电势能和电势.ppt

1、电势能和电势电势能和电势复习回顾复习回顾1、功的计算：、功的计算：2、重力做功有什么特点？、重力做功有什么特点？(1)与路径无关与路径无关,由初末位置的高度差来决定由初末位置的高度差来决定.(2)WG与重力势能的关系与重力势能的关系.(3)重力势能是相对的重力势能是相对的,有零势能面有零势能面.(人为选定人为选定)重力势能具有系统性重力势能具有系统性功是能量转化的量度！功是能量转化的量度！回顾电场：你能说出有关电场的内容吗？回顾电场：你能说出有关电场的内容吗？电场是物质存在的一种形式，在电荷的周围存在电电场是物质存在的一种形式，在电荷的周围存在电场。场。场的物质性场的物质性电场和实物（即由原子

2、、分子等组成的物质）一样，电场和实物（即由原子、分子等组成的物质）一样，具有力的性质和能的性质具有力的性质和能的性质描述电场的力的性质描述电场的力的性质引入电场强度引入电场强度E描述电场的能的性质描述电场的能的性质引入引入？思考：在光滑绝缘的水平面上一个思考：在光滑绝缘的水平面上一个试探电荷试探电荷在在电场中电场中某点由静止释放某点由静止释放,将如何运动将如何运动?E在电场力作用下在电场力作用下电荷做加速运电荷做加速运动动,一段时间后获得一定的一段时间后获得一定的速度速度,试探电荷的试探电荷的动能动能增加增加.+F提出问题：提出问题：什么力做功使试探电荷的动能增大什么力做功使试探电荷的动能增大

3、?我们首先来研究我们首先来研究电场力做功电场力做功的问题的问题一、静电力做功的特点一、静电力做功的特点 正电荷正电荷q在电场在电场强度为强度为E的匀强的匀强电场中由电场中由A运动运动到到M电场力做功电场力做功吗？做了多少功吗？做了多少功？E+qq受力吗？多大？AMW=qEAMF FM（二）静电力做功有什么特点（二）静电力做功有什么特点?EW=F|AB|cos=q Eq E|AM|AM|1.1.将电荷将电荷q q从从A A沿直线移至沿直线移至B:B:AB+q q+q qFMEAB2.2.将电荷将电荷q q从从A A沿折线移至沿折线移至B:B:对对AM:W1=q E|AM|对对MB:W2=0对全程

4、对全程:W=W1+W2=q E|AM|+q qF+q qF3.3.将电荷将电荷q q从从A A沿曲线移至沿曲线移至B:B:MEAB+q qFEAB+q qF+q qF+q qF+q qFW=WW=W1 1+W+W2 2+W+W3 3+=q E=q E|AM|AM|W1=q E x1W2=q E x2W3=q E x3 Mx1+x2+x3+=?X1x2结论：结论：在在匀强电场匀强电场中移动电荷时，静电力做的功中移动电荷时，静电力做的功与电荷的与电荷的起始位置和终止位置起始位置和终止位置有关，但与有关，但与电荷经过的电荷经过的路径路径无关。无关。(对于非匀强电场也适用对于非匀强电场也适用)这与什么

5、力做功相似呢？将将+q由由A移移到到B的过程电的过程电场力对电荷做场力对电荷做功为：功为：将将-q由由A移到移到B的过程，电场的过程，电场力对电荷做功为：力对电荷做功为：dAB+qEL做功的过程是一个做功的过程是一个能量转化的过程，能量转化的过程，那么电场力做功的那么电场力做功的过程是什么能转化过程是什么能转化为什么能呢？为什么能呢？二、电势能二、电势能电场力做功与电势能有什么关系？（联系重力电场力做功与电势能有什么关系？（联系重力做功与重力势能的关系）做功与重力势能的关系）电荷在电场中具有的与电荷位置有关的电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能，叫能，叫电势能电势能。物体被举高具有重力势能。物

6、体被举高具有重力势能。1、电荷在电场中具有电势能。、电荷在电场中具有电势能。重力对物体做正功，物体的重力势重力对物体做正功，物体的重力势能减小能减小 2、电场力对电荷做正功，电荷的电势、电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小能减小 重力对物体做负功，物体的重力重力对物体做负功，物体的重力势能增大势能增大 3、电场力对电荷做负功，电荷的电势能、电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大增大 重力做多少功，物体重力势能重力做多少功，物体重力势能就变化多少。就变化多少。4、电场力做多少功，电荷电势能就变、电场力做多少功，电荷电势能就变化多少。化多少。重力势能是相对的，与零势能面有关重力势能是相对的，与零势能

7、面有关5、电势能是相对的，与零电势能面有关、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通常把电荷在离场源电荷无限远处无限远处的电势的电势能规定为能规定为零零，或把电荷在，或把电荷在大地表面大地表面上电势上电势能规定为能规定为零零。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重力势能是物体和地球所共有的，具重力势能是物体和地球所共有的，具有系统性有系统性6、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性性7、电势能是标量、电势能是标量由此可见，电场力做功与重力做功，电势能

8、由此可见，电场力做功与重力做功，电势能与重力势能都很相似，所以大家在学习电势与重力势能都很相似，所以大家在学习电势能过程中应该多联系重力做功与重力势能的能过程中应该多联系重力做功与重力势能的关系帮助理解电势能。关系帮助理解电势能。尽管重力做功与电场力做功很相似，但还是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很大差异正电荷顺电场线移动，正电荷顺电场线移动，电场力做正功，电势能减少电场力做正功，电势能减少 负电荷顺电场线移动，负电荷顺电场线移动，电场力做负功，电势能增加电场力做负功，电势能增加 正电荷逆电场线移动，正电荷逆电场线移动，电场力做负功，电势能增加电场力做负功，电势能增加

9、负电荷逆电场线移动，负电荷逆电场线移动，电场力做正功，电势能减少电场力做正功，电势能减少存在两种电荷存在两种电荷存在两种电荷存在两种电荷正正电荷在电荷在高电势高电势处处电势能大，电势能大，负负电荷电荷在在低电势低电势处电势能处电势能大大讨论讨论:下列电荷在电场中移动时下列电荷在电场中移动时,静电力做什么功静电力做什么功?电荷的电势能如何变化电荷的电势能如何变化?EABAB+若在电场中移动的是负电荷呢若在电场中移动的是负电荷呢?FF+E-FFABEEABABEABE例例1、请判断下面几种情况下，电场力做功的正负。、请判断下面几种情况下，电场力做功的正负。E1、2、3、4、5、只受电场力只受电场力

10、AB带电粒子从带电粒子从A运动到运动到B。例例2：A和和B为电场中某条电场线上的点，为电场中某条电场线上的点，如图：将如图：将q=410-9的正电荷从的正电荷从A点移到点移到B点点需克服电场力做功需克服电场力做功5 10-7J，则，则 电场方向由电场方向由AB还是还是BA？电荷在哪点时电势能大？大多少？电荷在哪点时电势能大？大多少？AB6.如图所示，点电荷的静电场中电场线用实线如图所示，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。该电场区域时的运动轨迹。a、b是轨迹上的两点。是轨迹上的两点。若带电粒

11、子在运动中只受到电场力作用，根据此图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可作出正确判断的是()A.带电粒子所带电荷的性质带电粒子所带电荷的性质B.带电粒子在带电粒子在a、b两点的受力方向两点的受力方向C.带电粒子在带电粒子在a、b两点的速度何处较大两点的速度何处较大D.带电粒子在带电粒子在a、b两点的电势能何处较大两点的电势能何处较大EabBCD如图所示，一条竖直线上有C、D两点，将某带电粒子从C由静止释放，到D点时速度为零，则下面说法可能的是（）A.沿电场线从C、D，电场强度逐渐减小 B.沿电场线从C、D，电场强度逐渐增大 C.C 点的电势可能比D点 高也可能比D点

12、低 D.粒子从C运动到D的过程中，电势能先增加后减小CCDD一带电油滴在匀强电场一带电油滴在匀强电场E E中的运动轨迹如图虚中的运动轨迹如图虚线所示线所示,电场方向竖直向下电场方向竖直向下.若不计空气阻力若不计空气阻力,则此则此带电油滴从带电油滴从a a运动到运动到b b的过程中的过程中,能量变化情况为能量变化情况为()A.A.动能减小动能减小B.B.电势能增加电势能增加C.C.动能和电势能之和减少动能和电势能之和减少D.D.重力势能和电势能之和增加重力势能和电势能之和增加EabC 电场的电场的力的性质力的性质我们必须用我们必须用场强场强E E来描述，那来描述，那么电场的么电场的能的性质能的性

13、质我们又应该用什么物理量来描我们又应该用什么物理量来描述呢？能否用述呢？能否用“电势能电势能”呢？呢？电场的能的性质也是电场本身的一种属性，电场的能的性质也是电场本身的一种属性，它只能由场源本身所决定，而与电场中有无放入它只能由场源本身所决定，而与电场中有无放入试探电荷无关。而电势能的大小是与试探电荷的试探电荷无关。而电势能的大小是与试探电荷的电量电量q q有关的（因有关的（因q q越大，其所受电场力就越大，越大，其所受电场力就越大，具有的做功本领大，电势能也就大），故不能用具有的做功本领大，电势能也就大），故不能用“电势能电势能”来描述电场的能的性质，我们引入一来描述电场的能的性质，我们引入

14、一个新的物理量个新的物理量“电势电势”来表示它。来表示它。电势：电势：描述电场的能的性质的物理量。描述电场的能的性质的物理量。如图所示，设想把一试探电荷如图所示，设想把一试探电荷+q+q 放在电场中放在电场中某处某处A A或或B B。它们在电场力。它们在电场力F F的作用下均移至无的作用下均移至无限远处。则有：限远处。则有：W WA AWWB B那么怎样去衡量电场的能的性质、怎样去定义那么怎样去衡量电场的能的性质、怎样去定义“电势电势”呢呢？+ABEpA-0EpB-0同理可知：若试探电荷为同理可知：若试探电荷为-q-q，也有：，也有：也就是说，比值也就是说，比值E EpApA/q/q的大小与试

15、探电荷的正负及电量的大小与试探电荷的正负及电量q q均无关，只与电场中该点在电场中的位置有关，故其可均无关，只与电场中该点在电场中的位置有关，故其可衡量电场的性质。衡量电场的性质。三三.电势电势电荷在电场中某一点的电势能与电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值它的电荷量的比值2.公式公式:3.单位单位:伏特伏特 符号为符号为V1 V=1 J/C三三.电势电势1.定义定义:对电势的理解 1：沿着电场线的方向电势在降低：沿着电场线的方向电势在降低2：电势的相对性：某点电势的大小是相对于：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，一零点电势而言的。零电势的选择是

16、任意的，一般选地面和无穷远为零势能面。般选地面和无穷远为零势能面。:3：电势的固有性：电场中某点的电势的大小：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。放什么电荷无关。4：电势是标量：电势是标量5：计算时：计算时EP,q,都带正负号。都带正负号。下列说法正确的是下列说法正确的是()A.沿电场线方向场强逐渐减小沿电场线方向场强逐渐减小B.沿电场线方向电势逐渐降低沿电场线方向电势逐渐降低C.沿电场线方向电势逐渐升高沿电场线方向电势逐渐升高D.沿电场线方向移动电荷电势能逐渐减少沿电场线方向移动电荷电势能逐渐减少下列关于电场性质的说法下列关于电场性质的说法,正确的是正确的是()A.电场强度大的地方电场强度大的地方,电场线一定密电场线一定密,电势也一定高电势也一定高B.电场强度大的地方电场强度大的地方,电场线一定密电场线一定密,但电势不一定但电势不一定高高C.电场强度为零的地方电场强度为零的地方,电势一定为零电势一定为零D.电势为零的地方电势为零的地方,电场强度一定为零电场强度一定为零BB如图所示如图所示,