，但有正负。（4）电势能是属于电荷和电场所共有。（5）电势能的变化仅由电场力做功引起，与其他力做功无关。,例1.如图,在场强 的匀强电场中,点电荷q=+1c从A移动到B,AB相距L=1m,电场力做功为多少?电势能如何变化?,即电势能减少,A,B,沿电场线方向电势逐点降低。,取O点的电势能为零,则:,E

4、PA=q E L COS,讨论电势能与电荷的比值?,比值与试探电荷无关，反应电场本身的性质。,电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值（标量）,2.公式:,3.单位:伏特 符号为V,1 V=1 J/C,三.电势,1.定义:,带符号运算,不能说与q成反比，与EP成正比,4、理解：（1）电势是标量，但有正负。（2）电势具有相对性，电势的值与零电势的选取有关。（3）沿着电场线的方向，电势越来越低。（4）电势由电场本身决定，与试探电荷无关。,2、关于公式 可知：（）A、电场中某点的电势，与放在该点电荷具有的电势能成正比B、电场中某点的电势，与放在该点电荷的电荷量成反比C、电场中某点的电势，与该点是

5、否有电荷，电荷的正负及电荷量的大小无关D、放入电场中某点的点电荷不同，电势能也不同，但电势能与电荷量的比值保持不变,CD,1.沿着电场线方向,电势将怎样变化?,2.如何确定电场中某点的电势?,3.电势为负数时,负号表示方向吗?,例3.将一电量为 的点电荷从电场外一点P移至电场中某点A,电场力做 功,求A点的电势.,解:,设场外一点P的电势为,点评:电势的确定首先要确定零电势处,且电势可以为负.,思考电势高低判断方法？,1.电场线法2.计算法,四.等势面,1.定义：电场中电势相同的个点构成的面,认识几种等势面,2.特点,（1）等势面与电场线处处垂直（2）电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面（

6、3）匀强电场中等差等势面间距相等,小结,1.电场力做功特点，匀强电场电场力做功计算,3.电势的计算（相对性）,2.电势能和电场力做功与电势能变化关系。,达标训练,1.一个点电荷，从静电场的a点移到b点，其电势变化为零，则（）A.a、b两点场强一定相等B.该点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两点的电势一定相等,D,2.如图四所示，为电场中心一条电场线，一个点电荷由静止开始，只在电场力作用下，从A点移到B点，下面论述正确的是（）A.A处场强大于B处场强；B.点电荷在A处电势能大于在B处电势能；C.点电荷带负电；D.由A到B点电荷受到电场力越来越小。,B,3、下列说法中正确的是：（）A、沿着电场线的方向场强一定越来越弱 B、沿着电场线的方向电势一定越来越低C、匀强电场中，各点的场强一定大小相等，方向相同D、匀强电场中，各点的电势一定相等,BC,4.有一个电量q=-310-6C的点电荷，从某电场中的A点移动到B点，电荷克服电场力何做了610-4J的功，从B点移至C点，电场力对电荷做了910-4J的功，设B点为零电势，求：A、C两点的电势和该电荷在A、C两点的电势能。,