10.1 电势能和电势 课件-2023-2024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 A B 1 mg 一、电势能 物体由A自由下落到B，重力做什么功？物体能量如何变化？ 重力做正功，重力势能减少，转化为动能 重力势能：物体在重力场中因重力做功而具有的能 E ＋q F 问：试探电荷做什么运动？ 问：什么能转化为试探电荷的动能？ 试探电荷做匀加速直线运动。 重力势能：物体在重力场中因重力做功而具有的能 1.电势能：电荷在电场中因静电力做功而具有的能。 重力做正功,重力势能减少； 重力做负功,重力势能增加； 2.静电力做正功,电势能减少；静电力做负功,电势能增加； 重力做功与路径无关，静电力做功有什么特点？ A B 1 2 mg 甲 E M ө B A ＋q F ① +q 由A到B，静电力做功： ②+q由A到M再到B，静电力做功： 乙 E M 结论：静电力做功与路径无关。 适用范围：所有电场 重力做功与静电力做功特点相同 一、电势能 重力做功等于重力势能的减少量 A B mg （初-末） 3.静电力做功等于电势能的减少量 类比法学习 E B A ＋q （初-末） 重力势能为零的点可以任意选择的，一般选地面。 4.电势能为零的点可以任意选择， 一般规定无限远处电势能为零。 一、电势能 类比法学习 E O A ＋q 规定电荷在O点电势能为零，将电荷+q由A移到O，则有 5.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做的功。 6.电势能具有相对性，大小与零势能位置的选择有关。 一、电势能 (O点电势能为零) 如图,在场强 E=103N/C 的匀强电场中,点电荷q=+1c 从A移动到B,AB相距 L=1m, 静电力做功为多少?电势能如何变化? E q F A B 例题1：计算电势 电势能减少 电荷在B点具有的电势能多大？ WAB = EPA－EPB =103J 设A点的电势能 电势能为负表示的物理意义是什么？ 3.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做的功。 1.静电力做正功电势能减少，静电力做负功电势能增加； 2.静电力做的功等于电势能的减少量 （初-末） 4.电势能是相对的，与零电势能面有关。电势能为零的点可以任意选择的，一般规定无限远处电势能为零。 5.电势能是标量，没有方向但有正负仅表示大小。电势能为 负 ， 表示电荷在该处的电势能比零还要小。 一、电势能 (O点电势能为零) １、下列说法中正确的是（ ） A.当两正点电荷相互靠近时，它们的电势能增大 B.当两负点电荷相互靠近时，它们的电势能增大 C.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能减小 D.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能增大。 ABC 电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加 CD 由动能定理可知，电荷的动能将增加5×10－6J ，D正确 根据功能关系，电荷的电势能将减少5×10－6J ，C正确 由于不知道电荷的初动能和初势能，所以A、B错误 ２、一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场力做了5×10－6J的功，那么 ( ) A．电荷在B处时将具有5×10－6J 的电势能 B．电荷在B处将具有5×10－6J 的动能 C．电荷的电势能减少了5×10－6J D．电荷的动能增加了5×10－6J 例1　将带电荷量为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 移到C，静电力做了1.2×10－5 J的功，则： (1)该电荷从A 移到B，再从B 移到C 的过程中，电势能共改变了多少？ (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，则该电荷在A点和C 点的电势能分别为多少？ 解:(1)从A移到C，静电力做的功 WAC＝－3×10－5 J＋1.2×10－5 J＝－1.8×10－5 J， 电势能增加1.8×10－5 J. (2)WAB＝EpA－EpB＝－3×10－5 J， 又EpA＝0，则EpB＝3×10－5 J， WAC＝EpA－EpC＝－1.8×10－5 J， 则EpC＝1.8×10－5 J. 11 如图所示，空间有一水平匀强电场，在竖直平面内有初速度为v0的带电微粒，在电场力和重力作用下沿图中虚线由A运动至B，其能量变化情况是 (　　) A．动能减少，重力势能增加，电势能减少 B．动能减少，重力势能增加，电势能增加 C．动能不变，重力势能增加，电势能减少 D．动能增加，重力势能增加，电势能减少 （1）将电荷+ q由A移到O ，则有+ q 在A点的电势能: E O A ＋q F E O A -q F 规定电荷在O点电势能为零 （2）将电荷