《电势能电势》PPT课件

一个试探电荷在电场中某点由静止释放一个试探电荷在电场中某点由静止释放,将如何运动将如何运动?E 在电场力作用下电荷做加速运动在电场力作用下电荷做加速运动,一段时间后获一段时间后获得一定的得一定的速度速度,试探电荷的试探电荷的动能动能增加增加.+F什么能转换为动能的呢什么能转换为动能的呢BMAFq q W甲甲=F|AB|cos=qE|AM|把正电荷沿不同路径从把正电荷沿不同路径从A A点移到点移到B B电场力做功？电场力做功？+甲甲乙乙丙丙沿甲路径电场力做功沿甲路径电场力做功:沿乙路径电场力做功沿乙路径电场力做功:沿丙路径电场力做功沿丙路径电场力做功:W乙乙=qE|AM|W丙丙=qE|AM|沿任意路径电场力做功沿任意路径电场力做功:W任意任意=qE|AM|静电力做功静电力做功与路径无关与路径无关,由由初末位置初末位置来决定来决定.做功的过程是一个能量转做功的过程是一个能量转化的过程。化的过程。重力做功的过程是重力重力做功的过程是重力势能转化为动能的过程势能转化为动能的过程.那么电场力做功的过程那么电场力做功的过程是什么能转化为什么能是什么能转化为什么能呢？呢？与重力做功情况相似。与重力做功情况相似。ABE+vABE+v电荷在电场中也具有势能，这种势能叫电荷在电场中也具有势能，这种势能叫电势能电势能。电势能符号：电势能符号：E Ep 正电荷从正电荷从A A点移到点移到B B点时点时,静电力做正功静电力做正功,电荷电荷的电势能减少的电势能减少.正电荷从正电荷从B B点移到点移到A A点时点时,静电力做负功静电力做负功,电荷电荷的电势能增加的电势能增加.电场力对电荷做电场力对电荷做正功正功，电荷的电势能，电荷的电势能减小减小电场力对电荷做电场力对电荷做负功负功，电荷的电势能，电荷的电势能增大增大电场力做的功等于电势能的电场力做的功等于电势能的减少量减少量PBPAABEEW如图如图,在场强在场强E=10E=103 3N/CN/C的匀强电场中的匀强电场中,点电荷点电荷q=+1cq=+1c从从A A移动到移动到B,ABB,AB相距相距L=1m,L=1m,电场力做功为多少电场力做功为多少?电势能如电势能如何变化何变化?电势能减少电势能减少JWAB310EqFAB+电荷在电荷在B B点具有的电势能多大？点具有的电势能多大？WAB =103J 电势能减少了 JJJWEEABPAPB3310100设设A A点的电势能点的电势能0PAE电荷在电荷在B B点具有的电势能多大？点具有的电势能多大？310 通常把电荷在离场源电荷通常把电荷在离场源电荷无限远处无限远处的电势能的电势能规定为规定为零零，或把电荷在，或把电荷在大地表面大地表面上电势能规定为上电势能规定为零零。电荷在某点的电势能，等于静电力把它从电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该处移动到零势能位置所做的功。该处移动到零势能位置所做的功。WAB=EPA-EP0 EPA=WAB电势能为电势能为负负表示电荷在该处的电势能比选取的表示电荷在该处的电势能比选取的势能零点的电势能还要小势能零点的电势能还要小.2 2、电势能是电荷和电场所共有的，具有、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性系统性1 1、电势能是、电势能是相对相对的，与零电势能面有关的，与零电势能面有关3 3、电势能是、电势能是标量标量重力势能和电势能类比重力势能和电势能类比 重力场中，重力：地球和重力场中，重力：地球和物体之间存在的吸引力物体之间存在的吸引力电场中，电场力：电荷之电场中，电场力：电荷之间的作用力间的作用力有重力就有重力势能有重力就有重力势能Ep=mgh有电场力就有相应的能，有电场力就有相应的能，叫电势能叫电势能EPEp由物体和地面间的相对由物体和地面间的相对位置决定位置决定EP由电荷间的相对位置决定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正功，电势能就减少电场力做负功，电势能就增加电场力做负功，电势能就增加电场力作功，电势能改变电场力作功，电势能改变重力做功，重力势能改变重力做功，重力势能改变重力做正功，重力势能就减少重力做正功，重力势能就减少重力做负功，重力势能就增加重力做负功，重力势能就增加WW重重 =E=EP P初初-E-EP P末末WW电电 =E=EP P初初-E-EP P末末下列说法中正确的是（下列说法中正确的是（）A.A.当两正点电荷相互靠近时，它们的电势能增大当两正点电荷相互靠近时，它们的电势能增大B.B.当两负点电荷相互靠近时，它们的电势能增大当两负点电荷相互靠近时，它们的电势能增大C.C.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能减小电势能减小D.D.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的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。电势能增大。ABCABC一个电荷只在电场力作用下从电场中的一个电荷只在电场力作用下从电场中的A A点移到点移到B B点时，电场点时，电场力做了力做了5 510106 6J J的功，那么的功，那么 ()()A A电荷在电荷在B B处时将具有处时将具有5 510106 6J J 的电势能的电势能B B电荷在电荷在B B处将具有处将具有5 510106 6J J 的动能的动能C C电荷的电势能减少了电荷的电势能减少了5 510106 6J J D D电荷的动能增加了电荷的动能增加了5 510106 6J J CDCD将带电量为将带电量为6 61010-6-6C C的负电荷从电场中的的负电荷从电场中的A A点移到点移到B B点，克点，克服电场力做了服电场力做了3 31010-5-5J J的功，再从的功，再从B B移到移到C C，电场力做了，电场力做了1.21.21010-5-5J J的功，则的功，则（1 1）电荷从）电荷从A A移到移到B B，再从，再从B B移到移到C C的过程中电势能共改变了的过程中电势能共改变了多少？多少？（2 2）如果规定）如果规定A A点的电势能为零，则该电荷在点的电势能为零，则该电荷在B B点和点和C C点的电点的电势能分别为多少？势能分别为多少？（3 3）如果规定）如果规定B B点的电势能为零，则该电荷在点的电势能为零，则该电荷在A A点和点和C C点的电点的电势能分别为多少？势能分别为多少？增加了增加了1.810-5J.EPC=1.810-5 J EPC=-1.210-5 JEPB=310-5 J EPA=-310-5 J 5.5.电场力做正功电场力做正功,电势能减少电势能减少电场力做负功电场力做负功,电势能增大电势能增大末P初P电场力EEW4.4.电势能是标量电势能是标量,但有正负但有正负a a和和b b为电场中的两点为电场中的两点,如果把如果把q=-2X10q=-2X10-8-8C C的负的负电荷从电荷从a a点移动到点移动到b b点点,电场力对该电荷做了电场力对该电荷做了4X104X10-7-7J J的正功的正功,则该电荷的电势能则该电荷的电势能()()-7-7-7-7J J-7-7-7-7J JC如图所示如图所示,在等量正点电荷形成的电场中在等量正点电荷形成的电场中,它们连它们连线的中垂面线的中垂面abab上上,有一电子有一电子,从静止开始由从静止开始由a a运动到运动到b b的的过程中过程中(a(a、b b相对相对O O对称对称),),下列说法正确的是下列说法正确的是()()COab+-如图所示，是负点电荷产生的电场中的一条电场线。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）从一个带正电的粒子（不计重力）从a a到到b b穿越这条电场线的轨迹如穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示，则该带电粒子在图中虚线所示，则该带电粒子在a a点的加速度一定点的加速度一定在在b b点的点的加速度。带电粒子在加速度。带电粒子在a a点的电势能一定点的电势能一定在在b b点的电势能。点的电势能。（填（填“大于大于”、“小于小于”式式“等于等于”）。）。Nba小于小于大于大于F-尽管重力做功与电场力做功很相似，但还是存在很大差异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存在两种电荷在两种电荷ABE电荷由电荷由A点运动的点运动的B点点正电荷正电荷负电荷负电荷电场力电场力做功做功正功正功负功负功电势能电势能变化变化减少减少增加增加电势能的大小是与试探电荷的电性和电量电势能的大小是与试探电荷的电性和电量q q都有关，都有关，故不能用故不能用“电势能电势能”来描述电场的能的性质。来描述电场的能的性质。A0lE-cos0qElWAcosqElEPAcosElqEPA则有：该比值是一个与该比值是一个与q q无关，仅与无关，仅与电场及电场及A A点的位置有关的量。点的位置有关的量。设设E EP0 P0=0=0该比值称为该比值称为A A点的点的电势电势零势能零势能参考点参考点qEP1 1、定义：、定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的的比值，叫做这一点的电势电势。2 2、定义式：、定义式：（E EP P及及q q含符号）含符号）qEP电势能电势能重力势能重力势能mghEP电势电势高度高度h3 3、单位：、单位：，符号为，符号为 4 4、电势只有大小，没有方向，是、电势只有大小，没有方向，是标量标量5 5、电势具有相对性、电势具有相对性电势是相对于零势能参考点的，电势是相对于零势能参考点的，一般选取无穷远电势为一般选取无穷远电势为0 0，实际应用中常取大地电势为，实际应用中常取大地电势为0 06.6.沿电场线沿电场线 (场强场强)方向电势方向电势越来越低越来越低 即电场线指向电势降低的方向即电场线指向电势降低的方向如何比较电势的高低？如何比较电势的高低？ABE电荷由电荷由A点运动的点运动的B点点正电荷正电荷负电荷负电荷电场力电场力做功做功正功正功负功负功电势能电势能变化变化减少减少增加增加电势电势变化变化减少减少减少减少如果把如果把q=1.0q=1.01010-8-8C C的电荷从无穷远处移至电场中的的电荷从无穷远处移至电场中的A A点，需克服电场力做功点，需克服电场力做功W=1.2W=1.21010-4-4 q q在在A A点的电势能和在点的电势能和在A A点的电势各是多少？点的电势各是多少？q q未移入电场前未移入电场前A A点的电势是多少点的电势是多少？VCJqEJEJEWPAAPAPAA48444102.1100.1102.1102.1102.10如图所示，电场中有如图所示，电场中有A A、B B两点，则下列说法中正确的两点，则下列说法中正确的是（是（）A A、电势、电势A A B B 场强场强E EA AEEB BB B、电势、电势A A B B 场强场强E EA AEEEpBpBA AB BE EBC1 1、定义：、定义：电场中电势相同的各点构成的面，叫做电场中电势相同的各点构成的面，叫做等势面等势面。与与等高线等高线类比类比（1 1）在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功）在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功（2 2）电场线跟等势面垂直，且由电势较高的等势面指向电）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势较低的等势面 （3 3）等势面密处场强大、电场线密，等势面疏处场强小、电）等势面密处场强大、电场线密，等势面疏处场强小、电场线疏场线疏 （4 4）不同等势面在空间不相交、不相切）不同等势面在空间不相交、不相切2 2、等势面的特点：、等势面的特点：类比地理等高线类比地理等高线等势面越密集的地方，等势面越密集的地方，电场强度越大。电场强度越大。关于等势面，正确的说法是（关于等势面，正确的说法是（）A A电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功做功B B等势面上各点的场强大小相等等势面上各点的场强大小相等C C等势面一定跟电场线垂直等势面一定跟电场线垂直D D两等势面不能相交两等势面不能相交CDCD孤立点电荷电场中的一簇等势面如图所示中虚线所示，孤立点电荷电场中的一簇等势面如图所示中虚线所示，其电势分别为其电势分别为1 1、2 2、3 3，A A、B B、C C是某电场线与是某电场线与这簇等势面的交点，且这簇等势面的交点，且ab=ac.ab=ac.现将一负电荷由现将一负电荷由a a移到移到b b，电场力做正功电场力做正功W W1 1；再由；再由b b移至移至C C，电场力做正功，电场力做正功W W2 2,则则（）1 1=W=W2 2，1 12 23 31 1=W=W2 2，1 12 23 31 1W W2 2，1 12 23 31 1W W2 2，1 12 23 3C C1 12 23 3