人教版高一物理必修第三册第十章课件10.1 电势能和电势（共29张PPT）

(共29张PPT)
思考：
1、重力做功的特点
与路径无关，只与始末位置高度差有关
2、重力势能的性质
标量、相对性
3、重力做功和重力势能的关系
重力做功等于重力势能的减少
思考




E

F

+
q
A
B











1.点电荷q在电场中只受电场力由静止释放,将如何运动?
2.运动过程中能量如何变化?
10.1 电势能和电势
静电力做功

M






E
W = F·|AB| cosθ
= qE·|AM|
1.将电荷q从A沿直线移至B:

A
B


?


+
q


F
M



?

F
静电力做功




E


A
B

2.将电荷q从A沿折线移至B:
对AM:
W1 = q E ·|AM|
对MB:
W2 = 0
对全程:
W = W1 + W2= q E·|AM|

+
q

+
q

F
静电力做功

3.将电荷q从A沿曲线移至B:
M



?




E


A
B


+
q

F





E

A
B


+
q
F


+
q
F


+
q
F


+
q
F








W = W1 + W2 + W3 +… = q E·|AM|
W1 = q E ·x1
W2 = q E ·x2
W3 = q E ·x3
… … … …


M
x1 + x2 + x3 +…=?
x1
x2
x3

W总=qE·(x1+ x2 + x3 +……)
静电力做功

4.将电荷q从A沿其它曲线移至B，静电力做功？
5. 如果移动负电荷，1—4结论又如何？

M


?




E


A
B


q

F
－

B




+
M





A


F

?
q
+
静电力做功特点
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,与电荷的起始位置和终止位置有关（与初、末两点在电场线上的距离有关）。
这个结论适合于任何电场(对于非匀强电场也适用)
1、电场力做功与路径无关，只与始末位置有关。
2、匀强电场中，电场力做功：
W = qEd
（d是初末位置沿电场线方向的位移）
3、判断功的正负
(1)根据电场力和位移（或速度）夹角
(2)+q顺（逆）着电场线移动，W＞0（W＜0）
-q顺（逆）着电场线移动，W＜0（W＞0）
一、电场力做功的特点

类比重
力做功




E

A
B

+
q


F
1、试探电荷q只受电场力作用由A运动到B，能量如何变化？
2、由能量守恒定律，增加的动能由什么能转化而来？
3、试探电荷q由不同位置运动到B，能量变化相同吗？
1、定义：电荷在电场中凭借其位置而具有的势能。
二、电势能（EP）




E

A
B

+
q


F
试探电荷q由A运动到B：
ΔEk↑
ΔEp↓
试探电荷q由A运动到AB中点：
ΔEk↑
ΔEp↓
思考：如何确定试探电荷在A点所具有的电势能？

O
1、定义：电荷在电场中凭借其位置而具有的势能。
2、电势能具有相对性：
通常取无穷远或大地为电势能的零点
3、标量
正、负号表示大小
二、电势能（EP）

类比重
力势能
1、电场力做正功，电势能减少，减少的电势能等于电场力做的功。
电场力做负功，电势能增加，增加的电势能等于克服电场力做的功。
2、电场力做的功等于电势能的减少量。
三、电场力做功与电势能的关系

类比重力做功与重力势能变化
3、电荷在某点的电势能，等于电场力把它从该点移动到零势能位置时所做的功。
练习：
ab为电场中的两点，如果把q = －2?10-8 C的负电荷从a点移到b点，电场力对该电荷做了4?10-7J的正功，则该电荷的电势能( )
A、增加了4?10-7J C
B、增加了2?10-8 J
C、减少了4?10-7J
D、减少了8?10-15J
无论电荷是正、是负，只要电场力做正（负）功，电势能一定减小（增大）。
C
练习：在甲、乙两图中，AOB是两点电荷的连线的垂直平分线，O是连线的中点。
问：分别在甲图和乙图中，把单位正试探电荷从O点沿OA移动到无穷远处，静电力是否做功？电势能是否变化？怎样变化？




A
O
B




A
O
B
甲图
乙图
练习：
有一电荷量q=－3×10－6C的点电荷，从电场中的A点移动到B点时，克服静电力做功6×10－4J，从B点移到C点时静电力做功为9×10－4J。问：
1、以B为零势能点，电荷在A点时的电势能EPA1是多少？
2、如选取C点的电势能为零，则电荷在A点时的电势能EPA2又是多少？
-6×10－4J
3×10－4J
讨论

1.若在AB两点间分别移动正、负电荷，请比较电荷电势能的变化

M



?




E


A
B

L

+
q

F
EPA=qELCOSθ
2.若取B点的电势能为零,则A点的电势能为多少?
3.点电荷的电量为2q、3q
… 则A点的电势能为多少?
4.分析EP/q的值如何变化？
EPA/q=ELCOSθ
5.点电荷的电量为-q、-2q、 -3q、… 则A点的电势能为多少?
6.分析EP/q的值如何变化？
EPA/q=ELCOSθ
1 V = 1 J/C
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
2. 公式:
3. 单位: 伏特(V)
(计算时要代入正负号)
四、电势
4、物理意义：描述电场能的性质的物理量

5、相对性：取无穷远处或大地的电势为零

6、标量：正、负号表示大小

7、判断电势高低的方法：
正试探电荷q由A运动到B：
负试探电荷q由A运动到B：



E
B
?
?
A

+
q

F

-
q

F
WAB=EPA-EPB=qφA-qφB>0

φA>φB
WAB'=EPA-EPB=qφA-qφB<0

φA>φB
4、物理意义：描述电场能的性质的物理量

5、相对性：取无穷远处或大地的电势为零

6、标量：正、负号表示大小

7、判断电势高低的方法：
1)顺着电场线的方向电势降低。
电势降低的方向不一定是电场线的方向
2)正电荷在电势能大的地方电势高；
负电荷在电势能大的地方电势低。
一单位正电荷在一电场中的A点具有的电势能为5J，则A点电势为____；
若在该点放入单位负电荷，则A点电势为______；
若在A点不放入电荷，则A点电势为______
5V
5V
5V
电势是反映电场本身能的性质的物理量，与是否存在检验电荷、检验电荷的电量及电性无关。
1、电场强度大的地方电势不一定高
2、电场强度相等的地方电势不一定相等
比较下列三幅图中A、 B两点的场强的大小及电势的高低



A
B





A
B






A
B

EA
EB

EA
EB

EA
EB




＜
＞
＞
＞
＝
＞
如图所示的电场线，可判定（ ）

A、该点电场一定是匀强电场

B、A点电势一定低于B点电势

C、负电荷放在B点电势能比A点的大

D、负电荷放在B点所受电场力方向向右



A
B
C
判断电势能高低的方法：
1、电场力做正(负)功，电势能降低(升高)。
2、正电荷在电势高(低)的地方，电势能大(小)；
负电荷在电势高(低)的地方，电势能小(大)。
1)、等量异种点电荷
a、沿点电荷的连线,场强先变小后变大，中点场强最小
b、两点电荷连线中垂面上，场强方向沿水平方向，即总与中垂面垂直，由中间向两边场强逐渐减小
1、沿点电荷的连线由正电荷到负电荷，电势逐渐降低；
2、两点电荷连线中垂线上，电势均相等(若取无穷远处电势为0，则中垂线上电势处处为0)

-

+




























O


















+
+
















2)、等量同种点电荷
a、两点电荷连线电场强度逐渐减小，中点O处场强最小为0
b、两点电荷连线中点附近的电场线非常稀疏，但场强并不为0
c、两点电荷连线的中垂线上电场强度先增大后减小
1、两电荷连线上，由正电荷到连线中点O电势逐渐降低，且关于O点对称；
2、两电荷连线中垂线上，由中点O向两侧电势到无限远电势逐渐降低，且关于O点对称
O


















-
-
















2)、等量同种点电荷
a、两点电荷连线电场强度逐渐减小，中点O处场强最小为0
b、两点电荷连线中点附近的电场线非常稀疏，但场强并不为0
c、两点电荷连线的中垂线上电场强度先增大后减小
1、两电荷连线上，由负电荷到连线中点O电势逐渐升高，且关于O点对称；
2、两电荷连线中垂线上，由中点O向两侧电势到无限远电势逐渐升高，且关于O点对称
O