1.4电势能 电势与电势差 课件 -2022-2023学年高二上学期物理教科版选修3-1

第四节 电势能 电势与电势差 四川省荣县中学校 杨俊锋 回顾：重力做功的特点 Δh A B mg mg mg 1、物体沿着这三条路径移动的过程中，重力做功一样吗？ 重力做的功与路径无关 2、WAB=mghA-mghB =EpA-EpB 物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积 四川省荣县中学校 杨俊锋 一、电场力做功的特点 电场力对q所做的功： E F d + q A B 电场力对q所做的功： d 四川省荣县中学校 杨俊锋 正电荷q沿ACB从A点移动到B点： 微元法 累积法 d 总结： 在匀强电场中，电场力做功只与被移动电荷的电荷量以及起点和终点的位置有关，而与路径无关，该结论也适用于任意静电场。 任何静电场中电场力做功均与路径无关！ 【特点】 四川省荣县中学校 杨俊锋 1、电荷在静电场中也具有势能，这个势能叫做静电势能，简称电势能，用Ep表示。 物体下降时，重力做正功，重力势能减少 物体上升时，重力做负功，重力势能增加 类比于重力做功与重力势能的关系，做功与电势能有什么关系呢？ 回忆：重力做功与重力势能变化的关系—— 二、电势能 四川省荣县中学校 杨俊锋 2、电场力做功与电势能变化的关系： 电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增大。 功是能量转化的量度，类比重力做功与重力势能的关系，可有： WAB表示电荷从A点到B点的过程中电场力做的功 EpA和EpB分别表示电荷在A点和B点的电势能 若WAB>0……，若 WAB<0 ……（见课本P18） 四川省荣县中学校 杨俊锋 电场力做的功只能决定电势能的变化量，而不能决定电荷在电场中某点的电势能的数值。 若规定Ep∞=0, 3、电势能具有相对性：要确定电荷在电场中某点的电势能的数值，必须先确定零电势能参考位置。 电荷在某点的电势能，等于电场力把它从该点移动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零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零。 即电荷在A点的电势能等于将电荷从该A点移到无穷远处电场力所做的功： 四川省荣县中学校 杨俊锋 4、电势能是能量的一种形式，在国际单位制中，其单位也是焦耳（J）； 5、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性； 6、电势能是标量，其正负表示大小。 由此可见，电场力做功与重力做功，电势能与重力势能都很相似，所以在学习电势能过程中应该多联系重力做功与重力势能的关系帮助理解电势能。 四川省荣县中学校 杨俊锋 尽管重力做功与电场力做功很相似，但还是存在很大差异—因为电荷有正负。 【讨论交流】：课本P19 电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增大。 四川省荣县中学校 杨俊锋 巩固练习： 1、下列说法中，正确的是：（ ） A、把两个同种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加 B、把两个同种点电荷间的距离减小一些，电荷的电势能一定增加 C、把两个异种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加 D、把两个异种点电荷间的距离减小一些，电荷的电势能一定增加 2、把电量q1=5×10－5C的电荷从电场中的A点移到B点，电场力做功WAB=1 × 10－3J，则电荷q1在A、B两点的电势能之差EpA－EpB=________J； 1×10－3 四川省荣县中学校 杨俊锋 【讨论与交流】 在匀强电场中若将电荷量为q0的检验电荷从A点移到B点时电场力做的功为W0，请将电荷量分别为2 q0 、3 q0 …的电荷从A点移到B点时的关量填入下表： 检验电荷的电荷量 q0 2 q0 3 q0 … n q0 电荷从A点移到B点时电场力所做的功 W0 电荷在A、B两点电势能的变化EPA－EPB 电荷在A、B两点电势能的变化(EPA－EPB)与电荷量的比值 2W0 3W0 … nW0 W0 2W0 3W0 … nW0 … 即： 不变！ 四川省荣县中学校 杨俊锋 由此可知，检验电荷在电场中A、B两点电势能变化（ EPA-EPB ）与电荷量的比值 是一个与q无关，只由A、B两点位置有关的量， 可以用公式表示为： 式中 、 分别是检验电荷在A、B两点的电势能与检验电荷电荷量的比值。可以证明， 是一个与检验电荷无关，而只与电场中位置有关的量，它反映了静电场各点的能的性质。我们把它定义为电势。 四川省荣县中学校 杨俊锋 三、电势