1.4 电势能和电势-【点石成金系列】2021-2022学年高中物理课件（人教版选修3-1）

§1.4 电势能和电势 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？ 用类比法研究电场能的性质 重力场 电场 类 比 1.与路径无关,由初末位置的高度差来决定。 1.静电力做功与电荷经过的路径关系如何？？？ 2.重力做功WG与重力势能变化的关系： 3.重力势能:等于将物体由该点移至零势能点重力所做的功。 2.静电力做功W电与电势能变化的关系如何？？？ 3.某一点电势能如何规定？？？ B M A F ө q 匀强电场中，把正电荷沿不同路径从A点移到B静电力做功？ + 甲 乙 丙 一.静电力做功的特点 M E W = F·|AB| cosθ = q E·|AM| 甲.将电荷q从A沿直线移至B: A B ө + q + q F M ө E A B 乙.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| + q F + q F 3.将电荷q从A沿曲线移至B: M ө E A B + q F E A B + q F + q F + q F + q F W = W1 + W2 + W3 +… = q E·|AM| W1 = q E ·x1 W2 = q E ·x2 W3 = q E ·x3 … … … … M x1 + x2 + x3 +…=? X1 x2 W= q E·|AM| E M 1.将电荷q从A沿直线移至B: A B θ + q F M ө E A B + q F 2.将电荷q从A沿折线移至B: W = q E·|AM| + 0 问题：静电力做功的特点 3.将电荷q从A沿曲线移至B: M θ E A B + q F W1 = q E ·x1 W2 = q E ·x2 W3 = q E ·x3 … … … … W = W1 + W2 + W3 +… = q E·|AM| 用匀强电场分析： E A B + q F F + F + F M x1 x2 B M A F ө q W甲= F·|AB|cosθ=qE·|AM| 匀强电场中，把正电荷沿不同路径从A点移到B电场力做功 + 甲 乙 丙 沿甲路径静电力做功: 沿乙路径静电力做功: 沿丙路径静电力做功: W乙= qE·|AM| W丙= qE·|AM| 沿任意路径静电力做功: W任意=qE·|AM| 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,只与电荷的起始位置和终止位置有关。 ★此结论对于非匀强电场也适用 结论 这与什么力做功像似呢？ 例如：点电荷激发的电场是非匀强电场，把试探电荷+q从A经不同路径移动到B，静电力做功相同。 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： d A B +q E L 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？ h 回顾重力做功的特点? A B C mg mg mg 1.在这三种情况下重力做功的关系？ 3.可以引进重力势能的概念。 2. 4.类比可以给出电势能的概念。 A B + + A B － － １、定义：电荷在电场中受到电场力而具有的与位置有关的势能叫做电势能。 （电荷在某点的电势能，等于把它从这个点移动到零势能位置时静电力做的功） ２、标量：有正负，表大小 二.电势能（ Ep ） 定义式：EpA=WA 0 例如：EpA=3J 比0势能点多3J EpB=-3J 比0势能点低3J EpA ＞ EpB 负电荷逆着电场线移动，电场力做正功，电势能减少 ２、电场力做功改变电势能 正电荷顺着电场线移动，电场力做正功，电势能减少 正电荷逆着电场线移动，电场力做负功，电势能增加 负电荷顺着电场线移动，电场力做负功，电势能增加 ３、电场力做的功等于电势能的减少量 WAB = EPA - EPB = -ΔEP （增量的负值） 静电力对电荷做正功,电荷的电势能减少； 静电力对电荷做负功,电荷的电势能增加。 问题:如图所示，电荷在电场中从A向B移动时，静电力做什么功? E A B A B E 左图： 正电荷：静电力做正功 负电荷：静电力做负功 右图： 正电荷：静电力做负功 负电荷：静电力做正功 4.电势能具有相对性。电荷在电场中某点的电势能大