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)
10.1 电势能和电势
第十章 静电场中的能量
引入
问题：一个带正电的试探电荷在匀强电场中某点由静止释放，若只受静电力作用，将如何运动 动能如何变化？
E
在电场力作用下电荷加速运动，试探电荷的动能增加.
+
F
思考：是什么能转化为试探电荷的动能呢
在匀强电场中把正电荷q沿三种不同的路径从A点移到B点，求静电力做的功分别是多少？
一、静电力做功的特点
1.沿直线
M
E
A
B
+
q
θ
2.沿折线
M
E
A
B
+
q
θ
M

E
A
B
+
q
3.沿曲线
在匀强电场中移动电荷时，静电力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。
此结论对于非匀强电场也适用
思考：重力做功会导致重力势能的改变，电场力做功会导致什么能的改变呢？
一、静电力做功的特点
这与什么力做功相似呢？
1、定义：电荷在电场中具有的势能叫电势能，用Ep 表示。
2、静电力做功与电势能变化的关系：
二、电势能
静电力做功等于电势能的减少量
（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EpAM
E
A
B
+
q
θ
3、电势能具有相对性，与零势能点的选取有关
二、电势能
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0。
M
E
A
B
+
q
θ
4、电势能的大小：
电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功。
5、电势能是标量，但有正负。
6、电势能具有系统性
是相互作用的电荷所共有的，或是电荷及对它作用的电场所共有的
思考：电场的力的性质我们用场强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？
该比值与q无关，仅与电场及A点的位置有关，叫做电势
三、电势
A
O
l
θ
E
电荷量为q,2q,...,nq的正试探电荷在A点的电势能
规定O点为零势能点
1、定义： 电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比，叫做电场在这一点的电势，用φ表示。
2、定义式：
(计算时EP和q要代入正负号)
3、物理意义：反映电场能的性质，由电场本身的性质决定的，与是否引入电荷，以及引入电荷的电性和电量无关。
4、单位：伏特，符号为V 1 V = 1 J/C
三、电势
6、电势是标量(有正负)，正值表示该点电势比零高，负值表示该点电势比零低。
5、电势具有相对性
类比
电势
高度
电势能
重力势能
确定电势，应先规定电场中某处的电势为零。(一般选取无穷远处或大地电势为0)
三、电势
【典例1】将带电荷量为6×10－6 C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服静电力做了3×10－5 J的功，再从B点移到C点，静电力做了1.2×10－5 J的功，则：(1)电荷从A点移到B点，再从B点移到C点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？
沿电场线 方向电势逐渐降低
电势降低的方向就是电场线的方向吗？
电场中两点电势高低的判断方法
方法一：根据电场线方向
沿电场线 方向电势逐渐降低
电场中两点电势高低的判断方法
方法一：根据电场线方向
电场中两点电势高低的判断方法
方法二：根据场源电荷的正负
离带正电的场源电荷越近的点，电势越高；
离带负电的场源电荷越近的点，电势越低。
电场中两点电势高低的判断方法
方法三：根据电场力做功
方法四：根据电势能
【练习1】（多选）如图所示，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹。粒子先经过M点，再经过N点，以下正确的是（　　）
A．粒子在N点的加速度小于在M点的加速度
B．该带电粒子带正电
C．M点的电势低于在N点的电势
D．粒子在M点的电势能大于在N点的电势能
【正确答案】BD
课堂练习
思考：场强度大的的地方电势是否一定高？反之又如何？
A
B
C
D
结论: E大处φ不一定高(低)；φ高处E不一定大(小)
EA>EB ,φA>φB
EC>ED ,φC<φD
公式 性质 意义 图解
电场强度E E=F/q 矢量 描述电场的力的性质
电势φ φ=Ep/q 标量 描述电场的能的性质
电场强度与电势的比较
【课堂检测3】某静电场的电场线分布如图所示，图中A、B两点的电场强度大小分别为EA和EB，电势分别为φA和φB，将带电量为q的负电荷分别放在A、B两点时具有的电势能分别为EpA和EpB，则有（ ）
A. EA>EB，φA>φB，EpAB. EA>EB，φA>φB，EpA>EpB
C. EAφB，EpA>EpB
D. EAA
课堂小结
1、静电力做功的特点
2、电势能
3、电势
在匀强电场中移动电荷时，静电力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。
沿着电场线的方向，电势逐渐降低