10.1电势能和电势(共22张)

(共22张PPT)
10.1 电势能和电势
一个正电荷在电场中从A点由静止释放运动到B点,静电力做了正功，该电荷的动能增加了，那么就意味着另外一种能量减少了，这是一种什么形式的能量呢？
E
+
F
问题：
A
B
1.将正的检验电荷q分别沿直线和折线从A移至B，求电场力所做的功的表达式。
①沿直线A-B：WAB ＝Fcosθ|AB|＝qEcos θ|AB| ＝ qE|AM|
②沿折线A-M-B：
对AM：W1 = q E ·|AM|
对MB：W2 = 0
全程静电力对 q 所做的功WAMB = W1 + W2= q E·|AM|
F
E
A
B
M
·
·
q
θ
一、静电力做功的特点
2.将正的检验电荷q从A沿曲线移至B，求电场力所做的功的表达式。
微元法：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| AM| ，q 沿任意曲线从 A 点移动到 B 点静电力所做的功也是W＝qE|AM|。
一、静电力做功的特点
静电力做功与电荷移动的路径无关,由初末位置来决定.
做功的过程是一个能量转化的过程。
重力做功的过程是重力势能与动能相互转化的过程.
那么电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢？
与重力做功情况相似。
一、静电力做功的特点
1.电场中的电荷由于受到电场力作用而具有的势能，这种势能叫电势能（Ep）。
正电荷从A点移到B点时，静电力做正功，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，即电荷克服静电力做功，电荷的电势能增加。
把正电荷从A点移到B
+
把正电荷从B点移到A
-
二、电势能
（1）只要电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小
（2）只要电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大
（3）电场力做的功等于电势能的减少量
2.结论
二、电势能
注意：
3.电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该处移动到零势能位置所做的功。
WAB = EPA - EPB EPB=0
EPA = WAB
二、电势能
（1）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。
（2）电势能由电荷和电荷在电场中的相对位置决定，具有相对性。
（3）电势能是标量,没有方向,但有正负。
（4）电势能EP是由电场和电荷共同决定的，是属于电荷和电场所共有的。
4.重力势能和电势能类比
重力场中，重力：地球和物体之间存在的吸引力
电场中，电场力：电荷之间的作用力
有重力就有重力势能Ep= mgh
有电场力就有相应的能，叫电势能EP
Ep由物体和地面间的相对位置决定
EP由电荷间的相对位置决定
电场力做正功，电势能就减少
电场力做负功，电势能就增加
电场力作功，电势能改变
重力做功，重力势能改变
重力做正功，重力势能就减少
重力做负功，重力势能就增加
W重 = EP初-EP末
W电 = EP初-EP末
A
0
L
θ
E
-
该比值是一个与q无关，仅与电场及A点的位置有关的量。
如图，规定O点的电势能为零，求：
（1）电荷量为-q的点电荷在A点的电势能。
（2）电荷量为+2q的点电荷在A点的电势能
该比值称为A点的电势
零势能参考点
电势能的大小是与试探电荷的电性和电量q都有关，故不能用“电势能”来描述电场的性质。
1、定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。
2、定义式：
电势能
重力势能
电势
高度
3、单位：伏特，符号为V
4、比值定义法。电势 是反映电场性质的物理量，取决于电场本身，与放入的试探电荷无关
三、电势
类比
5、电势的定义式 中的EP及q在运算时均需代入正、负号。
4、电势是标量，没有方向，但有正负（与零电势点的选取有关）。
5、电势具有相对性
电势是相对于零势能参考点的，一般选取无穷远电势为0，实际应用中常取大地电势为0
三、电势
正电荷周围电势为正值，负电荷周围电势为负值
6、电势的高低比较
电荷由A点运动的B点
正电荷 负电荷
电场力做功 正功 负功
电势能变化 减少 增加
电势 变化
减少
减少
三、电势
结论：
（1）沿着电场线方向电势逐渐降低。
（2）公式结论法： （带正负号分析）
①对于正电荷，电势能越大，所在位置的电势越高（越大）。
②对于负电荷，电势能越大，所在位置的电势越低（越小）。
正电荷在电势高的地方电势能大，而负电荷在电势高的地方电势能小。
1．下列关于电势和电势能的说法正确的是（　　）
A．选择不同的零电势点，电场中同一位置的电势值不变
B．在电场中同一位置，正检验电荷的电势能大于负检验电荷的电势能
C．电场力对电荷做正功，该电荷在电场中的电势能一定减少
D．电势降低的方向，就是场强方向
C
2．图中带箭头的直线是某电场中的一条电场线，在这条直线上有a、b两点，若用Φa、Φb表示a、b两点的电势大小，则（　　）
A．电场线是从a指向b，所以有Φa>Φb
B．a、b两点的场强方向相反
C．同一负电荷在b点的电势能小于在a点的电势能
D．若此电场是由一负点电荷所产生的，则有Ea>Eb
A
D
3．正点电荷电场分布如图，该正点电荷电量为Q，则Q在与它相距r处的点所产生的电场强度大小为 ，A、B、C是电场线上的三个点。正点电荷在静电力作用下，沿电场线由A点运动至B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．电场力做负功
B．电场力先做正功后做负功
C．电荷电势能增加
D．电荷电势能减少
4．如图所示，在匀强电场中虚线为电场线，O、A、B、C四点共线，且AB=2OA=2BC=6cm，θ=600．已知A点电势为零，一电子在O点电势能为-6eV，则下列说法正确的是（　　）
A．O点的电势为-6V
B．电场线方向水平向右
C．场强大小为200V/m
D．电子从O点移动到C点电势能降低
B
5．在静电场中，下列说法正确的是（　　 ）
A．场强越大的地方，电势一定越高
B．电势具有相对性，与零电势点的选取有关，电势差与零电势点的选取无关
C．匀强电场中，如果沿某个方向电势是降低的，则此方向即为电场线方向
D．电势越高的地方，正电荷具有的电势能一定越大
BD
6．如图为一对等量异种点电荷，电量分别为+Q、-Q。实线为电场线，虚线圆的圆心O在两电荷连线的中点a，b，c，d，为圆上的点，下列说法正确的是（　　）
A．a，c两点的电势相同
B．b，d两点的电场强度相同
C．同一负电荷在a点的电势能等于d点的电势能
D．正电荷从d点运动到b点的过程中，电场力做负功
BC
7．将一原来不带电的金属小球N放在一带电小球M的旁边，它们在周围空间产生电场，其电场线分布如图所示。则下列说法中正确的是（　　）
A．A点的电势低于B点的电势
B．由于静电感应，小球N左端应带负电，右端应带正电
C．一带负电粒子在A点的电势能小于在B点的电势能
D．一带正电的粒子从A点由静止释放，仅在电场力作用下，一定沿电场线运动到B点
BC
8．如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度飞出a、b两个带电粒子，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示，则（　　）
A．a、b一定带异种电荷
B．a的速度将减小，b的速度将增加
C．a的加速度将增加，b的加速度将减小
D．两个粒子的电势能都减小
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