1.4 电势能与电势（2课时）课件-2023-2024学年高二上学期物理粤教版（2019）必修第三册

第一章 静电场的描述 粤教版 必修三 第四节 电势能与电势 1 一个正电荷在匀强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。 从能量转化的角度，同学们可以展开哪些思考呢？ E A B F 新课导入 2 B A F q E 动能定理：该电荷的动能增加了WAB 能量守恒定律：某种形式的能量减少了WAB + 这是一种什么形式的能量呢？ 动能 通过静电力做功 重力——重力做功与路径无关 滑动摩擦力——滑动摩擦力做功与路径有关 电场力做功有什么特点呢？ 新课导入 Part 01 电场力做功的特点 5 讨论与交流 在场强为E的匀强电场中，电量为+q的试探电荷沿三种不同路径从点A移动到点B。电场力做功分别是多少？ 6 W = W1 + W2 + W3 +… = q E·|AC|=qEd W1 = q E ·x1 W2 = q E ·x2 W3 = q E ·x3 … … … … x1 + x2 + x3 +…=? C ө E A B + q F E A B + q F + q F + q F + q F C x1 x2 x3 Q P F Δd 在场强为E的匀强电场中，电量为+q的试探电荷沿曲线从点A移动到点B。电场力做功分别是多少？ 讨论与交流 化曲为直 一、电场力做功的特点 研究表明，在匀强电场中移动电荷时，电场力所做的功与电荷的电量及其起点、终点的位置有关，与路径无关。更多的研究表明，上述结论也适用于非匀强电场。 这与什么力做功相似呢？ 重力做功 讨论与交流 1.试探电荷q只受电场力作用由A运动到B，能量如何变化？ 2.由能量守恒定律，增加的动能由什么能转化而来？ 3.试探电荷q由不同位置运动到B，能量变化相同吗？ C ө E A B + q F 温故知新 WG＝ =mgh1－ mgh2 定义：重力势能 Ep＝ mgh 重力做的功等于重力势能的减少量 重力做功的特点（A→B） 10 类比推理 功和能量的变化密切相关。重力做功对应着重力势能的变化，那么，静电力做功又对应着哪种形式的能量变化呢？ 11 Part 02 电势能 12 电势能 1.定义：电荷在电场中具有的势能叫电势能，用符号EP表示。 电势能 电势能 动能 通过静电力做功 类比重力做功 静电力做的功=电势能的减少量 E A B + q F O 14 电势能 2 .电场力做功和电势能的关系 电场力做的功等于电势能的减少量 WAB = EpA - EpB = -ΔEp （增量的负值） （1）当WAB>0，则EpA>EpB,表明电场力做正功，电势能减小； （2）当WAB<0，则EpA<EpB, 表明电场力做负功，电势能增加。 （公式适用于一切静电场） 15 电势能 3、特性 ①相对性 ②系统性 电荷的电势能是由电荷和及对它作用的电场所共有的，具有系统性。 我们说某个电荷的电势能，只是一种简略的说法。 电势能是相对的，具体数值与零势能面的选取有关； 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。 多远算“无限远” 呢？ q Q 电势能 4、标量 例如：EpA=3J 比零势能点多3J EpB=-3J 比零势能点低3J EpA ＞ EpB 电势能是标量，有正负，表大小 电势能 5、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电场力所做的功。 E A B 若以A点作为零势能面， 则有 EPA-EPB=WAB 因EPA=0 ，则 EPB= -WAB 如图，若A→B电场力所做功为WAB 若以B点作为零势能面， 则EPA-0=WAB即EPA=WAB 2.选择不同的零势能面，对于同一个带电体在同一点来说电势能大小是不相同的。 总结： 零势能位置的选取是任意的 3.通常把电荷离场源电荷无穷远点Ｏ处或在大地表面的电势能规定为零 Part 03 电势 19 将不同质量的物体从地面搬到楼顶，重力势能的变化不同，但是楼顶的“高度”是一定的。 将质量m的物体提升h高度，重力势能增加mgh；将质量为2m的物体提升h高度，重力势能增加2mgh；将质量为3m的物体提升h高度，重力势能增加3mgh。 寻找表示电势能性质的物理量 讨论与交流 1.将电量为q的正试探电荷从A点移到O点，则A点的电势能为多少？ 2.若电荷的电量为2q、3q … 则A点的电势能为多少? … 3.求EpA/q，比值是否与电荷量有关？ 与电荷量无关，仅与电场及A点的位置有关 该“常量”是否相当于电场中的“高度”？ 21 电势 1 V = 1 J/C 1. 定义: 2. 公式: 3. 单位: (计算时要代入正负号)