人教版高中物理选修3-1电势能和电势 (1)课件（21张ppt）

电势能和电势
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根据表格中的现象或者特征判断：天空雷电是否也可用导线传导到另外的地方呢？你判断的依据是什么？
类比法:根据两个（两类）对象之间在某些方面的相同或相似，而推出它们在其他方面也可能相同或相似的逻辑推理方法。
类比静电场和重力场
特征或性质
静电场
重力场
a
对场中的电荷有力的作用
对场中的物体有力的作用
b
用比值“F/q”表示场的强弱
用比值“F/m”表示场的强弱
c
通过类比你能得到什么？
物体处于重力场中具有重力势能
由a、b可见，静电场与重力场有某些特征是相似的。我们知道，物体处于重力场中具有重力势能，那么电荷处于电场中也应该具有某种能量。这节课我们就来研究这种能量。
思考：一个试探电荷在电场中某点由静止释放,将如何运动，动能怎样变化?
1.是什么力做功使得试探电荷的动能增加了？
2.根据能量守恒定律，是哪种能量转换为动能的呢？
E
F
+
q
A
B
一、静电力做功的特点
1.将电荷q从A沿直线移至B:
M
E
A
B
?
+
q
F
2.将电荷q从A沿折线AMB移至B:
对MB:
对全程:
M
?
E
A
B
+
q
F
+
对AM:
3.将电荷q从A沿曲线移至B:
E
M
?
A
B
+
q
F
E
+q
A
B
M
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，仅与电荷的起始位置和终止位置有关。
该结论对于非匀强电场也是适用的。
4、结论
静电力做功跟哪种力做功具有相似的特点呢？
B
+
A
F
?
M
回顾重力做功及重力势能?
A
B
C
h
mg
mg
mg
思考：静电力做功与路径无关，若以B点为重力势能的零点，则物体在同一位置A点的重力势能是确定的还是不确定的？若重力做功和路径有关呢？
重力做功与路径无关,与初末位置有关
2.功是能量转化的量度，当重力做功的时候重力势能发生了变化，重力做功与重力势能的变化有什么关系？
1.在这三种情况下重力做功的大小？
A
B
C
类比：
正因为重力做功与路径无关，才使得物体具有了凭借其位置而具有的确定的势能即重力势能；
同样的，静电力做功也与路径无关，因此电荷在电场中也具有了凭借其位置而具有的势能，这种势能叫电势能。
电势能符号：
Ep
思考：1、在本节课开头的例子中，当静电力做功的时候，是什么形式的能量转化成了动能？
2、类比重力做功与重力势能的关系，假设电荷是从A点移动到B点，你能写出静电力做功和电势能的关系表达式吗？
电场力做的功等于电势能的减少量
A
B
E
+
v
A
B
E
+
v
电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小
电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大
思考：重力势能具有相对性，电势能也具有相对性吗？
提示：根据重力做功和重力势能变化的关系，根据重力做功只能确定重力势能的变化量，若想要确定物体在某点的重力势能，怎么办？请类比说明电势能。
h
mg
mg
mg
A
B
E
+
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
电势能是相对的
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。
思考：重力势能属于物体和重力场组成的系统，电势能也属于电荷和静电场组成的系统吗？
没有物体或者重力场，就没有重力，也就没有重力做功，就不会有重力势能。因此，重力势能属于物体和重力场组成的系统。类比可说明电势能。
根据前面的学习，请你总结一下静电场和重力场有哪些相似的性质呢？
性质或特征
重力场
静电场
1
受重力
受静电力
2
用比值表示场的强弱
用比值表示场的强弱
3
重力做功与路径无关
静电力做功与路径无关
4
5
重力势能
电势能
6
相对性
相对性
7
系统性
系统性
例1. 如图,在场强 的匀强电场中,把点电荷q=+1c沿电场线方向从A移动到B,AB相距L=1m,则（1）电场力做功为多少?电势能如何变化?
则电荷在B点具有的电势能多大？
电势能减少
E
q
F
A
B
（2）设电荷在A点的电势能
WAB = EPA－EPB =103J
电势能为负表示的物理意义是什么？
+
则电荷在B点具有的电势能多大？
（2）设电荷在A点的电势能
分析讨论：
物体在重力场中移动时重力做功，与电荷在电场中移动时静电力做功虽然相似，但存在差异，你能说一说这种差异吗？
在同一电场中，同样从A点到B点，移动正电荷与移动负电荷，静电力做功相反，电荷的电势能的变化也是相反的。
课堂小结
一、静电力做功的特点
二、电势能
1.功能关系
2.电势能的相对性
3.电势能的系统性
谢谢大家！