2024-2025学年人教版高中物理必修三教学课件10.1.2 电势能与电势——电势(共32张PPT)

(共32张PPT)
第一节 电势能与电势
第十章 静电场中的能量
电势能
第2课时
2024-2025学年人教版高中物理必修三教学课件
静电力做功与路径无关，静电力做功与电势能的变化有什么样的关系？
静电力做功等于电势能的减小量
电势能
电势能的大小——相对性
E
+
F
A
B
M
θ
A到B电场力所做功为WAB
①若以A点作为零势能面，则：
②若以B点作为零势能面，则:
电荷在某点的电势能，等于把它从该点移动到零势能面时静电力所做的功
质量为m的物体在零势能面以上h处，重力势能为多少？
mgh
质量为2m的物体在零势能面以上h处，重力势能为多少？
2mgh
质量为3m的物体在零势能面以上h处，重力势能为多少？
3mgh
质量为nm的物体在零势能面以上h处，重力势能为多少？
nmgh
你发现了什么？
在同一位置放不同质量的物体，重力势能不同，但是高度不变！
在匀强电场 E 中取 B 点作为零势能点，则电荷量为 q 的点电荷电势能 E0 为多少？
电荷在某点的电势能，等于把它从该点移动到零势能面时静电力所做的功
以B点作为零势能面，则:
在匀强电场 E 中取 B 点作为零势能点，则电荷量为 2q 的点电荷电势能为多少？
2E0
在匀强电场 E 中取 B 点作为零势能点，则电荷量为 3q 的点电荷电势能为多少？
3E0
在匀强电场 E 中取 B 点作为零势能点，则电荷量为 nq 的点电荷电势能为多少？
nE0
你发现了什么？
在同一位置放不同电荷量的物体，电势能不同
下表是在同一位置不同点电荷的电势能，观察下表，你发现了什么？
是一个常量
该“常量”是否相当于电场中的“高度”？
电势
电势能与电势
电势
定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比
公式:
(计算时要代入正负号)
单位:
伏特，简称伏；
相对性：
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。
——标量
电势能与电势
电势与电场强度
反映电场能的性质
反映电场力的性质
由电场本身决定
与检验电荷无关
由电场本身决定
与检验电荷无关
标量
矢量
例题1.有一电荷量 q=-3×10-6C 的点电荷，从电场中的A 点移到B点时，克服静电力做功 6×10-4J.问：以 B 为零电势能点，电荷在 A 点时的电势能是多少？A点电势多高？
解：以 B 为零电势能点，则EpB=0，由：
计算电势首先要规定零电势处
电势有正负，正、负分别表示该处的电势比零电势处电势高或低，而不是方向，因此电势是标量
电势能与电势
电势
——标量
零势能点
300V
120V
匀强电场 E =3×103N/C，A与C 、B与C 的距离分别为L1=0.1m，L2=0.04m，求A、B两点的电势。
A
B
C
①规定C点为零势能点
沿电场线方向逐渐降低
零势能点
180V
-120V
匀强电场 E =3×103N/C，A与C 、B与C 的距离分别为L1=0.1m，L2=0.04m，求A、B两点的电势。
A
B
C
①规定B点为零势能点
L1=0.1m
L2=0.04m
沿电场线方向逐渐降低
比较ABC三点之间的电势，你发现了什么？
沿电场线方向电势逐渐降低
电势能与电势
电势高低的判断方法
方法一：沿电场线方向电势逐渐降低
A
B
E
理解：
①沿电场线方向，电势逐渐降低
②电势降低最快的方向一定是电场线的方向
推荐方法
电势降低的方向一定是电场线的方向，对吗？
+
不对
电势能与电势
电势高低的判断方法
方法二：公式法：根据 判断（q、EP带正负号计算）
A
B
E
理解：
①正电荷在电势能越大的地方电势越高
②负电荷在电势能越大的地方电势越低
电势能与电势
电势高低的判断方法
方法三：场源电荷距离法
以无限远处φ=0
①正场源电荷电场中各点电势均为正，离它越近电势越高；
+
电势能与电势
电势高低的判断方法
方法三：场源电荷距离法
以无限远处φ=0
①正场源电荷电场中各点电势均为正，离它越近电势越高；
②负场源电荷电场中各点电势均为负，离它越近电势越低；
-
电势能与电势
电势高低的判断方法
方法三：场源电荷距离法
以无限远处φ=0
③等量异种点电荷垂直平分线上，电势为零
靠近正电荷电势为正，靠近负电荷电势为负
电势能与电势
电势高低的判断方法
方法四：做功判断法
+
①正电荷沿电场线方向移动，电场力做正功，电势能 Ep减小，电势φ降低
电势能与电势
电势高低的判断方法
方法四：做功判断法
-
②负电荷沿电场线方向移动，电场力做负功，电势能 Ep增大，电势φ降低
1(多选).两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面如图中虚线所示，一带电粒子以某一速度从图中a点进入电场，其运动轨迹为图中实线所示，若粒子只受静电力作用，则下列关于带电粒子的判断正确的是（　　）
A．带正电
B．速度先变大后变小
C．电势能先变大后变小
D．经过b点和d点时的速度大小相同
CD
2.如图所示，两等量同种正点电荷固定在真空中。在它们连线的中垂线上有A、B两点，O为连线中点，C为连线上一点，下列结论正确的是（　　）
A．B点场强一定大于A点场强
B．B点电势一定高于A点电势
C．若电荷仅受电场力从O点运动到C点，电势能一定减小
D．若电荷仅受电场力从O点运动到C点，加速度不一定增大
B
3(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
BD
4(多选).一带负电粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动，其电势能Ep随位移x的变化关系如图所示，则粒子在从x1向x3运动的过程中，下列说法中正确的是（　　）
A．在x1处粒子速度最大
B．在x2处粒子加速度为零
C．在x3处电势最高
D．在x2处电势为零
BC