10.1 电势能和电势（课件）【上好课】2024-2025学年高二物理同步精品课堂（人教版2019必修第三册）

制作：陈庆威 第十章： 静电场中的能量 高中物理必修第三册 新课引入 01. 高中物理必修第三册 古代，人们用弩来加速箭，箭的速度能达到102m/s数量级;后来，人们又在枪膛中用火药加速子弹，子弹的速度能达到103m/s数量级;而现代，人们需要用高速的微观粒子轰击另一微观粒子来进行科学研究，其速度的数量级达到107m/s，那是怎样加速的呢? 新课引入 02. 科学是可以解答的艺术。科学的前沿是介于可解与难解、已知与未知之间的全新疆域。致力于这个领域的科学家们竭尽全力将可解的边界朝难解方向推进，尽其所能揭示未知领域。 ——梅达瓦 高中物理必修第三册 第十章：第1节 电势能和电势 高中物理必修第三册 制作：陈庆威 目录 CONTENT 高中物理必修第三册 静电力做功特点 电势能 电 势 巩固提升 新课引入 00. 高中物理选择性必修第一册 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。 E A B F 根据能量守恒定律可知，该电荷的动能增加了WAB，就意味着有某种形式的能量在减少。 是一种什么形式的能量在减少呢？ 静电力做 功的特点 第一部分 问题与思考1 01. 高中物理必修第三册 M E A B θ + q F 问题1：将正的检验电荷q从A沿直线移至B，求电场力的功 W = F·|AB| cosθ = q E·|AM| 高中物理必修第三册 问题2：将正的检验电荷q从A沿折线移至B，求电场力的功 对AM: W1 = q E ·|AM| 对MB: W2 = 0 对全程: W = W1 + W2= q E·|AM| M E A B θ + + q F 问题与思考2 01. 高中物理必修第三册 问题3：将正的检验电荷q从A沿曲线移至B，求电场力的功 W = W1 + W2 + W3 +… = q E·|AM| W1 = q E ·x1 W2 = q E ·x2 W3 = q E ·x3 … … … … x1 + x2 + x3 +…=? M ө E A B + q F E A B + q F + q F + q F + q F M x1 x2 x3 Q P F Δd 微元法 问题与思考3 01. 高中物理必修第三册 问题4：将+q沿蓝色曲线由A移到B,求电场力的功 将-q由A移到B的过程，电场力对电荷做功为： d A B +q E L θ 问题与思考4 01. 规律总结 01. 高中物理必修第三册 (对于非匀强电场也适用) 这与什么力做功相似呢？ 重力做功 总结：在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但与电荷经过的路径无关。 思考与讨论 01. 高中物理必修第三册 1.试探电荷q只受电场力作用由A运动到B（图中灰色曲线），能量如何变化？ B + M A F ө q + 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？ 温故知新 01. 高中物理必修第三册 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） 类比推理 01. 高中物理必修第三册 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？ 电势能 第二部分 电势能 01. 高中物理必修第三册 2 .电场力做功和电势能的关系 （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。 WAB=EpA-EpB E A B + q F O 1.定义：电荷在电场中具有的势能叫电势能，用符号EP表示。 q Q 电势能的性质 01. 高中物理必修第三册 3.电势能是相对的，具体数值与零势能面的选取有关； 4.电势能为电荷和对它作用的电场组成的系统共有。 5.电势能是标量。 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？ 我们说某个电荷的电势能，只是一种简略的说法。 q Q 电势能的大小 01. 高中物理必修第三册 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静电力所做的功。 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