物理人教版（2019）必修第三册10.1电势能和电势（共19张ppt）

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人教版高一必修三 第十章 静电场中的能量 10.1 电势能和电势
一个正电荷在匀强电场中只受到静电力F 的作用，它在电场中由A点运动到B点时，静电力做了正功WAB。
E
A
B
F
是一种什么形式的能量在减少呢？
由动能定理可知，该电荷的动能增加了WAB。
新课导入
根据能量守恒定律，动能增加就意味着有某种形式的能量在减少。
思考：重力做功有什么特点？
h
一、静电力做功的特点
F
E
θ
M
A
B
+
路径一：沿着AB移动电荷
路径二：沿着AMB移动电荷
结论：
以上两种不同路径中静电力对q所做的功一样
A
B
一、静电力做功的特点
F
θ
+
+
如果不是沿直线运动呢？
E
θ
M
A
B
+
微元法：将曲线AB分成无数小段，设想q都从起电沿着电场线方向、再垂直电场线方向到达终点
静电力做功的特点：与路径无关，只与初末位置有关
静电力做功伴随着什么能量在转化？
一、静电力做功的特点
A
B
如何处理曲线问题？
同样适用于
非匀强电场
（d 为沿电场线方向的距离）
Ep
（与路径无关）
W重力
重力势能
W电
势能
电
二、电势能（电势能是标量）
WAB=EPA-EPB
类比重力与电场力做功
A
B
F
+
1.定义：电荷在电场中具有的势能叫电势能，用符号EP表示。
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EpA表明电场力做负功，电势能增加。
电荷在A点具有电势能EpA
电荷在B点具有电势能EpB
E
3.电势能的大小：
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。
零势能点
（人为规定）
离源电荷无限远处
大地表面
若规定EPB=0
则EPA=WAB
，根据功能关系WAB=EPA-EPB
=qEd
二、电势能
A
B
F
+
d
E
重力：地球和物体之间存在的吸引力
电场力：电荷之间的作用力
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
电场力做功，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 = EP1-EP2
W电 = EPA-EPB
重力势能与电势能类比
试探电荷 运动路径 静电力做 （正、负) 电势能变化 (增加、减少） 电势能比较
正电荷 A →B
正电荷 B →A
负电荷 A →B
负电荷 B →A
负
正
增加
减小
EPA>EPB
EPA>EPB
电势能的增减与电场力做功有关，电势能的大小与正负电荷有关
做一做
WAB=EPA-EPB
负
增加
EPA正
减小
EPAA
A
B
B
F
+
-
F
E
电势能可以表示电场能的性质吗？
将不同质量的物体从地面搬到楼顶，重力势能的变化不同，但是楼顶的“高度”是一定的。
将质量m的物体提升h高度，重力势能增加mgh；将质量为2m的物体提升h高度，重力势能增加2mgh；将质量为3m的物体提升h高度，重力势能增加3mgh。
寻找表示电场能的性质的物理量
A
B
A
B
若规定B点为零势能位置，从A运动到B过程中
对正电荷
对负电荷
寻找表示电场能的性质的物理量
F
F
该比值是一个与q无关，仅与电场及A点的位置有关的量。
该比值称为A点的电势
d
d
E
1 V = 1 J/C
1. 定义:
2. 公式:
3. 单位:
(计算时要代入正负号)
５.标量
确定某点的电势，应先规定电场中某处电势为零，通常取大地或无穷远处的电势为零。
(有正负，负号表示该处的电势比零电势低)
４. 电势具有相对性
伏特(V)
电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比。
三、电势
如何比较电势的高低？
电荷由A点运动的B点 正电荷 负电荷
电场力做功
电势能变化
电势变化
降低
降低
正功
负功
减少
增加
沿电场线方向电势逐渐降低
三、电势
A
A
B
B
F
+
-
F
E
电势 电场强度E
物理意义
决定因素
矢/标量
关系 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，
与试探电荷无关
由电场本身决定，
与试探电荷无关
标量
矢量
三、电势
沿电场线方向电势逐渐降低
拓展1：等量异种点电荷
1.沿点电荷的连线由正电荷到负电荷，电势逐渐降低；
O
2.两点电荷连线中垂线上，电势均相等(若取无穷远处电势为0，则中垂线上电势处处为0)。
三、电势
+
+
1.两电荷连线上，由正电荷到连线中点O电势逐渐降低，且关于O点对称；
O
拓展2：等量同种正点电荷
2.两电荷连线中垂线上，由中点O 向两侧电势到无限远电势逐渐降低，且关于O点对称 。
+
+
三、电势
-
-
1.两电荷连线上，由负电荷到连线中点O电势逐渐升高，且关于O点对称；
O
拓展3：等量同种负点电荷
2.两电荷连线中垂线上，由中点O向两侧电势到无限远电势逐渐升高，且关于O点对称。
-
-
三、电势
《思维导图·电势能和电势》
与电荷的起始位置和终止位置有关，与路径无关。
静电力做功
电荷在电场中具有的势能，符号EP。
电势
能
相对性、系统性
电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比。
电势
沿电场线方向，电势越来越低。
相对性
课堂小结
作业：
新P26、27
课时作业（6）