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

思考： 1、重力做功的特点 与路径无关，只与始末位置高度差有关 2、重力势能的性质 相对性、标量 3、重力做功和重力势能的关系 重力做功等于重力势能的减少 电势能和电势 B M A F q W甲= F·|AB|cosθ=qE·|AM| 把正电荷沿不同路径从A点移到B电场力做功？ + 甲 乙 丙 沿甲路径电场力做功: 沿乙路径电场力做功: 沿丙路径电场力做功: W乙= qE·|AM| W丙= qE·|AM| 沿任意路径电场力做功: W任意=qE·|AM| 一.静电力做功的特点 结论：静电力做功与路径无关,由初末位置来决定. 电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢？ (也适用于非匀强电场） θ 二、电势能 1、定义：电荷在电场中，由于电场与电荷间的相互作用而具有的能量。 EP 2、电场力做功与电势能的关系： （1）电场力做正功，电势能减少。 （2）电场力做负功，电势能增加。 电荷在电场中某一点的电势能等于将它由该点移到零势能位置时电场力做的功。 3、注意： ②电势能是相对的：相对零势面而言的。 ③平时一般选大地或无穷远为零势能面。 ④电势能是标量，有正负，正值大于负值。 ①电势能是电场和电荷共有的。 ⑤电势能的变化与零势能点的选择无关。 练习： ab为电场中的两点，如果把q = －210-8 C的负电荷从a点移到b点，电场力对该电荷做了410-7J的正功，则该电荷的电势能（ ） A、增加了410-7J B、增加了210-8 J C、减少了410-7J D、减少了810-15J 无论电荷是正、是负，只要电场力做正（负）功，电势能一定减小（增大）。 练习：在甲、乙两图中，AOB是两点电荷的连线的垂直平分线，O是连线的中点。 问：分别在甲图和乙图中，把单位正试探电荷从O点沿OA移动到无穷远处，静电力是否做功？电势能是否变化？怎样变化？ A O B A O B 甲图 乙图 练习： 有一电荷量q=－3×10－6C的点电荷，从电场中的A点移动到B点时，克服静电力做功6×10－4J，从B点移到C点时静电力做功为9×10－4J。问： 1、以B为零势能点，电荷在A点时的电势能EPA1是多少？ 2、如选取C点的电势能为零，则电荷在A点时的电势能EPA2又是多少？ A B E 电荷由A点运动的B点 正电荷 负电荷 电场力做功 正功 负功 电势能变化 减少 增加 电势能的大小是与试探电荷的电性和电量q都有关，故不能用“电势能”来描述电场的能的性质。 9 A 0 l θ E - 该比值是一个与q无关，仅与电场及A点的位置有关的量。 EP0 =0 该比值称为A点的电势 零势能参考点 1V = 1J / C 三、电势： 1、定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。 2、定义式： 3、单位：V（伏特） 4、注意： ③电势是相对，一般选无穷远或大地为零电势点。 ④电势是标量有正负，正值大于负值。 ⑤沿电场线方向电势降低。 ⑦选无穷远为零电势点: 正电荷形成的电场电势为正 负电荷形成的电场电势为负 12 一单位正电荷在一电场中的A点具有的电势能为5J，则A点电势为____； 若在该点放入单位负电荷，则A点电势为______； 若在A点不放入电荷，则A点电势为______ 5V 5V 5V 电势是反映电场本身能的性质的物理量，与是否存在检验电荷、检验电荷的电量及电性无关。 1、电场强度大的地方电势不一定高 2、电场强度相等的地方电势不一定相等 比较下列三幅图中A、 B两点的场强的大小及电势的高低 A B A B A B EA EB EA EB EA EB ＜ ＞ ＞ ＞ ＝ ＞ + － 2、几种常见的等势面 四、等势面 1、定义： 电场中电势相同的各点构成的面，叫做等势面。 （1）点电荷电场中的等势面：以点电荷为球心的一簇球面。 （2）等量同种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面 （3）等量异种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面。 （4）匀强电场中的等势面是垂直于电场线的一簇平面。 （5）形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面 （1）在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功 （2）电场线（或E）垂直于等势面，且由电势较高的等势面指向电势较低的等势面 （4）等势面密处场强大、电场线密，等势面疏处场强小、电场线疏 （3）不同等势面在空间不相交、不相切，闭合 3、等势面的特点： 20 10 0 （5）沿电场方向电势降低最快 （6）匀强电场中电势均匀变化。 判断电势能高低的方法： 1、电场力做正（负）功，电势能降低（升高）。 2、正电荷在电势高（低）的地方， 电势能大（小）； 负电荷在电势高（低）的地方， 电