10.1电势能和电势（备课件）-2022-2023学年高一物理同步备课配套课件+练习（人教版2019必修第三册）

10.1 电势能和电势 第十章 静电场中的能量 一个质量为m的物体在地面某位置所受重力是一定的，重力做功具有跟路径无关的特点，一个带正电的电荷量为q的试探电荷在匀强电场中某位置受力也是一定的，静电力做功是否也具有这一特点？ 新课导入 0 把正电荷沿不同路径从A点移到B电场力做功？ + A F ө q 甲 乙 丙 沿甲路径电场力做功: W甲= F·|AB|cosθ=qE·|AM| 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| 结论：电场力做功与路径无关,由初末位置来决定. 电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢？ 这与什么力做功相似呢？ 静电力做功的特点 1 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。 电势能 2 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似 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,用Ep 表示。 电势能 2 静电力做的功等于电势能的减少量 A B E + 电势能 2 设EpB =0 电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移到零势能位置时所做的功。 通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为0，或者把电荷在大地表面的电势能规定为0. 例1：把正点电荷由a点沿电场线移到b点的过程中，关于电场力对电荷所做的功及电势能的变化，下列说法中正确的是 （　　） A．电场力做正功，电势能减少 B．电场力做正功，电势能增如 C．电场力做负功，电势能增加 D．电场力做负功，电势能减少 A 电势能 2 例2.一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场力做了5×10－6J的功，那么 ( ) A．电荷在B处时将具有5×10－6J 的电势能 B．电荷在B处将具有5×10－6J 的动能 C．电荷的电势能减少了5×10－6J D．电荷的动能增加了5×10－6J C 电势能 2 D 例3.正点电荷电场分布如图，该正点电荷电量为Q，则Q在与它相距r处的点所产生的电场强度大小为 ，A、B、C是电场线上的三个点。正点电荷在静电力作用下，沿电场线由A点运动至B点的过程中，关于电场力对电荷所做的功和电荷电势能的变化，下列说法正确的是（　　） A．电场力做负功 B．电场力先做正功后做负功 C．电荷电势能增加 D．电荷电势能减少 电势能 2 匀强电场中任取一点A，取一点B，并规定电荷在B点的电势能为0，引入检验电荷置于A，其电势能为EPA。则从A点移到B点时电场力做功为WAB=EPA。 q +1C EPA E0 +2C …… -1C -2C …… 2E0 …… -E0 -2E0 …… E q F A B + 该“常量”是否相当于电场中的“高度”？ 电势 3 电场力是电场和电荷量共同决定的。电场是电场本身的性质（可以描述力）。 电势能是电场和电荷量共同决定的。由于电荷量情况多样，我们也希望寻找一个只由电场决定的能描述能量的物理量。 该比值是一个与q无关，仅与电场及A点的位置有关的量。 E A B θ + + q F B为零势能参考点 该比值称为A点的电势 q从A移到B，求EPA与q的比值： 电势 3 如果检验电荷为负电荷，结果还成立吗？ 电势 3 1、定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。 2、定义式： （计算时，EP及q含符号） 3、单位：伏特，符号为V 4、电势只有大小，没有方向，是标量 5、电势具有相对性 电势是相对于零势能参考点的，一般选取无穷远电势为0，实际应用中常取大地电势为0。 与重力势能的类比 6. 物理意义: 反映电场能的性质（ φ与是否放检验电荷、电性、电荷量都无关，由电场本身决定） 12 电势 3 比较电势的高低方法一 A B E 电荷由A点运动的B点 正电荷 负电荷 电场力做功 电势能变化 电势变化 降低 正功 负功 减少 增加 降低 结论：沿电场线方向电势逐渐降低。 13 电势 3 比较电势的高低方法二 1、电场中移动正电荷 电场力做正功，则电势φ降低 电场力做负功，则电势φ升高 2、电场中移动负电荷 电场力做正功，则电势φ升高 电场力做负功，则电势φ降低 + － 14 电势 3 比较电势的高低方法三 可得： 正电荷在电势能大的地方电势高， 负电荷在电势能大的地方电势低 根据电势计算公式: 说明：由公式进行计算，q、EP带