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

10.1 电势能和电势 第十章 静电场中的能量 1. 如图所示，让试探电荷+q在电场强度为E的匀强电场中从 A点分别沿甲、乙、丙路径运动到B点，已知A、B两点沿电场方向的距离为d，请分别计算静电力对试探电荷所做的功。 ☆思考 2. 请判断静电力对电荷做正功、做负功或不做功？ ☆思考 2. 计算方法：W＝qEd（匀强电场适用） E——匀强电场场强 d——电荷始、末位置在沿电场线方向上的距离 一、静电力做功 3. 正负的判断 （1）根据静电力和位移之间的夹角判断； （2）根据静电力和瞬时速度方向的夹角判断。 1. 特点： 静电力做功与电荷初末位置有关，与电荷的路径无关。 （非匀强电场也成立) 【例1】如图，在电场强度为60N/C的匀强电场中有A、B、C三个点，AB为5cm， BC为12cm， 其中AB沿电场方向，BC和电场方向的夹角为60°。将电荷量为4x10-8C的正电荷从A点移到B点，再从B点移到C点，静电力做了多少功? “静电势能” 简称： 电势能（EP） WAB=－△EP＝－（EpB - EpA）= EpA - EpB 重力做功 重力势能变化 电场力做功 ……？ 类比 ☆类比 6 1.定义：电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能，叫电势能，用 EP 表示。 二、电势能 ☆思考： （1）将正电荷从A点移到B点时,静电力做 功，动能 ，电荷的电势能 . （2）将负电荷从A点移到B点时,静电力做 功，动能 ，电荷的电势能 . 7 1.定义：电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能，叫电势能，用 EP 表示。 二、电势能 2.电场力做功与电势能的关系： W电= -ΔEP= -（ EP末-EP初 ）=EP初 –EP末 电场力对电荷做正功，电荷的电势能减少 电场力对电荷做负功，电荷的电势能增加 (1). 定性 (2). 定量 静电力做功等于电势能的变化量 8 3.电势能的特点： （1）电势能是由电场和电荷共同决定的，属于电荷和电场所共有的。习惯上说某个电荷的电势能，只是一种简略的说法。 （2）电势能是标量，有正负但没有方向，其正负表示大小。 （3）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，首先应确定参考点，也就是零势能点的位置。（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。） 二、电势能 4.电势能的大小： （1）电荷在某点的电势能，等于把它从该点移动到零势能面时静电力所做的功。 （2）选择不同的零势能面，同一带电体在同一位置的电势能不同。 【例2】在电场中把一个电荷量为6×10-6 C的负电荷从A点移到B点，克服静电力做功3×10-5 J，则电荷从A到B的过程中，电势能变化了多少？是增加还是减少？若规定电荷在B点的电势能为零，则电荷在A点的电势能为多大？ 解析：电荷克服静电力做功，即静电力做负功，有WAB＝-3×10-5 J 由WAB＝EpA-EpB知，电势能变化了3×10-5 J 由于静电力做负功，则电势能增加 若EpB＝0，则由WAB＝EpA-EpB得EpA＝-3×10-5 J 练习1、某电场的电场线如图所示，把一个电子从 A点移到B点时（ C ） A．电子所受的静电力增大，电子克服静电力做功 B．电子所受的静电力减小，静电力对电子做正功 C．电子所受的静电力增大，电势能减少 D．电子所受的静电力增大，电势能增加 练习2、如图所示是一匀强电场，已知电场强度E＝2×102 N/C. 现让一个电荷量q＝4×10-8 C的负电荷沿电场方向从 M点移到N点，MN间的距离s＝30 cm. （1）求电荷从 M点移到N点电势能的变化； （2）若此电荷从N点移到P点(未画出)电势能减少 4.8×10-6 J，求静电力对电荷做的功。 解析：（1）从 M点移到N点，电荷克服静电力做功，电势能增加，电荷克服静电力做功W＝qEs＝2.4×10-6 J 则电荷从 M点移到N点电势能增加了2.4×10-6 J （2）电势能的减少量等于静电力对电荷做的功，即W′＝-ΔE′＝4.8×10-6 J 1. 某匀强电场中，电场强度E=200N/C，AB=1m，将一电荷量为q=+1×10-5C的检验电荷从 A点移到 B点（规定 B点处电势能为零）。分析： (1).此过程中静电力对检验电荷做的功为多大？ 检验电荷在