物理人教版（2019）必修第三册10.1电势能和电势（共19张ppt）

(共19张PPT)
第1节 电势能和电势
第十章 静电场
一个质量为m的物体在地面某位置所受的重力是一定的，不管它怎样运动，其所受重力的大小都等mg，方向竖直向下（图10.1-1甲）；一个带正电的电荷量为q的试探电荷在匀强电场中某位置所受的静电力也是一定的，不管它怎样运动，其所受静电力的大小都等于qE，方向跟电场强度E的方向相同（图10.1-1乙）。
重力做功具有跟路径无关的特点，静电力做功是否
也具有这一特点？
思考与讨论
如图所示，在电场强度为E的匀强电场中，将试探电荷q沿几条不同的路径从A点移到B点，求静电力对电荷做的功。
电荷沿直线运动
电荷沿折线运动
电荷沿任意曲线运动
A
B
A
B
静电力做的功与电荷移动的路径无关，与电荷的初、末位置有关。
此结论不仅适用于匀强电场，也适用于非匀强电场。
F
F
F
A
B
M
A
M
B
A
B
1.如图10.1-5，在电场强度为60 N/C的匀强电场中A、B、C三个点，AB为5 cm，BC为12 cm，其中AB沿电场方向，BC和电场方向的夹角为60°。将电荷量为4×10-8 C的正电荷从
A点移到B点，再从B点移到C点，静电力做了多少功？若将该电荷沿直线由A点移到C点，静电力做的功又是多少？
列题1
重力做功：
重力势能转化为动能
电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢？
负电荷从A点移到B点时，静电力做负功，电荷的电势能增加。
负电荷从B点移到A点时，静电力做正功，电荷的电势能减少。
E
A
B
+
V0
+
V0
E
A
B
-
V0
-
V0
电荷在电场中具有的与位置有关的势能叫作电势能
电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零势能位置时静电力所做的功。
在场强E=103N/C的匀强电场中有A、B两点,将一电荷量为1.6×10-19C的正电荷分别放到相距1m的A、B两点，问
（1）电荷在那个点的电势能更大？
（2）电荷在A点具有多少电势能？
E
A
B
+
如果取B点为零势能点：
列题2
尽管重力做功与电场力做功很相似，但还是存在很大差异
电场力做正功，电势能减少
①若正电荷顺着电场线方向移动
②若负电荷顺着电场线方向移动
——存在两种电荷！
电场力做负功，电势能增加
1.电势能是标量，但有正负之分
2.电势能是相对的，其正负与零势能面的选取有关
3.通常把电荷在离场源电荷无限远处或大地表面的电势能规定为零
4.电荷在电场中某点的电势能数值上等于把它从该点移至无穷远(零势能)位置时静电力做的功
5.电势能是电场与电荷构成的系统共同具有的
6.一般来说同一电荷在电场中的不同位置电势能不同
说明
将电荷+q从A点移到O点。若取O点的电势能为零，则A点的电势能为多少？
若电荷的电量为+2q、+3q…则A点的电势能为多少
即学即练
A
O
E
EPA与q的比值有什么特点？
F
L
电势是标量。只有大小，没有方向．
计算时，Ep和q的正负号都要代入．
伏特。V
电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值
沿电场线(场强)方向电势越来越低。即电场线指向电势降低的方向。
A
B
E
正功
负功
如何比较电势的高低
减少
减少
减少
增加
1.电势具有相对性，一般选取无穷远处或大地为零势能点
2.电势是标量，只有大小，没有方向
3.电场中某点电势的大小由电场本身性质决定，与试探电荷无关
4.沿着电场线方向电势越来越低
5.场强E反映电场力的性质，电势 反映电场能的性质
说明
电荷量q1为4×10-9C的试探电荷放在电场中的A点，具有6×10-8J的电势能。A点的电势是多少？若把q2为－2×10-10C的试探电荷放在电场中的A点，q2所具有的电势能是多少？
列题3
电场中电势相同的各点构成的面，叫做等势面
（1）在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功
（2）电场线（或E）垂直等势面，且由电势较高的等势面指向电势较低的等势面
（4）等差等势面密处场强大、电场线密，等势面疏处场强小、电场线疏
（3）不同等势面在空间不相交、不相切，闭合
（5）沿电场线方向电势逐渐降低，且降低最快
（6）匀强电场中电势均匀变化。
等势面的特点：
BC
如图所示，电场中有A、B两点，则下列说法中正确的是（ ）
A、电势ψA> ψB 场强EA>EB
B、电势ψA> ψB 场强EAC、将+q由A点移到B点，电场力做正功
D、将-q分别放在A、B两点时具有电势能EpA>EpB
列题4
孤立点电荷电场中的一簇等势面如图所示中虚线所示，其电势分别为ψ1、ψ2、ψ3，A、B、C是某电场线与这簇等势面的交点，且ab=ac.现将一负电荷由a移到b，电场力做正功W1；再由b移至C，电场力做正功W2,则（ 　 ）
A.W1=W2，ψ1＜ψ2＜ψ3
B.W1=W2，ψ1＞ψ2＞ψ3
C.W1＞W2，ψ1＞ψ2＞ψ3
D.W1＜W2，ψ1＞ψ2＞ψ3
C
1
2
3
列题5