10.1电势能和电势 课件-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

第十章 静电场中的能量 第1节 电势能 电势 试探电荷在电场中某点由静止释放,将如何运动? E 结论：动能增加 + F 思考：什么能转换为动能的呢? 地球 负电荷 m +q 重力场 电场 mg qE 场方向 场方向 M E 将电荷q从A沿直线移至B A B ө + +q + F WAB = F·|AB|cosθ=qE·|AM| A到M: W1 = q E ·|AM| M到B: W2 = 0 全程: W = W1 + W2= q E·|AM| A到B: M ө A B + q F A B + q F + F + + W = W1 + W2 + W3 +… = q E·|AM| M X1 x2 x3 在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷经过的路径无关,只与电荷的起始位置和终止位置有关。 做功 能量转化 重力做功 动能与重力势能相互转化 电场力做功 动能与？相互转化呢 电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大 电势能 1、定义：电荷在电场中具有势能。同样用Ep表示。 电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小 2、电场力做功与电势能的关系: (1)只要电荷在电场中移动，静电力一定做功。( ) (2)静电力做功与重力做功类似，与初末位置有关，与路径无关。( ) (3)电荷从电场中的 A 点运动到 B 点，路径不同，静电力做功不同。( ) 3.电势能的大小：电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到 时静电 力所做的功，即 EpA＝WA0。 4.零 势 能 位 置 ： 电 场 中 规 定 的 电 势 能 的 位 置 ， 通 常 把 电 荷 在 离 场 源 电 荷 或把电荷在 的电势能规定为零。 【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， 【针对训练 1】 匀强电场中，有 A、B、C 三点，AB＝5 cm，BC＝12 cm，其中 AB 沿电场方向，BC 和电场方向成 60°角。一个电荷量为 q＝4×10－8 C 的正电荷从 A 移到 B， 静电力做功为 W1＝1.2×10－7 J。求： 3、做功衡量电势能的变化量，不决定某点电势能数值 通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上电势能规定为零。 WAB = EpA - 0 5、电势能是标量，有正负 4、某点的电势能， 等于把它从该点移动到零势能位置时静电力所做的功。 1、电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值 3、定义式： (计算时要代入正负号) 2、由电场本身的性质决定的，与是否引入电荷，以及引入电荷的电性和电量无关。 4、单位：伏特，符号为V 1 V = 1 J/C 电势 5、相对性：一般选取无穷远或大地电势为零。 6、沿电场线方向电势越来越低 A B E φA ＞φB 7、电势是标量，有正负 电势 [判一判] 下列说法是否正确？ (1)电场线密集处场强大，电势高。( ) (2)某一点的电势为零，其场强一定为零。( ) (3)某点的电势为零，电荷在该点的电势能一定为零。( ) A B E C A B C D 【例 2】如果把电荷量为 q＝＋1.0×10－8 C 的电荷从无限远处移到电场中的 A 点，要克服静电力做功 W＝1.2×10－4 J，那么： 【针对训练 2】如图是某电场中的一条电场线，a、b 是这条线上的 两点，一负电荷只受电场力作用，沿电场线从 a 运动到 b。则在这个过程中，电荷的速度— 时间图像如图所示，请比较 a、b 两点电势的高低和场强的大小( ) 【例 3】 (多选) 带电的粒子 M 只在电场力作用下由 P 点运动 到 Q 点，在此过程中克服电场力做了 2.6×10－8 J 的功，那么以下判断正确的是( ) A. M 在 P 点的动能一定大于它在 Q 点的动能 B. P 点的电势可能高于 Q 点的电势 C. P 点的场强一定小于 Q 点的场强 D. M 在 P 点的电势能一定小于它在 Q 点的电势能 【针对训练 3】 (多选) 如图甲所示，A、B 是一条电场线上的两 点，若在某点释放一初速度为零的电子，电子仅受电场力作用，从 A 点运动到 B 点，其速度随时间变化的规律如图乙所示。则( ) 1. 把负点电荷沿电场线方向由 a 点移 至 c 点的过程中，关于电场力对电荷所做的功和电荷电势能的变化，下列说法正确的是( ) A.电场力做正功，电势能增加 B.电场力做正功，电势能减少 C.电场力做负功，电势能增加 D.电场力做负功，电势能减少 2.(多选)在如图所示的 4 种情况中，a、b 两点的场强相同，电势不同的是( ) 3.(多选) 在静电场中， 将一正电荷从 a 点移到 b 点，电场力做了负功，则( ) A.该电荷的动能可能减小 B.b 点的电场强度一定比 a 点大 C.b 点的电势一定比 a 点高 D.场强方向一定由 b 指向 a 4.(多选) 如图所示，在 x 轴相距为 L 的两点固定两个等量异种点电荷＋Q、－Q，虚线是以＋Q 所在点为圆心、L2为 半径的圆，a、b、c、d 是圆上的四个点，其中 a、c 两点在 x 轴上，b、d 两点关于 x 轴对称。 下列判断正确的是( ) $$