电势能和电势

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,*,*,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,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,*,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,*,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,*,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,*,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,?,E,+,F,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,A,C,h,B,A,C,h,h,1,h,2,h,3,A,C,h,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？,+,B,A,甲,M,乙,W,甲,=F,|,AB,|,cos,=qE,|,AM,|,沿甲路径电场力做功,:,丙,沿乙路径电场力做功,:,W,乙,=qE,|,AM,|,沿丙路径电场力做功,:,W,丙,=qE,|,AM,|,沿任意路径电场力做功,:,W,任意,=qE,|,AM,|,丁,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,),这与什么力做功,相,似呢？,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,A,B,E,+,重力势能的,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？,A,B,E,+,A,B,E,+,设,E,PB,=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,A,B,E,+,设,E,PB,=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。,A,B,E,-,设,E,PB,=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为电场中某条电场线上的点，如图：将q=,+,410,-9,C,的正电荷从A点移到B点需克服电场力做功,4,10,-7,J，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,-9,C,的正电荷从A点移到B点电场力做功,为,4,10,-7,J，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,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,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,、定义式：,与,E,P,=mgh,相类比,（,E,P,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,E,A,E,B,B,、电势,A,B,场强,E,A,E,pB,例与练,A,B,E,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,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,E,P,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q,1,=-2.0,10,-7,C从A点移到B点，电场力做了-4.0,10,-4,J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?,A,B,例与练,A,=2.010,3,J,AB,在电场中一条电场线上有A、B两点,如图所示，若将电荷q,1,=-2.0,10,-7,C从A点移到B点，电场力做了-4.0,10,-4,J的功。,(1)以B点为零电势点，,E,pA,、,A,等于多少?,(2)电场线的方向如何?,(3)如将电荷q,2,=+1.0,10,-7,C从A点移到B点，,A,等于多少?电场力做了多少功?,A,B,例与练,A,=2.010,3,J,AB,不变,W=2.010,-4,J,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,M,。,电场力做,负功,v,e,F,C,将带电量为,610,-6,C,的负电荷从电场中的,A,点移到,B,点，克服电场力做了,310,-5,J,的功，再从,B,移到,C,，电场力做了,1.210,-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,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,-4,J.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？,E,pA,=1.210,-4,J =1.210,4,V,=1.210,4,V,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,F,N,b,a,-,练习,.,如图所示,在同一条电场线上有,A,、,B,、,C,三点,将,的点电荷由,A,点移动到,B,点,电场力做什么功,?,做多少功,?,电势能变化了多少,?,在将该电荷由,B,点移到,C,点,电场力做什么功,?,做多少功,?,电势能变化了多少,?,A,B,C,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,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,