电势能与电势-ppt课件

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,*,1-4 电势能和电势,1-4 电势能和电势,1,一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,电场中的能量,一个试探电荷在电场中某点由静止释放,将如何运动?E 在,2,B,M,A,F,q,W,甲,=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？,+,甲,乙,丙,沿甲路径电场力做功:,沿乙路径电场力做功:,沿丙路径电场力做功:,W,乙,=qE,|,AM,|,W,丙,=qE,|,AM,|,沿任意路径电场力做功:,W,任意,=qE,|,AM,|,一.静电力做功的特点,BMAFq W甲=F|AB|cos=qE|AM,3,一.静电力做功的特点,静电力做功,与路径无关,由,初末位置,来决定.,做功的过程是一个能量转化的过程。,重力做功的过程是重力势能转化为动能的过程.,那么电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢？,与重力做功情况相似。,一.静电力做功的特点静电力做功与路径无关,由初末位置来决定.,4,A,B,E,+,v,A,B,E,+,v,二.电势能,电荷在电场中也具有势能，这种势能叫,电势能,。,电势能符号：,手写体：,p,E,p,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,电荷的电势能增加.,ABE+vABE+v二.电势能电荷在电场中也具有势能，这种势,5,二.电势能,电场力对电荷做,正功,，电荷的电势能,减小,电场力对电荷做,负功,，电荷的电势能,增大,电场力做的功等于电势能的,减少量,二.电势能电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小电场力对电荷做,6,如图,在场强E=10,3,N/C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?,电势能减少,E,q,F,A,B,+,电荷在B点具有的电势能多大？,例题1：计算电势能,如图,在场强E=103N/C的匀强电场中,点电荷q=+1c从,7,W,AB,=E,PA,E,PB,=10,3,J,设A点的电势能,例题1：计算电势能,电荷在B点具有的电势能多大？,WAB=EPAEPB=103J设A点的电势能例题1：,8,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，等于静电力把它从该处移动到零势能位置所做的功。,W,AB,=E,PA,-E,P0,E,PA,=W,AB,二.电势能,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,9,电势能为,负,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.,2、电势能是电荷和电场所共有的，具有,系统性,1、电势能是,相对,的，与零电势能面有关,3、电势能是,标量,二.电势能,几点注意,电势能为负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,10,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,P初,-E,P末,W,电,=E,P初,-E,P末,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,11,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。,ABC,课堂小练,下列说法中正确的是（）ABC课堂小练,12,一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场力做了510,6,J的功，那么(),A电荷在B处时将具有510,6,J 的电势能,B电荷在B处将具有510,6,J 的动能,C电荷的电势能减少了510,6,J,D电荷的动能增加了510,6,J,CD,课堂小练,一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场力做了,13,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1.810,-5,J.,E,PC,=1.810,-5,J,E,PC,=-1.210,-5,J,E,PB,=310,-5,J,E,PA,=-310,-5,J,课堂小练,将带电量为610-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克,14,1.电场力能够对放入其中的电荷做功.所以电荷位于电场中具有能.这和能为电势能,3.电势能具有相对性,5.电场力做正功,电势能减少,电场力做负功,电势能增大,4.电势能是标量,但有正负,2.电势能由电荷和电荷在电场中的相对位置决定,课堂小结,1.电场力能够对放入其中的电荷做功.所以电荷位于电场中具有能,15,a和b为电场中的两点,如果把q=-2X10,-8,C的负电荷从a点移动到b点,电场力对该电荷做了4X10,-7,J的正功,则该电荷的电势能(),A.增加了4X10,-7,J B.增加了2X10,-7,J,C.减少了4X10,-7,J D.减少了8X10,-7,J,C,课堂小练,a和b为电场中的两点,如果把q=-2X10-8C的负电荷从a,16,如图所示,在等量正点电荷形成的电场中,它们连线的中垂面ab上,有一电子,从静止开始由a运动到b的过程中(a、b相对O对称),下列说法正确的是(),A.电子的电势能始终增多,B.电子的电势能始终减少,C.电子的电势能先减少后增加,D.电子的电势能先增加后减少,C,O,a,b,+,+,-,课堂小练,如图所示,在等量正点电荷形成的电场中,它们连线的中垂面ab上,17,如图所示，点电荷的静电场中电场线用实线表示，但其方向未标明，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹。a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受到电场力作用，根据此图可作出正确判断的是(),A.带电粒子所带电荷的性质,B.带电粒子在a、b两点的受力方向,C.带电粒子在a、b两点的速度何处较大,D.带电粒子在a、b两点的电势能何处较大,BCD,a,b,课堂小练,如图所示，点电荷的静电场中电场线用实线表示，但其方向未标明，,18,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点的加速度一定,在b点的加速度。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”）。,N,b,a,小于,大于,F,-,课堂小练,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,19,一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图虚线所示,电场方向竖直向下.若不计空气阻力,则此带电油滴从a运动到b的过程中,能量变化情况为(),A.动能减小,B.电势能增加,C.动能和电势能之和减少,D.重力势能和电势能之和增加,E,a,b,C,课堂小练,一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图虚线所示,电场方向竖直,20,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,A,B,E,电势能的大小是与试探电荷的电性和电量q都有关，故不能用“电势能”来描述电场的能的性质。,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,21,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。,设E,P0,=0,该比值称为A点的,电势,零势能,参考点,A0lE-该比值是一个与q无关，仅与电场及A点的位置有关的,22,电势,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：,（E,P,及q含符号）,电势能,类比,重力势能,电势,高度,电势1、定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量,23,3、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,电势,3、单位：伏特，符号为V,24,6.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？,电势,A,B,E,减少,减少,6.沿电场线(场强)方向电势越来越低如何比较电势的高低？电,25,如果把q=1.010,-8,C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？,课堂小练,如果把q=1.010-8C的电荷从无穷远处移至电场中的A点,26,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,课堂小练,A,B,E,BC,如图所示，电场中有A、B两点，则下列说法中正确的是（,27,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,类比,（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,（3）等势面密处场强大、电场线密，等势面疏处场强小、电场线疏,（4）不同等势面在空间不相交、不相切,2、等势面的特点：,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,28,几种常见的等势面,类比地理等高线,点电荷的等势面,几种常见的等势面类比地理等高线点电荷的等势面,29,几种常见的等势面,等量异种点电荷的等势面,几种常见的等势面等量异种点电荷的等势面,30,等量同种点电荷的等势面,几种常见的等势面,等量同种点电荷的等势面几种常见的等势面,31,几种常见的等势面,一头大一头小的导体的等势面,等势面越密集的地方，电场强度越大。,几种常见的等势面一头大一头小的导体的等势面等势面越密集的地方,32,几种常见的等势面,匀强电场的等势面,几种常见的等势面匀强电场的等势面,33,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,CD,课堂小练,关于等势面，正确的说法是（）CD课堂小练,34,课堂小练,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,1,、,2,、,3,，A、B、C是某电场线与这簇等势面的交点，且ab=ac.现将一负电荷由a移到b，电场力做正功W,1,；再由b移至C，电场力做正功W,2,则（）,A.W,1,=W,2,，,1,2,3,B.W,1,=W,2,，,1,2,3,C.W,1,W,2,，,1,2,3,D.W,1,W,2,，,1,2,3,C,1,2,3,课堂小练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,35,