1.4 电势 电势能课件 (共20张PPT)高二上学期物理教科版（2019）第三册

(共20张PPT)
1.4
电场力做的功
电势能
学习目标
01
02
电场力做功的特点
电势能
电场力做功与电势能变化的关系
03
电场力做功的特点
3
01
4
理论分析
回顾：重力做功的特点？
对同一物体而言，与路径无关，只与初末位置高度差有关
在匀强电场E中，将+q0电荷沿不同的路径从A运动到B，请分别表示以下三种路径电场力做的功.
A→B：W=+q0E·d
A→C：W1=+q0E·d
C→B：W2=0
W= W1+W2 =+q0E·d
C→B：W2=0
W= W1+W2 =+q0E·d
6
若沿任意曲线移动，请表示从A到B电场力做的功.
“微元法”
Q
P
F
Δd
电场力做功只与移动电荷的电荷量以及起点和终点的位置有关，与路径无关.
W=q0E·d
W = W1+W2 +···+ Wn
= q0E·d1+ q0E·d2 +···+ q0E·dn
= q0E(d1+ d2 +···+ dn )
= q0E·d
d
电势能
7
02
8
1.在地面附近，物体从 A 运动到 B 的过程中，由于重力做功，物体的动能增加，增加的动能是由什么能转化而来？
2.在静电场中，正电荷从 A 运动到 B 的过程中，由于电场力做功，电荷的动能增加，增加的动能是由什么能转化而来？
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理论分析
知识精讲
物体在重力场中由于在某个位置具有能量——重力势能
电荷在静电场中由于位置也会具有能量——
电势能
类比
符号：Ep
单位：焦耳，J
标量：没有方向
系统性：放入电场中的电荷与电场组成的系统共有的
相对性：电势能是相对的，其大小与选定的参考点(零电势能位置)有关
变化量： Ep = Ep2-Ep1
(与零势能选取无关)
10
03
电场力做功与电势能变化的关系
重力做功与重力势能：
WG=-Ep = Ep1-Ep2
类比
电场力做正功，电势能减小
电场力做功与电势能：
WG>0， Ep1 > Ep2
WG<0， Ep1 < Ep2
W电=-Ep = Ep1-Ep2
W电>0， Ep1 > Ep2
W电<0， Ep1 < Ep2
电场力做负功，电势能增大
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理论分析
练一练
+
A
B
正
-
A
B
负电荷从A点移到B点，静电力做____(正/负)功， EPA ___EPB ，电荷的电势能________ (增加/减少)
正电荷从A点移到B点，静电力做____(正/负)功，EPA ___EPB ，电荷的电势能________ (增加/减少)
>
减少
负
<
增加
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理论分析
练一练
思考：该电荷在A点的电势能是多少？
从A到B电势能减少了3×10-7J
电场强度E=3×103N/C，AB沿电场线方向，长度L=0.1m，正电荷的电荷量为q=1.0×10-9C，请表示该过程中电场力做的功？电势能增加/减少了多少？
+
A
B
WAB=FL=qEL=3×10-7J
需要规定零势能位置才能描述在A位置的电势能
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理论分析
练一练
从A到B电势能减少了3×10-7J
+
A
B
WAB=FL=qEL=3×10-7J
WAB = EpA-0
3×10-7J
-3×10-7J
零势能位置可任意选取
若规定B位置为零势能点，则该电荷在A的电势能为：___________
若规定A位置为零势能点，则该电荷在B的电势能为：___________
WAB = 0-EpB
EpA = WAB
→
EpB = -WAB
→
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理论分析
知识精讲
+
A
B
电势能的大小：若规定电荷在B点的电势能为0，则电荷在A点的电势能数值上等于将电荷由A点移动到零势能位置时静电力所做的功WAB.
零势能位置的选取：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.
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+
分别将试探电荷+q和-q从A点移动到无限远处，静电力做什么功？试探电荷的电势能怎样变化？
A
+q由A到无穷远：静电力做____功，试探电荷电势能_____；
正
减少
-q由A到无穷远：静电力做____功，试探电荷电势能_____.
负
增大
判断：
2.正点电荷形成的电场中放入试探电荷，电势能一定为正. ( )
1.带正电的试探电荷在正点电荷形成的电场中，电势能为正. ( )
3.沿电场线方向移动正电荷，该电荷电势能增大. ( )
√
×
×
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理论分析
知识精讲
电势能是个标量，有正负
比较大小：-9J____5J
<
正负代表大小，代表相对于在零势能位置电势能的高低（与重力势能类似）
我们发现电势能有正有负，类比之前学过的重力势能的正负，想一想电势能的正负有何含义？
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1.电场力做功的特点：
(1)静电力做的功为：W＝qE·d，其中d为沿电场线方向的位移；
(2)特点：电场力做功只与移动电荷的_______以及______和______的位置有关，而与_____无关.
起点
电荷量
终点
路径
2.电势能：
(1)电势能：电荷在静电场中具有的势能，用Ep表示；
(2)单位：_____，简称焦，用符号表示为J；
(3)电势能是放入电场中的_____与_____组成的系统共有的，它既与电荷有关，也与电场有关;
(4)电势能是____ (填“矢”或“标”)量，正负代表大小
焦耳
电荷
电场
标
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3.电场力做功与电势能变化的关系：
(1)公式：WAB＝EpA－EpB；
(2)把电荷从A点移到B点，如果电场力做正功，电荷的电势能_____ ；反之，如果电场力做负功，电荷的电势能_____；
(3)电势能的相对性
零电势能位置的规定：通常取_______处或_____为零电势能的位置；
(4)电势能的大小
电荷在电场中某点的电势能的大小等于将电荷从该点移到_________位置电场力所做的功.
增加
减少
无穷远
零电势能
大地
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