1.4电势能和电势—人教版高中物理选修3-1课件(共34张PPT)

1.4电势能和电势 第一章 静电场 一、静电力做功的特点 导学探究 (1)如图1所示，试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中，沿直线从A移动到B，静电力做的功为多少？若q沿折线AMB从A点移动到B点，静电力做的功为多少？ 静电力F＝qE，静电力与位移夹角为θ，静电力对试探电荷q做的功W＝F·|AB|cos θ＝qE·|AM|.在线段AM上静电力做的功W1＝qE·|AM|，在线段MB上静电力做的功W2＝0，总功W＝W1＋W2＝qE·|AM|. 答案 图1 (2)若q沿任意曲线从A点移动到B点，静电力做的功为多少？由此可得出什么结论？ W＝qE·|AM|.电荷在匀强电场中从不同路径由A点运动到B点，静电力做功相同.说明静电力做功与路径无关，只与初、末位置有关. 答案 一.静电力做功的特点 (1)静电力做功的特点：静电力对某电荷所做的功，与该电荷的电荷量 (填“有关”或“无关”)，与电荷经过的路径 (填“有关”或“无关”)，该结论在任何电场中均成立. (2)静电力做功与 做功相似，只要初、末位置确定了，移动电荷q做的功就是确定值. 有关 无关 重力 (3)对于非匀强电场也适用 导学探究 (1)物体从高处向低处运动，重力做什么功？物体的重力势能如何变化？重力做功和物体的重力势能变化有什么关系？ 答案 重力做正功　重力势能减少　WG＝Ep1－Ep2 (2)正电荷顺着电场线移动，电场力做什么功？电荷的电势能如何变化？负电荷顺着电场线移动，电场力做什么功？电荷的电势能如何变化？电场力做功与电势能的变化有什么关系？ 答案 电场力做正功　电势能减少　电场力做负功　电势能增加　W电＝Ep1－Ep2 二.电势能 静电力做正功，电势能______； 静电力做负功，电势能 . 1.电势能：电荷在 中具有的势能，用Ep表示. 2.静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于电势能的 .表达式：WAB＝ . 减少量 增加 电场 EpA－EpB 减少 二.电势能 【牛刀小试】. 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? 电荷在A点具有的电势能多大？ 电势能减少 E q F A B 设B点的电势能 WAB = EPA－EPB =103J + 电荷在B点具有的电势能多大？ 设A点的电势能 WAB = EPA－EPB =103J 3.电势能的大小：电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到_____ _________时静电力做的功. 4.电势能具有相对性 电势能零点的规定：通常把电荷在离场源电荷 处或把电荷在 上的电势能规定为零. 零势 能位置 无限远 大地表面 5.电势能是相对的，与零势能面的选择有关。 6.电势能为负表示电荷在该处的电势能比零还要小. 7.电势能是标量 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EP Ep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 电场力做功，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-EP2 W电 = EPA-EPB 导学探究 如图2所示的匀强电场，场强为E，取O点为零势能点，A点距O点为l，AO连线与电场线的夹角为θ.把电荷量分别为q和2q的试探电荷由A点移到O点，电场力做功分别是多少？电荷q、2q在A点的电势能各为多少？电势能与电荷量的比值各是多少？ 答案 WAO1＝Eqlcos θ，WAO2＝2Eqlcos θ，由EpA＝WAO知，电荷量为q和2q的试探电荷在A点的电势能分别为Eqlcos θ、2Eqlcos θ；电势能与电荷量的比值相同，都为Elcos θ. 图2 二.电势 三.电势能 (1)定义及公式：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的 ，即φ＝ ，单位为 ，符号为 . (2)电势高低的判断：沿着电场线的方向电势逐渐 . (3)电势的标量性：电势是 量，只有大小，没有方向，但有正、负之分，电势为正表示比零电势 ，电势为负表示比零电势 .