高二物理《电势能和电势》知识点讲解

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,高二物理,电势能和电势,1,、功的计算：,2,、重力做功的特点：,(1),与路径无关,由初末位置的高度差来决定,.,(2),重力做功,W,G,与重力势能变化的关系,(3),重力势能是相对的,须选定零势能参考面,功是能量转化的量度！,重力做,正功,，重力势能,减少,重力做,负功,，重力势能,增加,复习：,一个试探电荷在电场中某点由静止释放,将如何运动,?,E,在电场力作用下电荷做加速运动,一段时间后获得一定的,速度,试探电荷的,动能,增加,.,+,F,什么能转换为动能的呢,?,一、电场力做功的特点,在匀强电场中移动电荷时，电场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。,对于非匀强电场也适用,B,+,M,A,F,q,+,W,AB,= F,|,AB,|,cos,=qE,|,AM,|,把正电荷沿不同路径从,A,点移到,B,电场力做功？,将,+q,由,A,移到,B,的过程电场力对电荷做功为：,将,-q,由,A,移到,B,的过程，电场,力对电荷做功为：,d,A,B,+q,E,L,做功的过程是一个,能量转化的过程，,那么电场力做功的,过程是什么能转化,为什么能呢？,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。,正电荷从,A,点移到,B,点时,电场力做正功,电荷的电势能减少,.,正电荷从,B,点移到,A,点时,电场力做负功,即电荷克服静电力做功,电荷的电势能增加,.,A,B,E,+,v,A,B,E,+,v,如果是负电荷情况相同,二、电势能,1,、电荷在电场中具有与其位置有关的能量叫电势能。,2,、电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小,3,、电场力对电荷做负功，电荷的电势能增加,电场力做的功等于电势能变化量的负值,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,?,电荷在,B,点具有的电势能多大？,电势能减少,E,q,F,A,B,设,A,点的电势能,W,AB,= E,PA,E,PB,=10,3,J,电势能为负表示的物理意义是什么？,+,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。,电荷在某点的电势能，等于电场力把它从该处移动到零势能位置所做的功,电势能为负表示电荷在该处的电势能比 零还要小,.,电势能是标量,电势能是相对的，与零势能面的选择有关。,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,E,P,Ep,由物体和地面间的相对位置决定,E,P,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,= E,P1,-E,P2,W,电,= E,PA,-E,PB,1,、下列说法中，正确的是：,A,、把两个同种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加,B,、把两个同种点电荷间的距离减小一些，电荷的电势能一定增加,C,、把两个异种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加,D,、把两个异种点电荷间的距离减小一些，电荷的电势能一定增加,课堂训练：,2,、把电量,q,1,=5,10,-5,C,的电荷从电场中的,A,点移到,B,点，电场力做功,W,1,=10,-3,J,，则电荷,q,1,在,A,、,B,两点的电势能,E,A,1,与,E,B,1,之差,E,A,1,-,E,B,1,=_J,；,若把,q,2,=-110,-4,C,的电荷从,A,点移到,B,点，电场力做功,W,2,=_J,，电荷,q,2,从,A,到,B,电势能的变化量为多少？,3,、将带电量为,6,10,-6,C,的负电荷从电场中的,A,点移到,B,点，克服电场力做了,3,10,-5,J,的功，再从,B,移到,C,，电场力做了,1.2,10,-5,J,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,1.8,10,-5,J,.,E,PC,=1.8,10,-5,J,E,PC,=-1.2,10,-5,J,E,PB,=3,10,-5,J,E,PA,= -3,10,-5,J,A,0,l,E,+,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,E,P0,=0,该比值称为,A,点的,电势,零势能,参考点,电荷电场中在某一点的电势能与它的电荷量的比值,1 V = 1 J/C,1.,定义,:,2.,公式,:,3.,单位,:,伏特,(V),(,计算时要,代入正负号,),4.,标量,(,有正负,),5.,电势具有,相对性,：,确定电势,应先规定电场中某处的电势为零,.(,通常规定离场源电荷,无限远处,或,大地,的电势为零,.),例,1.,试探电荷,q,1,放在电场中的,A,点,电势能为,E(,规定无限远处电势能为零,),A,点的电势为,_,若把试探电荷,q,1,换成试探电荷,q,2,放在电场中的,A,点,A,点的电势为,_ (,仍规定无限远处电势能为零,).,例,2.,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,:,场外一点,P,的电势为,从,P A,电场力做的功,PA,E,W,-,=,注意,:,计算电势首先要规定,零电势处,且电势可以为,负,.,沿着电场线方向，电势如何变化呢？,4,、沿着电场线的方向，电势越来越低,如何确定电场中某点的电势呢？,5,、电势具有相对性，先规定电场中某处的电势为零，然后才能确定电场中其他各点的电势。（通常取离场源电荷无限远处或大地的电势为零）,四、等势面,电场中电势相同的各点构成的面,等势面与电场线的关系：,（,1,）电场线与等势面垂直，并且由电势高,的等势面指向电势低的等势面,问题：等势面能相交、相切吗？,（,2,）等差等势面越密的地方，电场强度,E,越大,如图所示，虚线,a,、,b,和,c,是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为 、 和 ，一带正电粒子射入电场中，其运动轨迹如实线,KLMN,所示。由图可知：,A,、粒子从,K,到,L,的过程中，电场力做负功,B,、粒子从,L,到,M,的过程中，电场力做负功,C,、粒子从,K,到,L,的过程中，电势能增加,D,、粒子从,L,到,M,的过程中，动能减少,如图所示，三个等差等势面上有,a,、,b,、,c,、,d,四点，若将一个正电荷由,c,经,a,移动到,d,电场力做正功,W,1,，若由,c,经,b,移动到,d,电场力做正功,W,2,，则：,随堂训练,两块带电的平行金属板相距,2cm,，板间有一与板面垂直的匀强电场，一电子从负极板自由释放，经,1.5,10,-8,s,打到对面极板上，求该电场的电场强度。（电子质量,m,=9.110,-31,kg,）,随堂训练,如图所示，细线一端系着一个带电量为,+,q,、质量为,m,的小球，另一端固定于,O,点，加一匀强电场后可使小球静止于图示位置，此时悬线与竖直方向夹角为,。要使电场的场强最小，该电场场强的方向怎样？大小如何？,垂直悬线斜向上方,