10.1电势能和电势 课件-2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第三册

电势能和电势 一个试探匀强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 + F 从能量转化的角度思考： 物体动能增加了，意味着有另外一种形式的能量减少了。 F ө q 把正电荷沿不同路径从A点移到B电场力做功？ + B A 甲 M 乙 W甲= F·|AB|cosθ=qE·|AM| 沿甲路径电场力做功: 丙 沿乙路径电场力做功: W乙= qE·|AM| 沿丙路径电场力做功: W丙= qE·|AM| 沿任意路径电场力做功: W任意=qE·|AM| 丁 1、静电力做功 微元法 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。 对于非匀强电场也适用 一、静电力做功的特点 1．特点：在匀强电场中移动电荷时，静电力所做的功与电荷的____________和____________有关，与电荷经过的路径________。 2．匀强电场中静电力做功的大小：W＝____________ ，其中l为电荷____________移动的位移。 起始位置 终止位置 无关 qE·l 沿电场线 1、静电力做功 由于移动电荷时静电力做的功与移动的路径无关，电荷在电场中具有跟位置相关的能，这种能叫做电势能，用EP表示。 2、电势能 （1）概念：电荷在________中具有的势能。用Ep表示。 电场 （2）零势能点（面）：电场中规定的电势能为______的位置，通常把离场源电荷____________或____________的电势能规定为0。 0 无穷远处 大地表面 2、电势能 （3）电势能的变化量：电势能的变化由电场力做功体现。 当WAB为正值时,Ep A > Ep B，表明静电力做______，电势能_____； 当WAB为负值时,Ep A < Ep B ，表明静电力做_____，电势能_____。 正功 减少 负功 增加 （4）电势能的大小： 在（3）的理解上我们可以认为：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。 零势能位置 2、电势能 （5）电势能的特性： 相对性：与零电势能面有关 系统性：电势能是相互作用的________所共有的，或者说是电荷及对它作用的________所共有的。 标量：只有大小，没有方向。 （电势能有正负，正负表大小） 电荷 电荷 电场力做正功，电势能减少； 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 2、电势能 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-EP2 W电 = EPA-EPB 类比猜想 正电荷从A点移到B点时,静电力做正功,电荷的电势能减少. 正电荷从B点移到A点时,静电力做负功,即电荷克服静电力做功,电荷的电势能增加. A B E + v A B E + v 尽管重力做功与电场力做功很相似，但还是存在一定的差异----因为电场中运动的有两种电荷（正电荷、负电荷） 类比猜想 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 不同电性的电荷在同一电场中做完全相同的运动，其电势能的变化情况不同。 2、电势能 （6）对电势能的理解： 电势能的大小取决于零势能位置的选取；而某电荷在电场中两点的电势能之差与零势能位置无关。 要确定电荷在电场中的电势能，应先规定电场中的零势能位置。 （可记：正点电荷的电场中，正试探电荷的电势能始终为正，负试探电荷的电势能始终为负； 负点电荷的电场中，正试探电荷的电势能始终为负，负试探电荷电势能始终为正。） 例题与练习 例1、右图中MN为电场中某一条电场线方向向右，在线取点a、b ，今将一电荷＋q，从a移到b则（ ） A.电场力做正功，＋q的电势能增加； B.电场力做负功，＋q的电势能增加； C.电场力做正功，＋q的电势能减少； D.电场力做负功，＋q的电势能减少。 C 若q为负点电荷呢？ 例2、A和B为电场中某条电场线上的点，c将q=4×10-9的正电荷从A点移到B点需克服电场力做功5×10-7J，则： ⑴电场方向由A→B还是B→A？ ⑵电荷在哪点时电势能大？大多