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

单击此处编辑母版标题样式 单击以编辑母版副标题样式 第十章 静电场中的能量 10.1 电势能和电势 【自主尝试】分析试探电荷q在电场强度为E的均强电场中沿以下不同路径从A运动到B电场力做功的情况。 （1)q沿直线从A到B； （2)q沿折线从A到M、再从M到B； （3)q沿任意曲线从A到B。 一、静电力做功的特点 对比重力做功的特点 M A B N q F E 试探电荷沿不同路径由A 到B , 静电力所做的功都为 静电力做功的特点: 静电力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. 此结论对于非匀强电场也是适用的! 一、静电力做功的特点 【思考讨论1】如图所示, 质量为m 的物体在重力场中, 分别 ( 1) 沿折线从A 运动到B; ( 2) 沿直线从A 运动到B ; ( 3) 沿曲线从A 运动到B . 重力分别做多少功? 重力做功有什么特点? 重力做功与重力势能的关系是什么? h A B （1） (2) （3） 对比重力做功的特点 ( 1) 物体沿不同路径由A 到B , 重力做功仅与A 、B 两点竖直方向高度差有关, 与所走路径无关, W =mgh. ( 2) 由于重力做功与所走路径无关, 所以可以引入与位置有关的重力势能. ( 3) 重力做正功, 重力势能减小; 重力做负功, 重力势能增加. 即重力做功等于重力势能的减少. ( 4) 重力势能是地球和物体所组成系统所共有的. m 单击此处编辑母版标题样式 单击以编辑母版副标题样式 【思考讨论2】重力做的功与路径无关，重力做功对应重力势能变化； 静电力做功也与路径无关，静电力做功应对应什么形式的能量变化呢？ 电荷在电场中所具有的与位置有关的能---电势能EP M A B N q F E 电场力做的功等于电势能的减少量。 电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到零势能位置过程中静电力做的功。 零势能点通常取——离场源电荷无限远处或者大地。 二、电势能 【思考讨论3】重力势能是物体和地球所组成系统所共有的, 那么电势能是否也是电荷和电场所共有呢? 电势能 ( 1) 若被移动电荷的极性、电荷量不同,对其电势能有何影响? ( 2) 若电荷所处电场发生变化, 对位于其中的电荷的电势能有何影响? ( 3) 若电场中没有电荷或者空间不存在电场, 还有电势能吗? 若被移动电荷的极性、电荷量不同、电荷所处电场发生变化, 电势能都要发生变化. 如果在电场中没有电荷, 就不会有电势能. 如果有试探电荷而没有电场, 也不会有电势能. 电势能是电荷和电场这个系统所共有的. 思考 单击此处编辑母版标题样式 单击以编辑母版副标题样式 1.电势能是标量，但有正负之分 2.电势能是相对的，其正负与零势能面的选取有关 3.通常把电荷在离场源电荷无限远处或大地表面的电势能规定为零 4.电荷在电场中某点的电势能数值上等于把它从该点移至无穷远(零势能)位置时静电力做的功 5.电势能是电场与电荷构成的系统共同具有的 6.一般来说同一电荷在电场中的不同位置电势能不同 说明 1、静电力做功的特点： 2、静电力做功的计算方法： 3、电势能的计算方法： 4、电势能的大小如何比较？ 将带电量为6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了3×10-5J的功，再从B移到C，电场力做了1.2×10-5J的功，则 （1）电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能分别怎样变化？各变化了多少？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？ 增加了1.8×10-5J. EPC=1.8×10-5 J EPC=-1.2×10-5 J EPB=3×10-5 J EPA= -3×10-5 J 总结：1、如何计算电势能？ 2、如何比较电势能的大小？ 重力势能和电势能 单击此处编辑母版标题样式 单击以编辑母版副标题样式 例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 即学即练 1.关于在电场中移动电荷与电势能的关系，下列说法中正确的是(　　) A．电荷沿电场线方向移动，电势能一定增加 B．电荷沿电场力方向移动，电势能一定增加 C．电荷逆电场力方向移动，电势能一定增加 D．电荷沿垂直于电场线方向移动，电势能一定不变 电势能 课堂练习 CD 单击此处编辑母版标题样式 单击以编辑母