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 学习目标 1.通过计算在匀强电场中移动电荷静电力所做的功，认识静电力做功跟路径无关的特点。 2.通过类比重力势能引入电势能，体会能量观点是分析物理问题的重要方法，并进一步认识到物理学的和谐统一性。 3.理解电势能的变化与静电力做功的关系。知道常见的电势能零点的规定方法。 4.通过建立电势概念的过程，理解电势是从能的角度描达电场的物理量。会判断电场中两点电势的高低。 2 新课引入 一个试探电荷在电场中某点由静止释放,将如何运动? E 在电场力作用下电荷做加速运动,一段时间后获得一定的速度,试探电荷的动能增加. + F 什么能转换为动能的呢? 功是能量转化的量度。 新课教学 新课教学 一、静电力做功的特点 如图，在电场强度为的匀强电场中任取两点，把试探电荷沿两条不同路径从点移动到点，计算这两种情况下静电力对电荷所做的功。 M E A B θ + q F 新课教学 A B θ + 1.将电荷q从A沿直线移至B: 新课教学 2.将电荷q从A沿折线移至B: 对AM: 对MB: 对全程: M E A B θ + + q F A B θ + + q F 新课教学 3.将电荷q从A沿曲线移至B: + q F + q F … … … … M X1 x2 + q F X3 新课教学 4.将电荷q从A沿其它曲线移至B： A B θ + + q F 新课教学 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,与电荷的起始位置和终止位置有关。 通过以上分析静电力做功有什么特点？ 这个结论虽然是从匀强电场中推导出来的，但是可以证明对非匀强电场也是适用的。 新课教学 二、电势能 1.定义：电荷在电场中也具有势能 ，这种势能叫做电势能，用表示。 电荷在电场中具有与其位置有关的能量叫电势能。 2.电场力做功与电势能变化的关系 新课教学 A B h B A = = = = = = 新课教学 二、电势能 1.定义：电荷在电场中也具有势能 ，这种势能叫做电势能，用表示。 电荷在电场中具有与其位置有关的能量叫电势能。 2.电场力做功与电势能变化的关系 电场力做的功等于电势能的减少量。 电场力做正功，电势能减小 电场力做负功，电势能增加 3.相对性： 电势能是相对的，其大小与选定的参考点有关。确定电荷的电势能，应先确定零势能点。 （大地表面或无限远） 新课教学 4.标量性： 电势能是标量，有正负但没有方向．它的正负代表大小。 5.系统性： 电势能是由电场和电荷共同决定的,是属于电荷和电场所共有的,习惯上说成电荷的电势能。 6.电荷在电场中某点的电势能，等于把该电荷从该点移动到零势能点时电场力所做的功。 典例精析 例1.(多选)如图所示，固定在Q点的正点电荷的电场中有M、N两点，已知 .下列叙述正确的是（） A.若把一正点电荷从M点沿直线移到N点，则静电力对 该电荷做正功，电势能减少 B.若把一正点电荷从M点沿直线移到N点，则该电荷克服静电力做功，电势能 增加 C.若把一负点电荷从M点沿直线移到N点，则静电力对该电荷做正功，电势能 减少 D.若把一负点电荷从M点沿直线移到N点，再从N点沿不同路径移回到M点，则 该电荷电势能不变 √ √ 典例精析 例2.(多选)(2021·新余四中月考)规定无穷远处的电势能为零，下列说法中正确的是（ ） A.将正电荷从电场中某点移到无穷远处时，静电力做的正功越多，正电 荷在该点的电势能就越大 B.将正电荷从电场中某点移到无穷远处时，静电力做的正功越少，正电 荷在该点的电势能就越大 C.将负电荷从无穷远处移到电场中某点时，克服静电力做功越多，负电 荷在该点的电势能就越大 D.将负电荷从无穷远处移到电场中某点时，克服静电力做功越少，负电 荷在该点的电势能就越大 √ √ 新课教学 E A B ө 电荷在电场力的作用下，分别从A移到B，电场力做什么功、电势能如何变化。 电势能与电荷有关，不能反映电场本身的性质。 思考：电荷在电场中某点的电势能能不能反映电场本身的性质？ 新课教学 学习电场时，我们发现不能用电场力来来描述电场在某点的性质，因为即使在同一点，电场力的大小也随着试探电荷电荷量的变化而变化。 电场强度： 电势能也不能反映电场本身的性质，因为它与电荷有关 。 电势： 定义: 电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值。 2.定义式: 3.电势是标量,有正负。正负表示电势高低。 4. 单位: 伏特(V) 新课教学 1 V = 1 J/C (计算时EP和q要代入正负号) 三、电势 5.沿着电场线方向, 6