人教版高中物理选修3-1：1.4电势能和电势_课件(1)

第4节电势能和电势(1)第一章静电场复习回顾cosWFL1、功的计算：2、重力做功有什么特点？zxxk(1)与路径无关,由初末位置的高度差来决定.(2)WG与重力势能的关系.12GPPPWEEE(3)重力势能是相对的,有零势能面.(人为选定)功是能量转化的量度！一、静电力做功的特点正电荷q在电场强度为E的匀强电场中由A运动到M电场力做功吗？做了多少功？Eqq受力吗？多大？AMW=qE·｜AM｜F求试探电荷＋q沿直线AB移动到B时电场力做的功：E+qABMcosWFABqEAMFE+qABWqEAMM如图所示，试探电荷q在点电荷Q产生的电场中，沿不同路径从A点移到B点：①先沿圆弧从A到，再沿直线到B；②先沿直线从A到，再沿圆弧到B。两种情况下电场力做功有什么关系？说说你的理由。BBBABAAA21结论：在电场中移动电荷时，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。(对于匀强和非匀强电场都适用)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？例题1：关于电场力做功，下列说法正确的是（）A、电荷q从电场中的A点运动到B点，路径不同，电场力做功一定相同B、电荷q从电场中的A点运动到B点与从B点运动到A点，电场力做功相同C、正电荷沿电场线方向移动，电场力一定做正功D、电荷与电荷从电场中的A点运动到B点，电场力做功相同思考：在匀强电场E中，质量为m的电荷由A点静止释放，沿电场方向运动距离到达B点，不计重力，电荷到达B点时的动能多大？从能量守恒的角度考虑，电荷的动能是从哪里来的？二、电势能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）电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能，叫电势能。物体被举高具有重力势能。1、电荷在电场中具有电势能。重力对物体做正功，物体的重力势能减小2、电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小重力对物体做负功，物体的重力势能增大3、电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大12GPPPWEEE重力做多少功，物体重力势能就变化多少。4、电场力做多少功，电荷电势能就变化多少。重力势能是相对的，与零势能面有关5、电势能是相对的，与零电势能面有关ABPAPBPWEEE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重力势能是物体和地球所共有的，具有系统性6、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性7、电势能是标量学科网由此可见，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。尽管重力做功与电场力做功很相似，但还是存在很大差异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—存在两种电荷例2、1.类比重力做功与重力势能变化的关系，静电力做正功，电势能如何变化？静电力做负功，电势能如何变化？2．静电力做功与电势能变化有怎样的数量关系？3．电势能具有相对性，有正负之分．通常电势能零点是如何规定的？4．电荷在某点的电势能与电荷从该点移动到零势能位置电场力做的功是什么关系？思考：（1）当正电荷顺着电场线运动时，静电力做什么功？电势能是增加还是减少？（2）当负电荷顺着电场线运动时，静电力做什么功？电势能是增加还是减少？例4：取无穷远为零电势能位置，下列四个图中，点电荷q的电势能为正值的是（）电场的力的性质我们必须用场强E来描述，那么电场的能的性质我们又应该用什么物理量来描述呢？能否用“电势能”呢？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试探电荷无关。而电势能的大小是与试探电荷的电量q有关的（因q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“电势能”来描述电场的能的性质，我们引入一个新的物理量——“电势”来表示它。电势：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+q放在电场中某处A或B。它们在电场力F的作用下均移至无限远处。则有：WAWB那么怎样去衡量电场的能的性质、怎样去定义“电势”呢？+·A·BEpA-0EpB-0qEqEBpApqEqEBpAp同理可知：若试探电荷为-q，也有：也就是说，比值EpA/q的大小与试探电荷的正负及电量q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。三.电势电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值2.公式:qEP3.单位:伏特符号为V1V=1J/C三.电势1.定义: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EP,q,都带正负号。1.沿着电场线方向,电势将怎样变化?1.电场线指向电势降低的方向2.如何确定电场中某点的电势?(提示:类比于电势能的确定.)1.电场线指向电势降低的方向2.与电势能的情况相似,应先确定电场中某点的电势为零.(通常取离场源电荷无限远处或大地的电势为零.)例3.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J5104解:设场外一点P的电势为0pJWEPA5104VVqEPAA2010210465从PA,电场力做的功PAEW点评:电势的确定首先要确定零电势处,且电势可以为负.3.电势为负数时,负号表示方向吗?1.电场线指向电势降低的方向2.与电势能的情况相似,应先确定电场中某点的电势为零.(通常取离场源电荷无限远处或大地的电势为零.)3.电势是标量,只有大小,没有方向.(负电势表示该处的电势比零电势处电势低.)思考在上面关于电势能和电势的讨论及插图中,我们一直把试探电荷q当作正电荷处理.请把q当做负电荷,重复以上讨论.其结果与上面的结果是否一致?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?组卷网cq6106VA5VC20BABC