10.1 电势能和电势（课件）-2020-2021学年新教材高中物理必修三精品备课（新人教版）（共30张PPT）

新人教版 必修三 第十章 静电场中的能量 第1节 电势能和电势 新教材 新高考 问题：一个带正电的试探电荷在匀强电场中某点由静止释放，若只受静电力作用，将如何运动?速度如何变化？动能如何变化？ 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 思考：是什么能转化为试探电荷的动能呢? 新教材 新高考 曾经研究 类比：电荷在静电场中也会有势能吗？ 是电场力做功引起这种势能的变化吗？ 1、物体在重力场中具有重力势能。 功是能量转化的量度！！！ 2、重力做功引起物体重力势能的发生变化。 方法：如何研究电场能的性质？ 可否用研究重力场一样的方法来研究呢？ 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 重力做功的特点 问题：静电力做功的特点？ 新教材 新高考 一、电场力做功的特点 匀强电场 M E A B θ + q F 1.将正的检验电荷q从A沿直线移至B，求电场力的功： W = F·|AB| cosθ = q E·|AM| ？ 新教材 新高考 2.将正的检验电荷q从A沿折线移至B，求电场力的功： 对AM: W1 = q E ·|AM| 对MB: W2 = 0 对全程: W = W1 + W2= q E·|AM| 匀强电场 M E A B θ + + q F 新教材 新高考 3.将正的检验电荷q从A沿曲线移至B，求电场力的功： M θ E A B + q F W = W1 + W2 + W3 +… = q E·|AM| W1 = q E ·x1 W2 = q E ·x2 W3 = q E ·x3 … … … … x1 + x2 + x3 +…=? x1 x2 x3 …. …. …. …. xn 匀强电场 E A B M 新教材 新高考 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,与电荷的起始位置和终止位置有关 上述结论对任意电场都是成立的 总结： 新教材 新高考 二.电势能 电荷在电场中具有与其位置有关的能量叫电势能。 1.概念： E A B + q F 试探电荷q由A运动到B： ΔEk↑ ΔEp↓ 试探电荷q由A运动到AB中点： ΔEk↑ ΔEp↓ 思考：如何确定试探电荷在A点所具有的电势能？ O 新教材 新高考 1、电场力做正功，电势能减少，减少的电势能等于电场力做的功。 电场力做负功，电势能增加，增加的电势能等于克服电场力做的功。 2、电场力做的功等于电势能的减少量。 2.电场力做功与电势能的关系 类比重力做功与重力势能变化 3、电荷在某点的电势能，等于电场力把它从该点移动到零势能位置时所做的功。 新教材 新高考 二.电势能 电场力做正功，电势能减少； 电场力做负功，电势能增加。 EP 电荷在电场中具有与其位置有关的能量叫电势能 1.概念： 2.符号： 3.电势能与电场力做功的关系： 4.电势能是相对的，具体数值取决于零势能面的选取 5.电势能为电荷和电场构成的系统所共有。 6.电势能是标量。 别忘了，选取无限远或大地为零势能点哟！ 新教材 新高考 （1）带正电粒子从A运动到B，分析电场力的功和电势能的变化？ （2）如果从B运动到A，情况又如何？ （3）如果粒子带负电呢？ 判断电势能的变化 例题1 A B E + v A B E + v 静电力对电荷做正功，电势能减少 静电力对电荷做负功，电势能增加 新教材 新高考 同一电场中，在同样的两点间，移动正电荷与移动负电荷，电荷的电势能的增减是相反的。 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？A点电势能多大？ 电势能减少 E q A B 设B点的电势能 WAB = EPA－EPB =103J + (1) (2) (3) 例题2 解： 计算电势能 新教材 新高考 7.电荷在某点的电势能，等于把它从该点移动到零势能位置时静电力所做的功。 （通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或者把电荷在大地表面上的电势能规定为零） E q F A B + 新教材 新高考 有一电荷量q=-3×10-6C的点电荷,从电场中的A点移到B点时,克服静电力做功6×10-4J,从B点移到C点时静电力做功9×10-4J.问: 1.以B为零势能点，电荷A点时的电势能EPA1是多少? 2.如选取C点的电势能为零,则电荷A点时的电势能EPA2又是多少? 例题3 计算电势能 新教材 新高考 WAB=EPA-EPB=-6X10-4J EPA=-6X10-4J WBC=