10.1 电势能和电势-【物理优课PPT】高中物理必修第三册同步PPT课件（人教版2019）

课标定位 1.理解电场力做功的特点； 2.通过类比法建构电势能概念； 3.通过比值定义法建构电势概念； 4.电场力做功与电势能变化的对应关系。 素养阐释 1.物理观念：电势能、电势； 2.科学思维：体会类比法建构电势能，归纳法、比值定义法等思维方法建构电势概念的过程，提升科学探究的能力。 引 入 问 题 E + F 一个带正电的试探电荷在匀强电场中某点由静止释放，若只受静电力作用，将如何运动? 动能如何变化？ 在电场力作用下电荷加速运动，试探电荷的动能增加。 思考：是什么能转化为试探电荷的动能呢? 电场 用类比法研究电场中的能量的性质 m +q 重力场 mg qE 场方向 场方向 负电荷 地 球 地球附近的重力场跟负电荷的电场相似 静电力做功的特点 一 一、静电力做功的特点 B M A F ө q 匀强电场中，把正电荷沿不同路径从A点移到B静电力做功？ 甲 乙 丙 + 一、静电力做功的特点 将 电荷q 从 A 沿直线移至 B 甲 M E W = F·|AB| cosθ = q E·|AM| A B ө + q + q F 一、静电力做功的特点 将电荷q 从 A 沿折线移至 B 乙 M ө E A B 对AM: W1 = q E ·|AM| 对MB: W2 = 0 对全程: W = W1 + W2= q E·|AM| + q F + q F 一、静电力做功的特点 将电荷q 从 A 沿曲线移至 B 丙 M ө E A B + q F W = W1 + W2 + W3 +… = q E·|AM| W1 = q E ·x1 W2 = q E ·x2 W3 = q E ·x3 … … … … M x1 + x2 + x3 +…=? X1 x2 + q F + q F + q F M ө E A B + q F M X1 x2 + q F + q F + q F M E A B ө + q + q F M ө E A B + q F + q F 用匀强电场分析 一、静电力做功的特点 W = q E·|AM| 将 电荷q 从 A 沿直线移至 B 甲 将电荷q 从 A 沿折线移至 B 乙 W = q E·|AM| + 0 将电荷q 从 A 沿曲线移至 B 丙 W1 = q E ·x1 W2 = q E ·x2 W3 = q E ·x3 … … … … W = W1 + W2 + W3 +… = q E·|AM| 匀强电场中，把正电荷沿不同路径从A点移到B静电力做功 B M A F ө q 甲 乙 丙 + 一、静电力做功的特点 W甲= F·|AB|cosθ=qE·|AM| 沿甲路径静电力做功: 沿乙路径静电力做功: 沿丙路径静电力做功: W乙= qE·|AM| W丙= qE·|AM| 沿任意路径静电力做功: W任意=qE·|AM| 一、静电力做功的特点 ★ 此结论对于非匀强电场也适用 结 论 在匀强电场中移动电荷时，静电力做的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。 这与什么力做功像似呢？ 点电荷激发的电场是非匀强电场，把试探电荷+q从A经不同路径移动到B，静电力做功相同。 一、静电力做功的特点 将+q由A移到B的过程电场力对电荷做功为： 将-q由A移到B的过程，电场力对电荷做功为： d A +q E B L 做功的过程是一个能量转化的过程，那么电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢？ 一、静电力做功的特点 【课堂反馈1】 (多选)下列说法正确的是( 　　) B C A．电荷从电场中的A点运动到B点，每次经过的路径不同，电场力做的功可能不同 B．电荷从电场中的某点开始出发，运动一段路径后，又回到了该点，则电场力做功为零 C．正电荷沿着电场线运动，电场力对正电荷做正功，负电荷逆着电场线运动，电场力对负电荷做正功 D．电荷在电场中运动，因为有电场力对电荷做功，所以能量守恒定律在电场中不成立 电 势 能 二 二、电势能 h A B C mg mg mg 1.重力场中，由于重力做功与路径无关，同一物体在地面附近的同一位置才具有确定的重力势能。 2. 重力势能: 3. 在静电场中，是否也存在与位置有关的势能呢？类比可以给出电势能的概念。 回顾重力做功的特点? 二、电势能（ Ep ） A B + + 1.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。 （电荷在某点的电势能，等于把它从这个点移动到零势能位置时静电力做的功） 2.标量：有正负，表大小 定义式：EpA=WA 0 例如：EpA=3J 比0势能点多3J EpB=-3J 比0势能点低3J EpA ＞ EpB 二、电势能（ Ep ） WAB = EPA - EPB = -ΔEP （增量的负值