人教版物理选修3-1　1.4电势能和电势 (共31张PPT)

四、电势能和电势 知识目标 1 认识电场力做功的特点； 2 分析电场力做功引起的能量变化，理解电势能概念及其性质； 3 知道电势的定义方法及其定义式，并会使用它分析相关问题； 4 理解“沿着电场线的方向电势越来越低”的这一结论； 5 知道等势面，理解等势面与电场线之间的关系。 （1） 做功的定义是：力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小，和力与位移夹角的余弦这三者的乘积；公式是：W=Flcosθ ，单位是：焦耳；做功是能量变化的量度； （2）动能是指由于物体运动所具有的能量，定义式是Ek=1/2mv^2 ；动能定理：力对物体所做的功等于物体动能的变化量；公式为 W=Ek2-Ek1； （3）势能是指相互作用的物体凭借其位置所具有的能量； （4）重力做功的特点是：重力对物体所做的功，只跟它的起点和终点的位置有关，与具体路径无关；重力对物体做功是重力势能变化的量度，公式是：W=mgh1-mgh2 ；重力势能的定义式是：Ep=mgh ，重力势能具有相对性，重力势能差值具有绝对性。 （5）能量守恒定律：能量既不能产生，也不能消亡，它只能从一个物体转移给另一物体，或者由一种能量形式转变为另一能量形式，而变化过程中总的能量保持不变。 知识回顾 问题：静电力做功有什么特点? W = F·|AB| cosθ = q E·|AM| 1.将电荷q从A沿直线移至B: M E A B ө + q + q F 2.将电荷q从A沿折线移至B: 对AM: W1 = q E ·|AM| 对MB: W2 = 0 对全程: W = W1 + W2= q E·|AM| M ө E A B + q F + q F 3.将电荷q从A沿曲线移至B: W = W1 + W2 + W3 +… = q E·|AM| W1 = q E ·x1 W2 = q E ·x2 W3 = q E ·x3 … … … … x1 + x2 + x3 +…=? X1 x2 M A B ө E + q F + q F E A B + q F + q F + q F M （一）、 静电力做功的特点： 在匀强电场中移动电荷时,静电力做的功 与电荷经过的路径无关,与电荷的起始位置和 终止位置有关 。 这个结论虽然是从匀强电场推导出来的，但它也可适用于 非匀强电场 （二）、电势能 1. 因为在电场中移动电荷时静电力做功与移动 路径无关,所以电荷在电场中有电势能(Ep) WAB = EPA - EPB 静电力做的功等于电势能的减少量. 2.静电力做功与电势能变化的关系 即：电场力做正功，电荷的电势能减小；电场力做负功，电荷的电势能增加。电场力做了多少的功，电势能就变化多少，在只受电场力作用下，电势能与动能相互转化，而他们的总量保持不变。 （二）、电势能 1. 因为在电场中移动电荷时静电力做功与移动 路径无关,所以电荷在电场中有电势能(Ep) 和计算重力势能一样，必须选参考点，也就是电势能的数值是相对于参考位置来说的，所谓参考位置也就是为了研究电势能而选定电势能为零的位置。 3、电势能的大小 说明： （1）电势能也具有相对性，选择不同的参考面（其电势能为零）同一电荷在同一位置所具有的电势能就不同。 一般规定离场源电荷无限远处的电势能规定为零 对无限远的理解： 在静电问题中，如果离场源电荷已经很远，以至于试探电荷已经不能探测到电场了，这点就可以算无限远 （2）电势能也具有系统性，是电荷和电场这个系统所共同具有的。 （3）电荷在电场中某点的电势能的大小与零电 势能点的选取有关，但电荷在某两点之间的电势能之差与零电势能点的选取无关。 (4)电势能是标量。电势能有正、负之分，当电荷的电势能为正值时，它就比在零电势能位置的电势能大；为负值时，它就比在零电势位置的电势能小。 问题一：判断电荷在电场中A、B两点具有电势能的高低 将电荷由A点移到B点根据电场力做功情况判断，电场力做正功，电势能减小，电荷在A点电势能大于在B点的电势能，反之电场力做负功，电势能增加，电荷在B点的电势能小于在B点的电势能。 问题二：某点电势能的计算 如图,在场强E= 103N/C的匀强电场中,点电荷q=+1c从A移动到B,AB相距L=1m,（1）静电力做功为多少?电势能如何变化? （2）电荷在A点，B点的电势能为多少呢？ （3）若规定EPB=0,则EPA=? （4）若规定EPA=0,则EPB=? 结论：电荷在某点电势能在数值上等于把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功。 电荷在电场中某一点的电势能与 1 V = 1 J/C （三）、电势 1. 定义: 它的电荷量的比值 公式: 单位: 伏特(V) (计算时要代入正负号) 电势由电场本身决定，与放入的电荷无关