10.1 电势能和电势（课件）-人教版（2019）必修第三册

第十章 静电场中的能量 第1节 电势能和电势 （第一课时） 1 知识回顾 1、物体做自由落体运动时速度为什么会改变，做平抛运动时呢？ 2、物体动能改变的原因？动能是由什么能转化而来？ 3、重力做功的特点？ 4、带电体在静电场中受力的方向怎么判断？大小如何计算？ 2 思考讨论 3 一、静电力做功特点 匀强电场 M E A B θ + q F 1.如何计算正的试探电荷q从A沿直线移至B的过程中电场力做的功？ W = F·|AB| cosθ = q E·|AM| ？ 4 一、静电力做功特点 2.如何计算正的试探电荷q从A沿折线移至B的过程中电场力做的功？ 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 5 一、静电力做功特点 3.如何计算正的试探电荷q从A沿曲线移至B的过程中电场力做的功？ ： 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 6 一、静电力做功特点 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，即与电荷在电场方向的运动的位移有关 上述结论对任意电场都是成立的 结论： h mg Ep=mgh 重力做功同样与物体运动的路径无关，只跟物体下落的高度有关。重力做功时，物体的重力势能会发生变化。 功是能量转化的量度，有做功，就一定有某种能量发生了变化。 重力做功 重力势能发生变化 电场力做功 8 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。用符号EP表示。 1.定义： 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↓ O 电势能和电场力做功有什么关系？ A点电势能的大小有没有确定的数值呢？ 2.电场力做功与电势能的关系 二、电势能 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。 类比重力做功与重力势能变化 二、电势能 （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 2.电场力做功与电势能的关系 二、电势能 与重力势能相似，电势能的大小也具有相对性，都是相对于选定的零势能面来说的。 电荷在某点的电势能，等于把它从该点移动到零势能面时静电力所做的功。 E A B 若以A点作为零势能面，则有 0-EPB=WAB 即 EPA=0 EPB= -WAB 如图，若A→B电场力所做功为WAB 若以B点作为零势能面，则有 EPA-0=WAB 即 EPA=WAB EPB=0 选择不同的零势能面，对于同一个带电体在同一点来说电势能大小是不相同的。 通常情况下，我们把无穷远处的电势能规定为0或把电荷在大地表面的电势能规定为0. 二、电势能 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，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 二、电势能 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 电势能是带电体所独有的吗？ 重力势能 物体与地球所组成的系统 带电体与所在电场所组成的系统 电势能 同一位置相对于同一零势能面的电势能都是相等的吗？ 由以上分析可得，EP= -W电，即电势能等于电场力将带电体从该点移动到无穷远处所做的功。 由W=Eql可得，对于同一电场，q大小不同时，电场力做功不相同；q电性不同时，电场力做功的正负也不相同。 二、电势能 在正点电荷形成的电场中，将试探电荷+q和-q分别从A点移动到无穷远处，静电力做什么功？电势能怎样变化？ 想一想: 重力势能 电势能