10.1 电势能和电势 课件 -2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

第十章 静电场中的能量 第1节 电势能和电势（1） 情境与思考 思考1：一个正电荷在电场中只受到静电力F的作用， 由A点运动到B点时， 静电力做什么功？ 思考3：从能量转化的角度思考，物体动能增加了， 意味着有另外一种形式的能量减少了。那这 是一种什么形式的能量呢？ 思考2：由动能定理可知， 该电荷的动能怎么变？ 方法：类比法 A电荷 产生 电场 作用于 产生 作用于 B电荷 A物体 产生 引力场 作用于 产生 作用于 B物体 地球 产生 重力场 作用于 产生 作用于 物体 地球 附近 地球 m 重力场 负电荷 ﹣Q +q 电场 电场与重力场的类比 F F 场的方向 场的方向 地球附近的重力场与电荷的电场相似 重力场强度g 电场强度E + q A B 电场与重力场的类比 mg qE 重力场中的物体受重力做功， 使重力势能转化为动能 电场中的电荷受电场力做功， 使动能增大，是什么能转化 为动能？ 电势能 m 特征或性质 重力场 静电场 对场中物体有力的作用 用比值F/m表示场的强弱 物体在重力场中有重力势能 重力做功与路径无关 重力做的正功等于减少的重力势能，克服重力做的功等于增加的重力势能。WAB=EpA-EpB= -∆Ep 重力势能具有相对性 质点在某点的重力势能等于把它从该点移到零势能处的过程中重力做的功 重力势能属于物体与重力场组成的系统所有 对场中电荷有力的作用 用比值F/q表示场的强弱 电荷在静电场中有电势能 电场力做功与路径有关吗？ E A - B q E A + B q 物体沿斜线运动 A → B A B h θ m l ) 重力做功与运动路径无关， 只与初末位置的高度有关 ) θ C 电场力做功与运动路径无关，只与初末位置有关 ) θ C F F F F F F F F F F F F 电场与重力场的类比 特征或性质 重力场 静电场 对场中物体有力的作用 用比值F/m表示场的强弱 物体在重力场中有重力势能 重力做功与路径无关 重力做的正功等于减少的重力势能，克服重力做的功等于增加的重力势能。WAB=EpA-EpB= -∆Ep 重力势能具有相对性 质点在某点的重力势能等于把它从该点移到零势能处的过程中重力做的功 重力势能属于物体与重力场组成的系统所有 对场中电荷有力的作用 用比值F/q表示场的强弱 电荷在静电场中有电势能 电场力做功与路径无关 ？ E A + B q l 研究思路： 功 →能 — W W电=？ F l1 l2 WAB = 设虚线为参考位置 qEl = qEl1 - qEl2 = EpA - EpB EpA – EpB= - ΔEp 特征或性质 重力场 静电场 对场中物体有力的作用 用比值F/m表示场的强弱 物体在重力场中有重力势能 重力做功与路径无关 重力做的正功等于减少的重力势能，克服重力做的功等于增加的重力势能。WAB=EpA-EpB= -∆Ep 重力势能具有相对性 质点在某点的重力势能等于把它从该点移到零势能处的过程中重力做的功 重力势能属于物体与重力场组成的系统所有 对场中电荷有力的作用 用比值F/q表示场的强弱 电荷在静电场中有电势能 电场力做功与路径无关 电场力做的正功等于减少的电势能，克服电场力做的功等于增加的电势能。WAB=EpA-EpB= -∆Ep 电势能也具有相对性吗？ 例1. 如图，在场强E=103N/C的匀强电场中，点电荷q=+1C从A移动到B，AB相距L=1m，电场力做功为多少？电势能如何变化？ E 103J；减少了103J q + q F A B 电荷q在A点的电势能为多少？ 特征或性质 重力场 静电场 对场中物体有力的作用 用比值F/m表示场的强弱 物体在重力场中有重力势能 重力做功与路径无关 重力做的正功等于减少的重力势能，克服重力做的功等于增加的重力势能。WAB=EpA-EpB= -∆Ep 重力势能具有相对性 质点在某点的重力势能等于把它从该点移到零势能处的过程中重力做的功 重力势能属于物体与重力场组成的系统所有 对场中电荷有力的作用 用比值F/q表示场的强弱 电荷在静电场中有电势能 电场力做功与路径无关 电场力做的正功等于减少的电势能，克服电场力做的功等于增加的电势能。WAB=EpA-EpB= -∆Ep 电势能具有相对性 ？ 例2. 一个-7.0µC的电荷在A点时的电势能为-140µJ，将此电荷从如图所示的电场中的A点移动到无穷远处(电势能为零)时，此过程中静电力做功为多少？ - 140µJ 特征或性质 重力场 静电场