10.1电势能和电势 课件-2025-2026学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

§ 10.1 电势能和电势 第十章 静电场中的能量 讨论交流 M E 1．将电荷q从A沿直线移至B A B ө + q + q F 静电力做功 WAB = F·|AB|cosθ=qE·|AM| M ө E A B 2．将电荷q从A沿折线移至B 对AM： W1 = qE·|AM| 对MB： W2 = 0 对全程： W = W1 + W2= qE·|AM| + q F + q F 3．将电荷q从A沿曲线移至B M ө E A B E A B + q F + q F + q F + q F W = W1 + W2 + W3 +… = q E·|AM| W1 = q E ·x1 W2 = q E ·x2 W3 = q E ·x3 … … … … M x1 + x2 + x3 +…=? x2 x１ x３ + q F E C A B ө + q + q F x d 把曲线分成无数小段，每一小段中，设想 q 都从起点先沿电场方向、再沿垂直电场方向到达终点。各小段沿垂直电场方向运动时，静电力是不做功的，各小段沿电场方向移动的位移之和等于d 4．将电荷q从A沿任意路径移至B，静电力做功？ 5．将q由A移到B的过程，电场力对电荷做功？ 这与什么力做功相似呢？ 教材P22方法论提示 类比 重力做功的特点 一、电场力做功的特点 特点：在匀强电场中，电场力做功只与移动电荷的电荷量以及起点和终点的位置有关，而与路径无关。上述结论也适用于任意静电场 讨论交流 重力势能转化为动能 重力做正功 物体的动能 重力势能 电场力做正功 电荷的动能 转化为动能 电势能 (1)单位：与重力势能相同，国际单位制中，焦耳（J） (2)标量：正、负值表示电势能大小 (3)系统性：电荷与电场共有的能量 (4)相对性：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 1．定义：电荷在静电场中具有的势能，简称电势能（EP） 二、电势能Ep 讨论交流 正电荷从A点移到B点时，静电力做正功，动能增加，电荷的电势能减少 正电荷从B点移到A点时，静电力做负功，动能减小，电荷的电势能增加 + F ①把正电荷从A点移到B ②把正电荷从B点移到A + F 电场力对电荷做正功，电荷的电势能减少； 电场力对电荷做负功，电荷的电势能增加 WAB= ΔEP= ( EPBEPA )=EPA EPB 减少量 变化量 三、电场力做功与电势能变化的关系 电荷在电场中的“某点”具有的电势能，等于把电荷从这个该点移动到零势能点的过程中，电场力所做的功。 把电荷“从某点移到零势能点” 计算电荷在电场中某点具有的电势能 讨论交流 表达式，当时，，这个式子表达了什么意义？ 【例题】 某电场中有 A、B、C 三点，把一个电荷量为 q 的正电荷从 A 点移到 B 点的过程中，电场力做功5×10-9J，再从 B 点移到 C 点，电场力做功-8×10-9J。 （1）在从 A 点经过 B 点移到 C 点的整个过程中，该电荷的电势能是增加还是减少了？变化量是多少？ （2）以 B 点为电势能零点，该电荷位于 A 点以及 C 点的电势能各是多少？ （3）如果把电荷量为-q的电荷从 A 点经过 B 点移到 C 点，该电荷的电势能是增加还是减少了？变化量是多少？ 拓展 关于电势能，有两点需要注意： ①电势能是电场与电荷组成的系统共有的，同一个电场中的同一个位置，放置正电荷和负电荷，电势能的正负号是相反的。 ②电势能与电势能零点的选取有关，因此它只具有相对意义，即相对于电势能零点而言具有多少电势能。但电荷在电场中某两点间移动的过程中，电势能的变化与电势能零点的选取无关，它与在这两点间移动的过程中电场力所做的功数值相等。 例．一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图虚线所示，电场方向竖直向下。若不计空气阻力，则此带电油滴从a运动到b的过程中，能量变化情况为( ) A．动能减小 B．电势能增加 C．动能和电势能之和减少 D．重力势能和电势能之和增加 E a b mg F电 √ 作业： 1、完成：课时跟踪检测六 2、阅读：教材P33发展空间 $