10.1电势能和电势课件-2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册（共27张ppt）

(共27张PPT)
苹果为什么会往下掉？
能量如何变化？
新知导入
一个试探电荷在电场中某点由静止释放，将如何运动？
E
F
在电场力作用下电荷做加速运动，一段时间后获得一定的速度，试探电荷的动能增加。
新知导入
静电力做功的特点
把正电荷沿不同路径从A点移到B电场力做功？

q
丙
甲
乙
B
M
A
F
W=FScos =qEScos =qEd
与重力做功类似，在电场中移动电荷时，静电力做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。
静电力做功的特点
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转化为其它能量的过程。
那么电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢？
电势能是电荷在电场中所具有的能量。
A
B
E
v
A
B
E
v
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。
电势能
1. 电荷在电场中具有与其位置有关的能量叫电势能。
2. 电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小；
电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大；
电场力做的功等于电势能的减少量。
电势能
WF=△Ep=EP末-EP初
[例1] 如图，在场强E=103N/C的匀强电场中，点电荷q=+1C从A移动到B，AB相距L=1m，电场力做功为多少？电势能如何变化？
E
q
F
B
A
课堂练习
[例1] 如图，在场强E=103N/C的匀强电场中，点电荷q=+1C从A移动到B，AB相距L=1m，电场力做功为多少？电势能如何变化？
E
q
F
B
A
课堂练习
电荷在B点具有的电势能多大？
1.零势能面：规定电势能为零的地方
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能规定为零。
2.电荷在某点的电势能，等于把它从该处移动到零势能位置时静电力所做的功。
3. 电势能是相对的，与零电势能面有关。电势能是标量，为负表示电荷在该处的电势能比零还要小。
4. 电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性。
零势能面
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
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 电场力作功，电势能改变
电场力做正功，电势能就减少
电场力做负功，电势能就增加
W重 = EP1-EP2 W电 = EPA-EPB
重力势能和电势能类比
[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
课堂练习
[例3]将带电量为6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了3×10-5J的功，再从B移到C，电场力做了1.2×10-5J的功，则:
(1)电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能共改变了多少？
(2)如果规定A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少？
(3)如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？
课堂练习
[例3]将带电量为6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了3×10-5J的功，再从B移到C，电场力做了1.2×10-5J的功，则:
(1)电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能共改变了多少？
(2)如果规定A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少？
(3)如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？
课堂练习
电势
电荷在某点的电势能，等于把它从该处移动到零势能位置时静电力所做的功
用该方法计算电势能过于麻烦，能定义一个类似于高度h的概念，然后直接用类似公式EP=mgh的方法来直接计算电势能？
地势
地势
电场的力的性质我们必须用场强E来描述，那么电场的能的性质我们又应该用什么物理量来描述呢？能否用“电势能”呢？
电场的能的性质也是电场本身的一种属性，它只能由场源本身所决定，而与电场中有无放入试探电荷无关。而电势能的大小是与试探电荷的电量q有关的（因q越大，其所受电场力就越大，具有的做功本领大，电势能也就大），故不能用 “电势能”来描述电场的能的性质，我们引入一个新的物理量——“电势”来表示它。
电势
电势
EP1=mgh1、EP2=mgh2、EP3=mgh3....
地势：gh = ，其中，h为高度，g与中心天体和高度有关，m是物体本身的一种属性
电势：φ = 单位: 伏特，符号为V，1 V = 1 J/C
对电势的理解
1. 电势的相对性：某点电势的大小是相对于零点电势而言的。零电势的选择是任意的，一般选地面和无穷远为零势能面。
2. 电势的固有性：电场中某点的电势的大小是由电场本身的性质决定的，与放不放电荷及放什么电荷无关。
3. 电势是标量。
4. 计算时EP、q、 都带正负号。
电势高低的判断方法
通过地势图，可以一眼看出不同地方的电势高低——从上往下，地势越来越低。电场中能否一眼看出电势的高低？
电势高低的判断方法
沿电场线方向
电场力对正电荷做正功，电势能减小
电场力对负电荷做负功，电势能增大
φ = 均减小
结论：沿电场线方向，电势逐渐降低。
电势高低的判断方法
若以无穷远处电势为零
正点电荷周围各处的电势的特点？
负点电荷周围各处的电势的特点？
都为正，越靠近正电荷电势越高。
都为负，越靠近负电荷电势越低。
将正电荷看成山峰，负电荷看成盆地
φ = Ed gh
重力势能和电势能类比
重力势能：EP=m g h
电势能：EP=q E d