高二物理选修3-1.1.4 电势能和电势 LI

第四节电势能和电势cosWFL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WG与重力势能变化的关系12GPPPWEEE(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+MAFөq+WAB=F·|AB|cosθ=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：dAB+qELcosWqEdqEl电＝cosWqEdqEl电＝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.ABE+vABE+v如果是负电荷情况相同二、电势能PBPAABEEW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?CNE310电荷在B点具有的电势能多大？电势能减少JWAB310EqFAB设A点的电势能0PAEWAB=EPA－EPB=103JJJWEEABPAPB3310100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，具有系统性电场力做正功，电势能减少；电势能与重力势能类比电场力做负功，电势能增加。与重力做功跟重力势能变化关系相类比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EPEp由物体和地面间的相对位置决定EP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=EP1-EP2W电=EPA-EPB1、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BC课堂训练：2、把电量q1=5×10-5C的电荷从电场中的A点移到B点，电场力做功W1=10-3J，则电荷q1在A、B两点的电势能EA1与EB1之差EA1-EB1=________J；若把q2=-1×10-4C的电荷从A点移到B点，电场力做功W2=_______J，电荷q2从A到B电势能的变化量为多少？10-3J-2×10-3J3、将带电量为6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了3×10-5J的功，再从B移到C，电场力做了1.2×10-5J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1.8×10-5J.EPC=1.8×10-5JEPC=-1.2×10-5JEPB=3×10-5JEPA=-3×10-5JA0lθE+cos0qElWAcosqElEPAcosElqEPA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EP0=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qEP1V=1J/C1.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q1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q1换成试探电荷q2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).1qE1qE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.cq6102解:场外一点P的电势为0pJWEPA5104VVqEPAA2010210465从PA,电场力做的功PAEW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abcACabcKLMN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W1，若由c经b移动到d电场力做正功W2，则：2121212121212121....，，，，WWDWWCWWBWWA123cabdD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1.5×10-8s打到对面极板上，求该电场的电场强度。（电子质量m=9.1×10-31kg）CNE/1013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θ。要使电场的场强最小，该电场场强的方向怎样？大小如何？Oq垂直悬线斜向上方qmgEsin