课件23张PPT。第一章第四节
电势能和电势从能量的角度认识电场复习回顾1、功的计算:2、重力做功有什么特点?(1)与路径无关,由初末位置的高度差来决定.(2)WG与重力势能的关系.(3)重力势能是相对的,有零势能面.(人为选定)
重力势能具有系统性功是能量转化的量度!一、静电力做功的特点 正电荷q在电场强度为E的匀强电场中由A运动到B电场力做功吗?做了多少功?+qABF=Eq
F求试探电荷+q沿直线AB移动到B时电场力做的功:若试探电荷+q沿折线AMB移动到B时电场力做的功:A—M:
W=F·|AM|=Eq·|AM|M—B:
W′=0A—B—M:
W=F·|AM|=Eq·|AM|M1、在匀强电场中移动电荷时,静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关,但与电荷经过的路径无关。(对于非匀强电场也适用)2、W=Eqd(1)只使用于匀强电场(2) d为电荷沿电场线方向的位移(3)q带绝对值力是能量转化的量度,
静电力做功的过程中什么能转化为什么能?二、电势能1、电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能,叫电势能。2、单位:焦耳 符号:J
3、标量,(但有正负,且表大小)5、相对性,与零电势能面有关。
(通常规定:电荷在离场源无限远处
或在大地表面时的电势能为零)4、系统性,电势能是电荷和电场所共有的6、电场力做功与电势能的关系: 重力对物体做正功,物体的重力势能减小(1)、电场力对电荷做正功,电荷的电势能减小重力对物体做负功,物体的重力势能增大(2)、电场力对电荷做负功,电荷的电势能增大电场力做功多少等于电势能的变化量:
电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该处移动到零势能位置所做的功7、电势能与电荷电量关:(1)、在同一点,不同试探电荷的电势能不同
(若某点正电荷的电势能为正,
则负电荷的电势能为负)(2)相同两点间,移动正负电荷电势能增减相反(3)沿电场线方向,
正电荷电势能越来越小
负电荷电势能越来越大重力势能和电势能类比重力场中,重力:地球和物体之间存在的吸引力电场中,电场力:电荷之间的作用力有重力就有重力势能Ep= mgh有电场力就有相应的能,叫电势能EPEp由物体和地面间的相对位置决定EP由电荷间的相对位置决定W重 = EP1-EP2W电 = EPA-EPB
例1.右图中MN为电场中某一条电场线方
向向右,在线取两点a、b 今将一电荷+q
从a移到b则( )
A.电场力做正功,+q的电势能增加; B.电场力做负功,+q的电势能增加; C.电场力做正功,+q的电势能减少; D.电场力做负功,+q的电势能减少。C
例2:A和B为电场中某条电场线上的点,如图:将q=4×10-9的正电荷从A点移到B点需克服电场力做功5 ×10-7J,则
⑴电场方向由A→B还是B→A?
⑵电荷在哪点时电势能大?大多少?
√E←△Ep=-W= 5 ×10-7J电荷在B点时电势能大取O点的电势能为零,
A点为电场中任意一点, 则:讨论电势能与电荷的比值?(1)在电场中的同一点,无论q多大,此比值都为定值可见,此比值由电场中这一点的性质决定,
与试探电荷无关。电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值2、公式:4、单位: 伏特 符号为V1 V = 1 J/C三. 电势1、定义:5、相对性:与零电势点有关3、标量,正负表电势的高低
(2)计算时E,P,q,都带正负号。沿着电场线方向,电势将怎样变化? 当正试探电荷沿着电场线运动时,+q·M电势的固有性:电场中某点的电势的大小是由
电场本身的性质决定的,与试探电荷无关。电势能逐渐减少 电势逐渐降低6、沿电场线指向电势越来越低 7、电势高低与场强大小无关例题. 将一电量为 的点电荷从电场外一点P移至电场中某点A, 电场力做功 ,求A点的电势.解:点评:电势的确定首先要确定零电势处,且电势可以为负.电势为负数时,负号表示方向吗?电势是标量,只有大小,没有方向.
(负电势表示该处的电势比零电势处电势低.)
高度和电势重力场中,同一物体在不同位置,Ep不同。电场中,同一电荷在电场中的不同位置,EP不同。不同物体在同一位置,
Ep 正比于质量m不同电荷在同一位置,
EP正比于电量qEp/m = gh,h只与相对位置有关EP/q 叫做电势 , 只与相对位置有关 6、沿电场线指向电势越来越低 7、电势高低与场强大小无关
四、等势面1、定义:电场中电势相同的点构成的面叫做等势面。2、电场线与等势面的关系:(1)在同一等势面上移动电荷,静电力不做功(2)等势面一定与电场线垂直
并且电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面
3、几种常见电场的等势面和电场线图(1)点电荷等势面(球面)(3)等量异种点电荷等势面(2)匀强电场等势面(互相平行的平面)(4)等量同种电荷间的等势面