物理人教版（2019）必修第三册10.1电势能和电势（共20张ppt）

(共20张PPT)
第十章 静电场中的能量
10.1 电势能和电势
学习目标
1、知道静电力做功的特点。
2、掌握静电力做功与电势能变化之间的关系。
3、理解电势能、电势的概念。
4、知道电势、电势能的相对性。
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）
一、复习旧课
二、讲授新课
（一）静电力做功的特点
电场力做功与路径无关，与初末位置的性质有关。也适用于非匀强电场
重力做功与路径无关！
与初末位置有关！
重力做功对应重力势能变化
重力做正功→重力势能减少
重力做负功→重力势能增加
-
v
电场力做功与路径无关！
与初末位置有关！
电场力做功对应**势能变化
电场力做正功→**势能减少
电场力做负功→**势能增加
+
v
-
v
引入
电势能
（二）电场与重力场对比
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EpAWAB=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。
（三）电势能
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。
q
Q
我们说某个电荷的电势能，只是一种简略的说法。
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
2.选择不同的零势能面，对于同一个带电体在同一点来说电势能大小是不相同的。
6.电势能的大小：
总结：
例1：把正点电荷由a点沿电场线移到b点的过程中，关于电场力对电荷所做的功及电势能的变化，下列说法中正确的是 （　　）
A．电场力做正功，电势能减少
B．电场力做正功，电势能增如
C．电场力做负功，电势能增加
D．电场力做负功，电势能减少
A
（四）典例分析
例2.一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场力做了5×10－6J的功，那么 ( )
A．电荷在B处时将具有5×10－6J 的电势能
B．电荷在B处将具有5×10－6J 的动能
C．电荷的电势能减少了5×10－6J
D．电荷的动能增加了5×10－6J
C
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
电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加
针对训练
匀强电场中任取一点A，取一点B，并规定电荷在B点的电势能为0，引入检验电荷置于A，其电势能为EPA。则从A点移到B点时电场力做功为WAB=EPA。
q +1C
EPA E0
+2C
……
-1C
-2C
……
2E0
……
-E0
-2E0
……
(五)寻找表示电场能的性质的物理量
E
q
F
A
B
+
该“常量”是否相当于电场中的“高度”？
该比值是一个与q无关，仅与电场及A点的位置有关的量。
E
A
B
θ
+
+
q
F
寻找表示电场能的性质的物理量
B为零势能参考点
该比值称为A点的电势
q从A移到B，求EPA与q的比值：
电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值
1 V = 1 J/C
1. 定义:
2. 公式:
3. 单位: 伏特（V）
（比值定义法，计算时要代入正负号）
例如：φ A=3V ：比0电势高3V
φ B=-5V ：比0电势低5V 故 φ A ＞ φ B
5. 电势是标量：有正负，且正负表示大小。数值取决于零电势的选取。（负电势表示该处的电势比零电势处电势低.）
4. 物理意义: 反映电场能的性质（ φ与是否放检验电荷、电性、电荷量都无关，由电场本身决定）
（六）电势
7.如何比较电势的高低？
A
B
E
说明：沿电场线方向电势降低最快。
6. 电势具有相对性：
确定电势应先规定电场中某处的电势为零.（通常规定离场源电荷无限远处或大地的电势为零.）
电势高低的判断
电势 电场强度E
物理意义
决定因素
矢/标量
（七）电势与电场强度的比较：
反映电场能的性质
反映电场力的性质
由电场本身决定，
与检验电荷无关
由电场本身决定，
与检验电荷无关
标量
矢量
例3 如图所示，带箭头的线表示某一电场的电场线。仅在电场力作
用下，一带电粒子从A点减速直线运动至B点，下列说法正确的是（　　）
A. 粒子带正电
B. 粒子在A点加速度大
C. A、B两点相比，粒子在B点电势能较大
D. 在该过程中A到B点电场力做正功
【正确答案】C
例4.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，问：以B为零电势能点，电荷在A点时的电势能是多少？A点电势多高？
1. 静电力做功的特点：静电力所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
3. 电场力做功与电势能变化的关系：
2. 电势能：电荷在电场中具有某种与位置有关的能量，这种称成为电势能，用Ep表示
电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到零势能位置时静电力所做的功。
电场力做正功，电势能就减少
电场力做负功，电势能就增加
三、课堂小结
4、电场强度、电势能、电势
　 电场强度 电势能 电势
意义 描述电场的力的性质 描述电荷在电场中的能量 描述电场的能的性质
定义 　 　 　
矢标性 矢量，方向为正电荷的受力方向 标量，有正负，正负之表示大小 标量，有正负，正负之表示大小
决定因素 由本所身决定 由电势，电荷量，参考点选取有关 由本所身决定，与参考点选取有关
关系 电场强度为0的地方电势不一定为0 电场强度为0，电势不一定为0；电势为0，电势能一定为0 电势为0的地方电场强度不一定为0
联系 电势沿着电场强度方向降低最快