9.4 电势能 电势（2）电势的基本概念和运算 课件-2022-2023学年高二上学期物理沪科版（2020）必修第三册

高中物理 必修三 第九章 静电场 第四节 电势能 电势（2） 电势的基本概念和运算 城市上空的闪电 蕴含着巨大的能量 2 前文回顾 A +Q B q1 F1 2q1 2F1 3q1 3F1 在同一位置F与q的比值不随检验电荷电量变化 在电场中B点分别放入正电荷q1、2q1、3q1 则它们分别受电场力为F1、2F1、3F1。 国际单位：牛/库仑 单位符号：N/C 电场强度定义式 Eq A C +q E 在电场强度为E的匀强电场中，沿电场线方向有A、B、C三点，A、B与C的距离分别为x1和x2。若规定电荷在C点的电势能为0，求电荷量分别为+q和+nq的试探电荷在A点的电势能。 B x1 x2 4 试探电荷 电场力做功WAC A点的电势能 Eq A C +q E B x1 x2 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? A点的电势能/电荷量 5 试探电荷 电场力做功WBC B点的电势能 Eq A C +q E B x1 x2 那换成负电荷也成立吗？ B点的电势能/电荷量 A点的电势能/电荷量 Eq -q 6 规律: 电荷在电场中某点的电势能与电荷的电荷量有关; 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。 其他静电场也是适用的 类比 7 类比 电场强度 ——描述电场的能的性质 ——描述电场的力的性质 8 电势 电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比 是标量，通常用符号 φ 表示 单位是焦耳，符号 V。 1、电势定义 2、电势定义式 3、电势由电场本身决定，与检验电荷无关 电势 电场强度 电场 电场强度是描述电场力的性质 电势是描述电场能的性质 （比值定义法，计算时要代入正负号） 9 示例1 带正电荷的微粒（忽略重力）仅在E =3000N/C的匀强电场中受到电场力作用下从A点移动到B点，距离x1为0.1m， x2为0.04m，求A、B两点的电势。 Eq A C +q E B x1 x2 10 Eq A C +q E B x1 x2 电场力做功 电荷的电势能 电势能/电荷量 电势φ A点 B点 11 Eq A C +q E B x1 x2 电场力做功 电荷的电势能 电势能/电荷量 电势φ A点 C点 12 Eq A C +q E B x1 x2 Eq A C +q E B x1 x2 电势具有相对性 要指明零电势点的位置 理论中： 无穷远处为零势能面 地球表面为零势能面 应用中： 电势的正负号表示大小 13 Eq A C +q E B x1 x2 Eq A C +q E B x1 x2 有发现什么相同的规律吗？ 即使选取不同的零电势点，均有 沿着电场线方向电势φ逐渐降低 14 即使在非匀强电场中也有相同的规律 沿着电场线方向电势φ逐渐降低 A C B A C B 微元法 15 示例2 如图所示，A、B、C是孤立点电荷电场中一条电场线上的三个点，电场线的方向由A到C。请你比较三点的电势高低和电场强度的大小。 A C E B 沿着电场线方向电势φ逐渐降低 + − 电场强度无法判断 一条电场线无法看出疏密 电势能呢？ 16 电势和电场强度的关系 电势φ 电场强度E 物理意义 描述电场能的性质 描述电场力的性质 大小 (1)电场中某点的电势等于该点跟选定的标准位置(零电势点)间的电势差 (2)φ＝Ep/q，φ在数值上等于单位正电荷在电场中该点具有的电势能 (1)电场中某点的电场强度等于放在该点的点电荷所受的电场力F跟点电荷电荷量q的比值 (2)E＝F/q，E在数值上等于单位电荷在该点所受到的静电力 矢标性 标量 矢量 单位 V N/C 联系 (1)电势沿着电场强度的方向降低(2)大小之间不存在任何关系，电势为零的点，电场强度不一定为零；电势高的地方，电场强度不一定大；电场强度为零的地方，电势不一定为零；电场强度大的地方，电势不一定高。 17 课堂小结 电势 电势沿着电场线降低 电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比 完成作业7 课堂作业 $