10.1.1 电势能与电势(电势能) 课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

§10.11 电势能与电势 (电势能) 第十章 静电场中的能量 1 课前练（2010·全国·高考真题）在雷雨云下沿竖直方向的电场强度为 N/C，已知一半径为1mm的雨滴在此电场中不会下落，取重力加速度大小为10m/,水的密度为kg/．这雨滴携带的电荷量的最小值约为（ ） A．2 C B．4 C C．6 C D．8 C B 课堂探究一： (1)如图所示，试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中，沿直线从A点移动到B点，静电力做的功为多少？若q沿折线AMB从A点移动到B点，静电力做的功为多少？ (2)若q沿任意曲线从A点移动到B点，静电力做的功为多少？由此可得出什么结论？ W = q E·|AM| 一、电场力做功特点 课堂探究一： (1)如图所示，试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中，沿直线从A点移动到B点，静电力做的功为多少？若q沿折线AMB从A点移动到B点，静电力做的功为多少？ (2)若q沿任意曲线从A点移动到B点，静电力做的功为多少？由此可得出什么结论？ (3)对比静电力做功和重力做功的特点，它们有什么相同之处？重力做功引起重力势能的变化，静电力做功引起什么能的变化？ W = q E·|AM| 一、电场力做功特点 课堂探究一： (1)如图所示，试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中，沿直线从A点移动到B点，静电力做的功为多少？若q沿折线AMB从A点移动到B点，静电力做的功为多少？ (2)若q沿任意曲线从A点移动到B点，静电力做的功为多少？由此可得出什么结论？ (3)对比静电力做功和重力做功的特点，它们有什么相同之处？重力做功引起重力势能的变化，静电力做功引起什么能的变化？ W = q E·|AM| 结论：匀强电场中移动电荷时, 静电力所做的功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。 注：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。 一、电场力做功特点 重力做功与路径无关 物体在重力场中具有重力势能EP 静电力做功与路径无关 电荷在电场中具有电势能EP WG =Ep1-Ep2 重力做正功时, 重力势能减小。 静电力做正功, 电势能怎么变? 重力做负功时, 重力势能增加。 WG >0 Ep1 > Ep2 WG =Ep1-Ep2 WG <0 Ep1 < Ep2 WAB=EpA-EpB 静电力做负功, 电势能怎么变? WAB=EpA-EpB WAB >0 EpA > EpB WAB <0 EpA < EpB 二、电势能 二、电势能 1.电势能：电荷在电场中也具有势能, 我们称这种形式的能为电势能, 用Ep 表示。 2.静电力做功与电势能变化的关系 静电力对电荷做正功，电势能减少 静电力对电荷做负功，电势能增加 课堂探究二： (1)能不能根据上式求出电荷分别在A、B两点时 的电势能的大小? WAB=EpA-EpB (2)若规定图中的电荷在 B(A) 点的电势能为 0 , WAB已知, 则电荷在A(B) 点的电势能数值上等于多少? (3)电势能是矢量还是标量？正负代表什么？ 二、电势能 1.电势能：电荷在电场中也具有势能, 我们称这种形式的能为电势能, 用Ep 表示。 2.静电力做功与电势能变化的关系 静电力对电荷做正功，电势能减少 静电力对电荷做负功，电势能增加 3.理解：电荷在某点的电势能, 等于把它从这点移动到 零势能位置时静电力所做的功。 4.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 。 6.系统性：电势能是相互作用的电荷所共有的, 或者说是电荷 及对它作用的电场所共有的。我们说某个电荷的 电势能, 只是一种简略的说法。 零势能点 5.标量：有正负, 表大小。 WAB=EpA-EpB 思考：如图所示，试探电荷─q在电场强度为E的匀强电场中，从A点移动到B点，静电力做正功还是负功？电势能怎么变？ (1)若正电荷顺着电场线方向移动 电场力做正功，电势能减少 (2)若负电荷顺着电场线方向移动 电场力做负功，电势能增加 注意：重力做功与电场力做功的差异 存在两种电荷! [例2] 将电荷量为6×10－6 C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服静电力做了 3×10－5 J的功，再从B点移到C点，静电力做了1.2×10－5 J的功，则： (1)电荷从A点移到B点，再从B点移到C点的过程中电势能改变了多少？ (2)如果规定A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少？ (3)如果规定B点的电势能为零