黑龙江省虎林市高级中学高中物理人教版选修3-1课件：1.4电势能和电势 (共17张PPT)

第4节 电势能和电势 点电荷只在电场内做加速运动 一、电场能的性质 动能越来越大。 速度越来越大， 是什么力在做功？什么能变成了动能？ E + F 一、电场力做功的特点 结论：静电力做功只与电荷的初末沿电场线方向的位移有关，与电荷经过的路径无关。 + + 直线 + + 曲线 + + 倾斜直线 二、电势能： 1、电势能与重力势能的比较 重力做功与通过的路径无关，只与始末位置的相对高度有关。 静电力做功与通过的路径无关，只与始末位置在电场线方向的距离有关。 重力势能：物体由于位置而具有的能量，叫重力势能（EP）。 电势能：电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能，叫电势能。电势能用Ep表示。 重力势能 电势能 重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加。 静电力做正功，电势能减少；静电力做负功，电势能增加。 静电力做的功等于电势能的减少量。 重力做的功等于重力势能的减少量。 功能关系 重力势能 电势能 电势能是相对的 重力势能是相对零参考平面的。 某点的电势能也是相对零电势能点的。 电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功。 某点的重力势能，等于把物体从该点移到零参考点重力做的功！ 重力势能 电势能 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的电势规定为零。 正电荷在电场中,其EP始终为正 负电荷的电场中,其EP始终为负 正电荷在电场中,其EP始终为负 负电荷在电场中,其EP始终为正 正电荷的电场中 + 无限远(0 ) 负电荷的电场中 － 无限远(0 ) 思考与讨论：对不同的电荷从A运动到B的过程中，电势能的变化情况： 1、正电荷从A运动到B做正功，即有WAB>0，则EpA>EpB，电势能减少。 ●正电荷顺着电场线的方向其电势能逐渐减少。 2、负电荷从A运动到B做负功，即有WAB<0，则EpA<EpB，电势能增加。 ●负电荷顺着电场线的方向其电势能逐渐增加。 电势能大小的比较方法： （2）电场线判断法 正电荷顺着电场线方向移动时，电势能逐渐减小；逆着电场线移动时，电势能逐渐增大。 负电荷顺着电场线方向移动时，电势能逐渐增大；逆着电场线移动时，电势能逐渐减小。 （1）做功判断法 无论正负电荷，电场力做正功，电势能减小；电场力做负功电势能增加。 例题1、下列说法中，正确的是（ ） A、把两个同种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加 B、把两个同种点电荷间的距离减小一些，电荷的电势能一定增加 C、把两个异种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加 D、把两个异种点电荷间的距离减小一些，电荷的电势能一定增加 + + + + － － － － 例题2、有一电荷量q=－3×10－6C 的点电荷 ，从电场中的A点移到B点时，克服静电力做功6×10－4J，从B点移到C点时静电力做功9×10－4J。问 （1）以B为零势能点，电荷在A点时的电势能EPA1是多少？ （2）如选取C点的电势能为零，则电荷在A点时的电势能EPA2又是多少？ 解（1）以B点为零势能点，电荷由A移向B的过程中，静电力做功－6×10－4J，即： （2）以C点为零势能点，根据： 三、电势 有一个电场强度为E的匀强电场,规定电荷在O点的电势能为零。A为电场中的任意一点，电荷q在A点的电势能多少？电量为2q呢？ 决定某一点的性质 （5）电势高低的判断方法 电势 （1）内容：电荷在电场中某点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这点的电势。 （2）单位：伏特（V） （3）物理意义：用来描述电场中能量性质的一个物理量 （4）电势是标量，只有大小，没有方向，但可正可负。相对与零势面的。 (2)电场线法：顺着电场线的方向电势越来越低。 电势高低看箭头。 注意：计算需带符号 （1)计算法： 例题1：如图示，电场中有A、B两点，则下列说法中正确的是（ ） A、电势ΦA> ΦB，场强EA>EB B、电势ΦA> ΦB，场强EA<EB C、将 +q从A点移到B点，电场力做正功 D、将－q分别放在A、B两点时具有的电势能EPA>EPB 例题2：将一电量为q=2×10-6C的点电荷从电场外一点O 移至电场中某点A，电场力做功4×10-5J，求A点的电势。 解: 场外一点O的电势为： 四、等势面 内容：电场中电势相同的各点构成的面。 等势面与电场线的关系 a、在同一等势面上各点电势相等，所以在同一等势面上移动电荷，静电力不做功 b、电场线跟等势面一定垂直，即跟电场强度的方向垂直 c、电场线从高等势面垂直指向低等势面 e、