10.1 电势能和电势（教学课件）- 【上好课】高二物理同步高效课堂（人教版2019必修第三册）

第1节 电势能和电势 第十章 人教版 高中物理必修三 静电力做功的特点 01 电势能 02 电势 03 CONTENTS 目录 一个正电荷在匀强电场中只受到静电力F的作用，它在电场中由A点运动到B点时， 静电力做了正功WAB。 E A B F 是一种什么形式的能量在减少呢？ 由动能定理可知，该电荷的动能增加了WAB。根据能量守恒定律，动能增加就意味着有某种形式的能量在减少。 新课导入 静电力做功的特点 PART 01 M E A B θ + q F 问题1：将正的检验电荷q从A沿直线移至B，求电场力的功 W = F·|AB| cosθ = q E·|AM| 问题与思考 01 问题2：将正的检验电荷q从A沿折线移至B，求电场力的功 对AM: W1 = q E ·|AM| 对MB: W2 = 0 对全程: W = W1 + W2= q E·|AM| M E A B θ + + q F 问题与思考 01 问题3：将正的检验电荷q从A沿曲线移至B，求电场力的功 W = W1 + W2 + W3 +… = q E·|AM| W1 = q E ·x1 W2 = q E ·x2 W3 = q E ·x3 … … … … x1 + x2 + x3 +…=? M ө E A B + q F E A B + q F + q F + q F + q F M x1 x2 x3 Q P F Δd 问题与思考 01 问题4：将+q沿蓝色曲线由A移到B,求电场力的功 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 θ 问题与思考 01 (对于非匀强电场也适用) 这与什么力做功相似呢？ 重力做功 总结：在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但与电荷经过的路径无关。 规律总结 02 1.试探电荷q只受电场力作用由A运动到B（图中灰色曲线），能量如何变化？ B + M A F ө q + 2.由能量守恒定律，增加的动能由什么能转化而来？ 3.试探电荷q由不同位置运动到B，能量变化相同吗？ 思考与讨论 03 WG＝mgh1－ mgh2 定义:重力势能Ep＝mgh 重力做的功等于重力势能的减少量 重力做功的特点（A→B） 温故知新 04 功和能量的变化密切相关。重力做功对应着重力势能的变化，那么，静电力做功又对应着哪种形式的能量变化呢？ 类比推理 05 电势能 PART 02 2 .电场力做功和电势能的关系 （1）当WAB>0，则EpA>EpB,表明电场力做正功，电势能减小； （2）当WAB<0，则EpA<EpB, 表明电场力做负功，电势能增加。 WAB=EpA-EpB E A B + q F O 1.定义：电荷在电场中具有的势能叫电势能，用符号EP表示。 电势能 01 3.电势能是相对的，具体数值与零势能面的选取有关； 4.电势能为电荷和对它作用的电场组成的系统共有。 5.电势能是标量。 通常把电荷在离场源电荷无限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。 多远算“无限远” 呢？ q Q 我们说某个电荷的电势能，只是一种简略的说法。 电势能的性质 02 1.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 EPA-EPB=WAB 因EPA=0 ，则 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EPA-0=WAB即EPA=WAB 2.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。 6.电势能的大小： 总结： 电势能的大小 03 将不同质量的物体从地面搬到楼顶，重力势能的变化不同，但是楼顶的“高度”是一定的。 将质量m的物体提升h高度，重力势能增加mgh；将质量为2m的物体提升h高度，重力势能增加2mgh；将质量为3m的物体提升h高度，重力势能增加3mgh。 寻找表示电势能性质的物理量 04 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”？ 寻找表示电势能性质的物理量 04 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