物理人教版（2019）必修第三册10.1电势能和电势（共16张ppt）

(共16张PPT)
第
节
1
电势能和电势
高中物理 必修第三册
第十章
课堂引入
质子在加速器中被高压电场加速，从而获得高能量。
质子加速器是近代科学中用于研究物质内部结构的重要装备，也可以用来制造同位素，在工业、农业、医疗、科研等领域均有应用价值，在医疗领域，质子加速器极具应用前景，是最先进的治疗癌症的手段之一。
质子加速器
一个正电荷在匀强电场中某点由静止释放
做匀加速直线运动
什么能转换为动能的呢
运动角度：
动能增加了……
能量角度：
动能
静电力做功
（研究思路）
课堂引入
在电场强度为E的匀强电场中任取A、B两点，AB的连线长度为l，与电场强度的方向夹角为θ 。把带正电的试探电荷从A点移动到B点，若试探电荷的电荷量为q，计算下面三种情况下静电力对电荷所做的功：
（1）把q沿直线AB从A点移动到B点；
（2）把q沿折线AMB从A点移动到B点；
（3）把q沿曲线从A点移动到B点。
1、静电力做功的特点
l
M
A
B

+
q
+
q
F
静电力做功：
E
WAB = Flcosθ=qElcosθ
l
（1）把q沿直线AB从A点移动到B点：
1、静电力做功的特点
M

A
B
对AM:
W1 = qE·|AM| =qElcosθ
对MB:
W2 = 0
对全程:
W = W1 + W2= qElcosθ
+
q
+
q
（2）把q沿折线AMB从A点移动到B点
l
E
1、静电力做功的特点
M

A
B
+
q
F
A
B
+
q
F
+
q
F
+
q
F
+
q
F
静电力做功：W = W1 + W2 + W3 +… = q E·|AM| =qElcosθ
W1 = q E ·x1
W2 = q E ·x2
W3 = q E ·x3
… … … …
M
W1+W2+W3+…=qE ( x1 + x2 + x3 +…）=
X1
x2
（3）把q沿任意曲线从A点移动到B点：
微元法
l
1、静电力做功的特点
在电场中移动电荷时，静电力所做的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
重力做功
类比
（对非匀强电场同样适用）
1、静电力做功的特点
通过计算三种情况下静电力对电荷所做的功，你发现了什么？
2、电势能
重力做功对应重力势能的变化
类比
静电力做功对应电势能的变化
WG=﹣ΔEp
W静=﹣ΔEp
静电力做正功，电势能怎么变化？你是怎么分析的？
重力势能 电势能
2、电势能
类比
重力势能
电势能
系统性
相对性
标矢性
重力势能是物体和地球所组成的系统共有的
电势能是电荷和电场所共有的
对于同一物体，参考平面不同，物体重力势能不同
对于同一电荷，参考平面不同，电荷电势能不同
标量
标量
2、电势能
WAB=EpA-EpB
规定 B 点电势能为0，正电荷 q 从 A 移动到 B，静电力做功 WAB，你发现了什么？
EpA = WA0
在A点电势能 在B点电势能
正电荷q WA0 0
正电荷2q 2WA0 0
正电荷3q 3WA0 0
从表格中，你发现了什么？
3、电势
电势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。
电势：
将正电荷 q 从 A点 移动到 B点，静电力做什么功？电势能怎么变化？电势怎么变化？
沿着电场线方向电势逐渐降低
1.在电场中把一个电荷量为6×10-6 C的负电荷从A点移到B点，克服静电力做功3×10-5 J。
(1)电荷从A点到B点的过程中,电势能如何变化 变化了多少
(2)若规定B点的电势能为零,则电荷在A点的电势能为多大
答案：(1)电荷克服静电力做功,即静电力做负功,
则WAB= - 3×10-5 J。
由WAB=EpA-EpB知，电势能增加了3×10-5 J。
(2)若EpB=0，则由WAB=EpA-EpB，得EpA= - 3×10-5 J。
2.某区域电场线如图所示，A、B为区域上两点，下列说法正确的是(　　)
A. 正电荷在A点所受静电力比在B点所受静电力小
B. A点电势低于B点电势
C. 正电荷在A点的电势能大于在B点的电势能
D. 将电子从A点移动到B点,静电力做正功
质子加速器
电势能转化为动能
课堂小结
1、静电力做功特点
2、电势能
3、电势
微元法、类比、比值定义法