10.1电势能和电势（二）-2022-2023学年高二物理精品课件（2019人教版必修第三册）

10.1电势能和电势（二） 第十章 静电场中的能量 晓峰物理 静电力做功WAo与电荷的多少有关，显然不能用它来表示电场某点的性质，不过，以上分析会给我们一些启示。请你进一步分析，是否能找到反映电场某点性质的物理量。 电势能为0 电势能/电荷量 试探电荷 静电力做功WAo A点的电势能 +q +nq qEl1 qEl1 El1 nqEl1 nqEl1 El1 不同的电荷在A点的电势能跟电荷量的比值是不是与电荷无关呢？ 匀强电场中其他的位置是不是有相同的结果呢？ 思考与讨论 静电力做功WAo与电荷的多少有关，显然不能用它来表示电场某点的性质，不过，以上分析会给我们一些启示。请你进一步分析，是否能找到反映电场某点性质的物理量。 电势能为0 电势能/电荷量 试探电荷 静电力做功WAo A点的电势能 +q +nq qEl1 qEl1 El1 nqEl1 nqEl1 El1 试探电荷 B点的电势能 电势能/电荷量 +q +nq qEl2 El2 nqEl2 El2 -q -qEl2 El2 电荷-q在B点有同样的结论吗？ 电荷的电势能与电荷量之比跟电荷无关；该比值由电场及该点在电场中的位置决定。 思考与讨论 二、电势 定义：电荷在电场中某点的电势能与它所带电荷量的比值叫电势，用符号φ表示。 如果用Ep表示电势能，q表示电荷量，则 单位：伏特，简称伏，符号V。 含义：在电场中的某一点，如果电荷量为1C的电荷在这点的电势能为1J，则该点的电势为1V。即1V=1J/C。 电势是标量 二、电势 已知匀强电场的电场强度E=3000N/C， A、B与C的距离l1和l2分别为0.1m和0.04m，求A、B两点的电势。 E=3000N/C l1=0.1m l2=0.04m C点的电势为0 电荷的电势能 电势能/电荷量 电势φ/V A点 B点 qEl1 qEl2 El1 El2 300 120 F q 二、电势 已知匀强电场的电场强度E=3000N/C， A、B与C的距离l1和l2分别为0.1m和0.04m，求A、B两点的电势。 电荷在B点的电势能为0 Ep=φq φA= E (l1-l2) =180V φC= － El2 =－120V EpA＝qE (l1-l2) EpC＝－qE l2 F q 二、电势 电势具有相对性 ⑴应该先规定电场中某处的电势为0，然后才能确定电场中其他各点的电势。 ⑵应用中常常选取大地为电势零点，理论研究中选取无限远为电势零点。 比较A、B、C 三点的电势高低，你能有什么新的发现吗？ 二、电势 比较电势高低的方法 φA> φB > φC 沿着电场线方向电势逐渐降低 法一： 二、电势 比较电势高低的方法 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 + － 二、电势 比较电势高低的方法 法三： 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带正负号计算 二、电势 比较电势高低的方法 法三： 根据离场源电荷的远近来比较 离正电荷越近的地方电势越高 取无穷远处的电势为零 正点电荷电场中各点的电势大于零 负点电荷电场中各点的电势小于零 离负电荷越近的地方电势越低 电势 电场强度E 定义式 物理意义 决定因素 矢/标量 说明 二、电势 电势与电场强度的比较 反映电场能的性质 反映电场力的性质 由电场本身性质决定，与检验电荷无关，某点电势的大小与参考点的选取有关 由电场本身性质决定， 与检验电荷无关 标量 矢量 （1）沿着电场强度的方向，电势降低得最快 （2）二者大小之间无直接关系，φ为零的点，E不一定为零；φ高的地方，E不一定大；E为零的点，φ不一定为零；E大的点，φ不一定高。 电势（ ） 要点总结 解析： 【例题1】三个点电荷电场的电场线分布如图所示，图中a、b两点处的场强大小分别为Ea、Eb，电势分别为φa、φb，则 (　　) A.Ea>Eb，φa>φb B.Ea<Eb，φa<φb C.Ea>Eb，φa<φb D.Ea<Eb，φa>φb C 由题图可以看出a处电场线更密，所以Ea>Eb，根据对称性，a处的电势应与右侧负电荷附近对称点的电势相等，再根据沿电场线方向电势降低可以判定φb>φa，故C项正确． 典例解析 【例题2】如图所示，P、Q是等量的正点电荷，O是它们连线的中点，A、B是中垂线上的两点，OA<OB，用EA、EB和φA、φB分别表示A、B两点的电场强度和电势，则(　　)