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

§10.13 电势能与电势 (功能关系) 第十章 静电场中的能量 1 课前练：6．一个电场中有、两点，电荷量为的试探电荷放在电场中的点，具有的电势能；为的试探电荷放在电场中的点，具有的电势能。现把为的试探电荷由点移到点，静电力做正功还是负功？数值是多少？ 【答案】静电力做负功， 解：A点的电势为 B点的电势为 则 教材 第30页 知识回顾：电势 一、电势(φ) （比值定义法，计算时要代入正负号） 1. 物理意义: 反映电场的能的性质，由电场本身决定 2. 相对性：确定电势应先规定电场中某处的电势为零. （通常规定离场源电荷无限远处或大地的电势为零.） 3. 标量：有正负，表大小。数值取决于零电势的选取 （负电势表示该处的电势比零电势处电势低） 二、电势高低的判断方法 1. 电场线法：沿着电场线方向电势逐渐降低 对于同一正电荷，电势能越大，所在位置的电势越高； 对于同一负电荷，电势能越小，所在位置的电势越高． 2. 公式法： 3. 做功判断法： 4. 场源电荷判断法 总结:电势与电势能的区别与联系 类比:重力势能与电势能 高度h 类比:重力势能与电势能 等量异种电荷形成的电场线 等量同种电荷形成的电场线 课堂探究一：根据等量同(异)种点电荷的电场分布特点分析它们的电势分布情况? (1).连线和中垂线上的电势分布有什么特点? (2).电势分布关于连线、中垂线及O点具有怎样的对称性? 总结：两等量点电荷连线及连线的中垂线上各点电势的高低情况 总结：电势高低的判断方法 1. 电场线法：沿着电场线方向电势逐渐降低 对于同一正电荷，电势能越大，所在位置的电势越高； 对于同一负电荷，电势能越小，所在位置的电势越高． 2. 公式法： 3. 做功判断法： 4. 场源电荷判断法 课堂探究二： (1). 场强不变的地方电势也不变吗? (2). 场强为0的地方电势也为0吗？ (3). 电势为0的地方场强也为0吗？ 总结：电势与电场强度的比较 反映电场能的性质 反映电场力的性质 由电场本身性质决定， 与试探电荷无关，某点电势 的大小与参考点的选取有关 由电场本身性质决定， 与试探电荷无关 标量 矢量 （1）沿着电场强度的方向，电势降低得最快 （2）二者大小之间无直接关系： φ 为零的点，E 不一定为零；φ 高的点，E 不一定大； E 为零的点，φ 不一定为零；E 大的点，φ 不一定高。 E 1．如图，将带负电的试探电荷沿着等量异种点电荷连线的中垂线从点移动到点，再沿连线从点移动到点。在此全过程中，试探电荷所受的静电力如何变化？所经过各点处的电势如何变化？试探电荷的电势能如何变化？ 电场力一直变大； 电势先不变后升高； 电势能先不变后减小 教材 第51页 7．如图，、为一对等量同种电荷连线上的两点（其中为中点），为连线中垂线上的一点。今将一个电荷量为的负点电荷自沿直线移到再沿直线移到，请分析在此过程中该电荷的电势能的变化情况。    教材 第30页 从A到B电势能增加，从B到C电势能增加 4．根据图解答以下题目，然后进行小结：如何根据匀强电场的电场线来判断两点电势的高低？ (1)、是匀强电场中同一条电场线上的两点，哪点电势高？ (2)、是匀强电场中不在同一条电场线上的两点，是过点与电场线垂直的直线，则、两点哪点电势高？ 总结： 1.若匀强电场中的两点在同一电场线上，则沿电场线电势降低，从而判断两点电势高低； 2.若两点不在同一电场线上，则可先做过其中一点的等势线，找到与另一点在同一电场线上的位置，然后判断电势高低。 【答案】(1)M点；(2) M点； 1．(对电势的理解)(多选)关于电势的高低，下列说法正确的是( ) A．沿着电场线的方向电势逐渐降低 B．电势降低的方向一定是电场线的方向 C．正电荷只在静电力的作用下，一定向电势低的地方移动 D．负电荷只在静电力的作用下，由静止释放，一定向电势高的地方移动 AD 课堂探究三： 一个正电荷在电场中只受到静电力F的作用, 它在电场中由A点运动到B点时, 静电力做了正功WAB 。由动能定理可知, 该电荷的动能增加了WAB 。 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。这是一种什么形式的能量呢？ (1)只有重力做功的系统内, 动能和重力势能之和是否改变? (2)只有静电力做功的系统内, 动能和电势能之和是否不变? (3)只有静电力和重力做功的系统内,电势能、重力势能、动能之和是否不变? 总结：电场中的功能关系 (1)静电力做功与电势能变化的关系：WAB＝EpA－EpB (2)若只有静电力做功，电势能与动能之和保持不变