1.4.1 电势能 课件-2022-2023学年高二上学期物理人教版选修3-1

第4节 电势能和电势 第一章 静电场 1 1 问题：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， 动能如何变化？ 新课导入 E A B F 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。 是一种什么形式的能量在减少呢？ 2 2 一、静电力做功的特点 M E 1、将电荷q从A沿直线移至B A B ө + q + q F 静电力做功 WAB = F·|AB|cosθ=qE·|AM| 匀强电场 2、将电荷q从A沿折线移至B M ө E A B + q F + q F 对AM: W1 = q E ·|AM| 对MB: W2 = 0 对全程: W = W1 + W2= q E·|AM| 3 3 一、静电力做功的特点 “微元法” Q P 3、计算把q沿任意曲线ANB从A点移动到B点静电力所做的功。 F Δd 在电场中不论电荷经由什么路径从 A点移动到 B点，静电力所做的功都是一样的。因此，在电场中移动电荷时，静电力所做的功只与电荷的起始位置和终止位置有关，与电荷经过的路径无关。 其他静电场也是适用的 化曲为直 4 4 静电力做功的特点 在电场中移动电荷时，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。 类比 重力做功的特点 科学思维 5 5 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 6 6 二、电势能 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，用Ep 表示。 问题：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？ E A B F 通过静电力做功 电势能转化为了动能 是一种什么形式的能量在减少呢？ 7 7 二、电势能 WAB ＝ EpA － EpB WAB为负值，EpA <EpB，电势能增加。 WAB为正值，EpA >EpB，电势能减少。 静电力做的功等于电势能的减少量 电场强度为E=3000N/C，AB的连线长度为l=0.1m，正电荷的电荷量为q=1.0×10-9C。 电势能减少了3×10-7J 电荷在A点的电势能是多大呢？ 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，用Ep 表示。 8 8 二、电势能 类比重力势能 EpA＝ 3×10-7J 设电荷在B点的电势能为0 EpA＝WAB 2、电势能的大小 电场强度为E=3000N/C，AB的连线长度为l=0.1m，正电荷的电荷量为q=1.0×10-9C。 WAB ＝ EpA － EpB 零势能位置的选取是任意的 WBA ＝ EpB － EpA 设电荷在A点的电势能为0 EpB＝WBA EpB＝ －3×10-7J 电荷在电场中某一点具有的电势能,等于把电荷从电场中这一点移动到0势能位置,电场力所做的功. 9 9 物理量 规定电荷在A点的电势能为0 规定电荷在B点的电势能为0 EpA 0 EpA＝ WAB＝3×10-7J EpB EpB＝ WBA＝－3×10-7J 0 二、电势能 电势能具有相对性 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？ 电势能的变化量是绝对性 选择不同的零势能位置，电荷从A到B，电势能的变化量会不同吗？ ΔEp ＝ EpB－ EpA＝－3×10-7J 电荷从A到B电势能的变化量 ΔEp ＝ EpB－ EpA＝－3×10-7J 10 10 电势能为电荷和对它作用的电场组成的系统共有。 3.电势能是标量。 q Q 我们说某个电荷的电势能，只是一种简略的说法。 电势能具有系统性 二、电势能 11 11 电势能 能量观念 研究方法 类比 科学思维 小结 12 12 【课堂反馈1】 (多选)下列说法正确的是( 　　) 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 BC 如果电荷在电场中只有电场力做功，电荷的动能和电势能之和不变。 13 13 【课堂反馈2】(多选)一电子飞经电场中A、B两点，电子在A点的电势能为4.8×10－17 J，动能为3.2×10－17 J，由A点到B点静电力做功为1.6×10－17 J，如果电子只受静电力作用，则(　　) A.电子在B点的动能为4.8×10－17 J B