9.4电势能 电势 课件-2023-2024学年高二上学期物理沪科版（2020）必修第三册

第九章·静电场 第四节 电势能 电势 高中物理 必修 第三册 本节课主要学习内容 1 电势能 2 功与电势能的变化 3 电势 4 等势面 引入 闪电的能量来自哪里？ 复习类比 类比：电荷在静电场中运动也会有类似的规律吗？ 1、物体在重力场中具有重力势能。 2、重力做正功，重力势能减小。 3、重力做功与路径无关，由初末位置的高度差决定。 4、只有重力做功，机械能守恒。 1、电荷在静电场中具有电势能吗？ 2、电场力做功,电势能如何变化呢？ 3、电场力做功与路径有关吗？由what决定呢？ 4、只有电场力做功什么能量守恒呢？ 电势能Ep（P21） 定义：电荷在电场中具有的势能。 单位：焦耳，符号 J。 标量：有大小、有正负、没有方向。 电势能具有相对性。电荷在电场中某点的电势能大小与零势能面的选取有关。 零势能面：理论上在无穷远，一般取地球表面。 电荷 q 在电场中某点的电势能在数值上等于把此电荷从该点移动到零电势能处电场力所做的功。 电场力做功与电势能变化（P21） 重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加。 电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加。 WAB = EPA－EPB = －ΔEP 注意：电荷有正负，情况更加复杂。 正电荷顺着电场线移动， 正电荷逆着电场线移动， 负电荷顺着电场线移动， 负电荷逆着电场线移动， 电场力做正功，电势能减少。 电场力做负功，电势能增加。 电场力做负功，电势能增加。 电场力做正功，电势能减少。 重力做功与路径无关；电场力做功，也与路径无关。 新的发现 我们发现： 电荷在电场中某点的电势能与电荷的电荷量有关; 电荷的电势能与电荷量之比跟电荷无关，该比值由电场及该点在电场中的位置决定。 由此发现电场的一种新属性，它只由电场本身所决定，而与电场中试探电荷无关。我们引入一个新的物理量——“电势”。 在零势面一定时，重力势能与物体质量、所处高度有关，那么电势能与什么有关？ 电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比。 定义 描述电场能的性质的物理量。 意义 在数值上等于单位正电荷在该点具有的电势能大小。 电势具有相对性，数值取决于零电势的选取。 大小 标量，没有方向。正负号表示大小——比零电势高或低。 方向 比值定义法 φ 符号 φ =Ep/q （需带正负号） 公式 伏特 V 单位 电势为电场的本身属性，由电场决定，与电势能、试探电荷无关。 电势（P22） 电势、场强的类比 电势φ 电场强度E 意义 描述电场能的性质 描述电场力的性质 大小 φ＝Ep/q E＝F/q 方向 标量 矢量 单位 V N/C 变形 Ep＝qφ F＝qE 联系 （1）电势沿场强方向降低（沿电场线降低最快）。 （2）大小之间不存在任何关系。 电势为零，场强不一定为零； 场强为零，电势不一定为零； 电势高，场强不一定大；场强大，电势不一定高。 等势面（P23） 电荷在电场中沿垂直于电场方向移动时电场力不做功，电势能不发生变化，说明电场中的这些点的电势相等。 电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面。 等势面一定跟电场强度的方向垂直。 电场线不相交，等势面也不相交。 同一电场中，等差等势面的疏密反映了电场的强弱，等势面越密的地方，电场线也越密，电场强度E越大。 电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面。 等势面（P24） + − 电场线 电场力 ⊥ 等势线 小结 电势 电势能 等势面 保守力： 做功与路径无关。 例如：重力、万有引力、电场力 非保守力（大多数是耗散力）： 做功与路径有关。 例如：摩擦力、空气阻力 只有重力做功：机械能 守恒。 只有电场力做功：电势能+动能 守恒。 练习与作业 课本P24/问题与思考1~5 练习册P11/1~7 $$