电势能与电势
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课件37张PPT。电势能和电势 一个试探电荷在电场中某点由静止释放,将如何运动? 在电场力作用下电荷做加速运动,一段时间后获得一定的速度,试探电荷的动能增加.什么能转换为动能的呢?
我们首先来研究电场力做功的问题一、静电力做功的特点F?q把正电荷沿不同路径从A点移到B电场力做功？+ 在电场中移动电荷时，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。与重力做功特点相类比静电力做功的特点对于非匀强电场也适用电场力做正功，电势能减少；二、电势能电场力做负功，电势能增加。与重力做功跟重力势能变化关系相类比电荷在电场中具有跟位置相关的能，这种能叫做电势能，用EP表示。重力做的功等于重力势能的减少量静电力做的功等于电势能的减少量重力势能的减少量电势能的减少量小结：电场力做多少功，电荷电势能就变化多少。设EPB =0 电荷在某点的电势能，等于把它从该点移到零势能位置时静电力所做的功。零势能参考点设EPB =0 电荷在某点的电势能，等于把它从该点移到零势能位置时静电力所做的功。设EPB =01.电荷在某点的电势能，等于把它从该点移到零势能位置时静电力所做的功。负号表示电势能的高低2.电势能是相对的，与零电势能面有关通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上电势能规定为零。4.电势能具有系统性5.电势能是标量3.电势能负比零还要小. 正电荷从A点移到B点时,静电力做正功,电荷的电势能减少. 正电荷从B点移到A点时,静电力做负功,即电荷克服静电力做功,电荷的电势能增加.尽管重力做功与电场力做功很相似，但还是存在很大差异—存在两种电荷正电荷顺电场线移动，
电场力做正功，电势能减少
负电荷顺电场线移动，
电场力做负功，电势能增加
正电荷逆电场线移动，
电场力做负功，电势能增加
负电荷逆电场线移动，
电场力做正功，电势能减少思考与讨论：如果电荷沿不同路径移动时静电力做的功不一样，还能建立电势能的概念吗？下列说法中正确的是（ ）
A.当两正点电荷相互靠近时，它们的电势能增大
B.当两负点电荷相互靠近时，它们的电势能增大
C.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能减小
D.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能增大。例与练电场力做正功，电势能减少；
电场力做负功，电势能增加。
。
与重力做功类比ABC右图中MN为某电场中一条电场线，方向向右，在MN上取两点a、b，今将一正点电荷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。 若q为负点电荷呢？例与练vFqF做正功C如图所示,电子沿一条电场线MN从a点运动到b点,电势能增加，则 （ ）
A.电场力做正功，电场方向从M指向N；
B.电场力做正功，电场方向从M指向N ；
C.电场力做负功，电场方向从M指向N ；
D.电场力做负功，电场方向从N指向M。 电场力做负功C 将带电量为6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了3×10-5J的功，再从B移到C，电场力做了1.2×10-5J的功，则
（1）电荷从A移到B，再从B移到C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？增加了1.8×10-5J. EPC=1.8×10-5 J EPC=-1.2×10-5 JEPB=3×10-5 J EPA= -3×10-5 J （8已做）如图所示，点电荷的静电场中电场线用实线表示，但其方向未标明，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹。a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受到电场力作用，根据此图可作出正确判断的是( )
A.带电粒子所带电荷的性质
B.带电粒子在a、b两点的受力方向
C.带电粒子在a、b两点的速度何处较大
D.带电粒子在a、b两点的电势能何处较大EabBCD如图所示，ＭＮ是负点电荷产生的电场中的一条电场线。一个带正电的粒子（不计重力）从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示，则该带电粒子在a点的加速度一定 在b点的加速度。带电粒子在a点的电势能一定 在b点的电势能。（填“大于”、“小于”式“等于”）。小于大于9.一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图虚线所示,电场方向竖直向下.若不计空气阻力,则此带电油滴从a运动到b的过程中,能量变化情况为( )
A.动能减小
B.电势能增加
C.动能和电势能之和减少
D.重力势能和电势能之和增加EabC 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？ 电场的能的性质也是电场本身的一种属性，它只能由场源本身所决定，而与电场中有无放入试探电荷无关。而电势能的大小是与试探电荷的电量q有关的（因q越大，其所受电场力就越大，具有的做功本领大，电势能也就大），故不能用“电势能”来描述电场的能的性质，我们引入一个新的物理量——“电势”来表示它。 该比值是一个与q无关，仅与电场及A点的位置有关的量。三、电势设EP0 =0该比值称为A点的电势零势能参考点1、定义： 电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。2、定义式：与EP=mgh相类比电势φ与高度h相类似（EP及q含符号）三、电势3、单位：伏特，符号为V 4、电势只有大小，没有方向，是标量5、电势具有相对性电势是相对于零势能参考点的，一般选取无穷远电势为0，实际应用中常取大地电势为0思考 在上面关于电势能和电势的讨论及插图中,我们一直把试探电荷q当作正电荷处理.请把q当做负电荷,重复以上讨论.其结果与上面的结果是否一致?6.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
如何比较电势的高低？如果把q=1.0×10-8的电荷从无穷远处移至电场中的A点，需克服电场力做功W=1.2×10-4J.那么
⑴ q在A点的电势能和在A点的电势各是多少？
⑵ q未移入电场前A点的电势是多少 ？EpA=1.2×10-4J φ=1.2×104V
φ=1.2×104V
例与练如图所示，电场中有A、B两点，则下列说法中正确的是（ ）
A、电势φA> φB 场强EA>EB
B、电势φA> φB 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例与练正电荷在高电势处电势能大，负电荷在低电势处电势能大BC在电场中一条电场线上有A、B两点,如图所示，若将电荷q1=-2.0×10-7C从A点移到B点，电场力做了-4.0×10-4J的功。
(1)以B点为零电势点，φA等于多少?
(2)电场线的方向如何?
(3)如将电荷q2=+1.0×10-7C从A点移到B点， φA等于多少?电场力做了多少功?例与练ΦA=2.0×103J
A→B 不变 W=2.0×10-4J如图所示,水平固定的小圆盘A,带电量为Q,电势为零,从圆盘外O静止释放一质量为m,带电量为+q的小球,由于电场力的作用,小球竖直上升的高度可达盘中心竖直线上的c点,Oc=h,又知道过竖直线上的b点时,小球速度最大,则在Q所形成的电场中,可确定的物理量是（ ）
A. b点的场强 B. c点的场强
C. b点的电势 D. c点的电势例与练AD五、等势面1、定义： 电场中电势相同的各点构成的面，叫做等势面。与等高线相类比6已二、等势面的特点（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）电场线跟等势面垂直，且由电势较高的等势面指向电势较低的等势面 （3）等势面密处电场线密，等势面疏处电场线疏 （4）不同等势面在空间不相交三、几种常见电场的等势面分布图谱： 离导体表面越近，等势面的形状与导体表面越相似。关于等势面，正确的说法是（??? ） A．电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功 B．等势面上各点的场强大小相等 C．等势面一定跟电场线垂直 D．两等势面不能相交例与练CD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U1、U2、U3，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，U1＜U2＜U3
B.W1=W2，U1＞U2＞U3
C.W1＞W2，U1＞U2＞U3
D.W1＜W2，U1＞U2＞U3例与练A
我们首先来研究电场力做功的问题一、静电力做功的特点F?q把正电荷沿不同路径从A点移到B电场力做功？+ 在电场中移动电荷时，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。与重力做功特点相类比静电力做功的特点对于非匀强电场也适用电场力做正功，电势能减少；二、电势能电场力做负功，电势能增加。与重力做功跟重力势能变化关系相类比电荷在电场中具有跟位置相关的能，这种能叫做电势能，用EP表示。重力做的功等于重力势能的减少量静电力做的功等于电势能的减少量重力势能的减少量电势能的减少量小结：电场力做多少功，电荷电势能就变化多少。设EPB =0 电荷在某点的电势能，等于把它从该点移到零势能位置时静电力所做的功。零势能参考点设EPB =0 电荷在某点的电势能，等于把它从该点移到零势能位置时静电力所做的功。设EPB =01.电荷在某点的电势能，等于把它从该点移到零势能位置时静电力所做的功。负号表示电势能的高低2.电势能是相对的，与零电势能面有关通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上电势能规定为零。4.电势能具有系统性5.电势能是标量3.电势能负比零还要小. 正电荷从A点移到B点时,静电力做正功,电荷的电势能减少. 正电荷从B点移到A点时,静电力做负功,即电荷克服静电力做功,电荷的电势能增加.尽管重力做功与电场力做功很相似，但还是存在很大差异—存在两种电荷正电荷顺电场线移动，
电场力做正功，电势能减少
负电荷顺电场线移动，
电场力做负功，电势能增加
正电荷逆电场线移动，
电场力做负功，电势能增加
负电荷逆电场线移动，
电场力做正功，电势能减少思考与讨论：如果电荷沿不同路径移动时静电力做的功不一样，还能建立电势能的概念吗？下列说法中正确的是（ ）
A.当两正点电荷相互靠近时，它们的电势能增大
B.当两负点电荷相互靠近时，它们的电势能增大
C.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能减小
D.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能增大。例与练电场力做正功，电势能减少；
电场力做负功，电势能增加。
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与重力做功类比ABC右图中MN为某电场中一条电场线，方向向右，在MN上取两点a、b，今将一正点电荷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。 若q为负点电荷呢？例与练vFqF做正功C如图所示,电子沿一条电场线MN从a点运动到b点,电势能增加，则 （ ）
A.电场力做正功，电场方向从M指向N；
B.电场力做正功，电场方向从M指向N ；
C.电场力做负功，电场方向从M指向N ；
D.电场力做负功，电场方向从N指向M。 电场力做负功C 将带电量为6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了3×10-5J的功，再从B移到C，电场力做了1.2×10-5J的功，则
（1）电荷从A移到B，再从B移到C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？增加了1.8×10-5J. EPC=1.8×10-5 J EPC=-1.2×10-5 JEPB=3×10-5 J EPA= -3×10-5 J （8已做）如图所示，点电荷的静电场中电场线用实线表示，但其方向未标明，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹。a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受到电场力作用，根据此图可作出正确判断的是( )
A.带电粒子所带电荷的性质
B.带电粒子在a、b两点的受力方向
C.带电粒子在a、b两点的速度何处较大
D.带电粒子在a、b两点的电势能何处较大EabBCD如图所示，ＭＮ是负点电荷产生的电场中的一条电场线。一个带正电的粒子（不计重力）从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示，则该带电粒子在a点的加速度一定 在b点的加速度。带电粒子在a点的电势能一定 在b点的电势能。（填“大于”、“小于”式“等于”）。小于大于9.一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图虚线所示,电场方向竖直向下.若不计空气阻力,则此带电油滴从a运动到b的过程中,能量变化情况为( )
A.动能减小
B.电势能增加
C.动能和电势能之和减少
D.重力势能和电势能之和增加EabC 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？ 电场的能的性质也是电场本身的一种属性，它只能由场源本身所决定，而与电场中有无放入试探电荷无关。而电势能的大小是与试探电荷的电量q有关的（因q越大，其所受电场力就越大，具有的做功本领大，电势能也就大），故不能用“电势能”来描述电场的能的性质，我们引入一个新的物理量——“电势”来表示它。 该比值是一个与q无关，仅与电场及A点的位置有关的量。三、电势设EP0 =0该比值称为A点的电势零势能参考点1、定义： 电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。2、定义式：与EP=mgh相类比电势φ与高度h相类似（EP及q含符号）三、电势3、单位：伏特，符号为V 4、电势只有大小，没有方向，是标量5、电势具有相对性电势是相对于零势能参考点的，一般选取无穷远电势为0，实际应用中常取大地电势为0思考 在上面关于电势能和电势的讨论及插图中,我们一直把试探电荷q当作正电荷处理.请把q当做负电荷,重复以上讨论.其结果与上面的结果是否一致?6.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
如何比较电势的高低？如果把q=1.0×10-8的电荷从无穷远处移至电场中的A点，需克服电场力做功W=1.2×10-4J.那么
⑴ q在A点的电势能和在A点的电势各是多少？
⑵ q未移入电场前A点的电势是多少 ？EpA=1.2×10-4J φ=1.2×104V
φ=1.2×104V
例与练如图所示，电场中有A、B两点，则下列说法中正确的是（ ）
A、电势φA> φB 场强EA>EB
B、电势φA> φB 场强EA
D、将-q分别放在A、B两点时具有电势能EpA>EpB例与练正电荷在高电势处电势能大，负电荷在低电势处电势能大BC在电场中一条电场线上有A、B两点,如图所示，若将电荷q1=-2.0×10-7C从A点移到B点，电场力做了-4.0×10-4J的功。
(1)以B点为零电势点，φA等于多少?
(2)电场线的方向如何?
(3)如将电荷q2=+1.0×10-7C从A点移到B点， φA等于多少?电场力做了多少功?例与练ΦA=2.0×103J
A→B 不变 W=2.0×10-4J如图所示,水平固定的小圆盘A,带电量为Q,电势为零,从圆盘外O静止释放一质量为m,带电量为+q的小球,由于电场力的作用,小球竖直上升的高度可达盘中心竖直线上的c点,Oc=h,又知道过竖直线上的b点时,小球速度最大,则在Q所形成的电场中,可确定的物理量是（ ）
A. b点的场强 B. c点的场强
C. b点的电势 D. c点的电势例与练AD五、等势面1、定义： 电场中电势相同的各点构成的面，叫做等势面。与等高线相类比6已二、等势面的特点（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）电场线跟等势面垂直，且由电势较高的等势面指向电势较低的等势面 （3）等势面密处电场线密，等势面疏处电场线疏 （4）不同等势面在空间不相交三、几种常见电场的等势面分布图谱： 离导体表面越近，等势面的形状与导体表面越相似。关于等势面，正确的说法是（??? ） A．电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功 B．等势面上各点的场强大小相等 C．等势面一定跟电场线垂直 D．两等势面不能相交例与练CD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U1、U2、U3，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，U1＜U2＜U3
B.W1=W2，U1＞U2＞U3
C.W1＞W2，U1＞U2＞U3
D.W1＜W2，U1＞U2＞U3例与练A