10.1电势能和电势课件-2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

文清外国语学校 廖宝权 苹果为什么会往下掉？ 能量如何变化？ 新知导入 一个试探电荷在电场中某点由静止释放，将如何运动？ E F 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，试探电荷的动能增加。 新知导入 静电力做功的特点 把正电荷沿不同路径从A点移到B电场力做功？  q 丙 甲 乙 B M A F W=FScos=qEScos=qEd 与重力做功类似，在电场中移动电荷时，静电力做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。 静电力做功的特点 做功的过程是一个能量转化的过程，重力做功的过程是重力势能转化为其它能量的过程。 那么电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢？ 电势能是电荷在电场中所具有的能量。 A B E v A B E v 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。 电势能 1. 电荷在电场中具有与其位置有关的能量叫电势能。 2. 电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小； 电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大； 电场力做的功等于电势能的减少量。 电势能 WF=△Ep=EP末-EP初 [例1] 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？ E q F B A 课堂练习 [例1] 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？ E q F B A 课堂练习 电荷在B点具有的电势能多大？ 1.零势能面：规定电势能为零的地方 通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零。 2.电荷在某点的电势能，等于把它从该处移动到零势能位置时静电力所做的功。 3. 电势能是相对的，与零电势能面有关。电势能是标量，为负表示电荷在该处的电势能比零还要小。 4. 电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性。 零势能面 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 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 电场力作功，电势能改变 电场力做正功，电势能就减少 电场力做负功，电势能就增加 W重 = EP1-EP2 W电 = EPA-EPB 重力势能和电势能类比 [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 课堂练习 [例3]将带电量为6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了3×10-5J的功，再从B移到C，电场力做了1.2×10-5J的功，则: (1)电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能共改变了多少？ (2)如果规定A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少？ (3)如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？ 课堂练习 13 13 [例3]将带电量为6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了3×10-5J的功，再从B移到C，电场力做了1.2×10-5J的功，则: (1)电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能共改变了多少？ (2)如果规定A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少？ (3)如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？ 课堂练习 14 14 电势 电荷在某点的电势能，等于把它从该处移动到零势能位置时静电力所做的功 用该方法计算电势能过于麻烦，能定义一个类似于高度h的概念，然后直接用类似公式EP=mgh的方法来直接计算电势能？ 地势 地势 电场的力的性质我们必须用场强E来描述，那么电场的能的性质我们又应该用什么物理量来描述呢？能否用“电势能”呢？ 电场的能的性质也是电场本身的一种属性，它只能由场源本身所决定，而与电场中有无放入试探电荷无关。而电势能的大小是与试探电荷的电量q有关的（因q越大，其所受电场力就越大，具有的做功本领大，电势能也就大），故不能用 “电势能”来描述电场的能的性质，我们引入一个新的物理量——“电势”来表示它。 电势 电势 EP1=m