10.1电势能和电势—【新教材】人教版（2019）人教版高中物理必修第三册课件(共23张PPT)

(共23张PPT)
第十章
电场中的能量
必修三
10.1　电势能和电势
【学习目标】
1．理解电场力做功特点，电势能概念，电势能与电场力做功关系
2．理解电势的概念。
3.知道电势是描述电场能的性质的物理量。明确电势、电势能、电场力做功关系。
【复习回顾】
1.
恒力功的表达式
2.
重力做功的特点
3.
重力做功与重力势能的关系
4.
重力势能的表达式
5.
重力势能的特点：
【引入】
一个试探电荷在匀强电场中某点由静止释放，将如何运动？动能如何变化？（不计重力）
是什么能转化为动能？
它具有什么特点？和重力势能有什么相同之处？
一、静电力做功的特点
求试探电荷＋q沿直线AB移动到B时电场力做的功：
质量为m的物体沿直线AB移动到B时重力做的功：
一、静电力做功的特点
W1=W2=mg.AB.cosθ
W1=W2=Eq.AB.cosθ=Eq.AM
利用极限思想
利用类比思想、极限思想
结论：
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)
例1.如图，在电场强度为60
N/C的匀强电场中有A、B、C三个点，AB为5
cm，BC为12
cm，其中AB沿电场方向，BC和电场方向的夹角为60°。将电荷量为4×10-8
C的正电荷从A点移到B点，再从B点移到C点，静电力做了多少功？若将该电荷沿直线由A点移到C点，静电力做的功又是多少？
M
若沿直线由A点移到C点
正电荷从A点移到B点，再从B点移到C点
二、电势能
重力做功与重力势能的关系
电场力做功与电势能的关系（应用类比思想）
1.定义：电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能，叫电势能。
二、电势能
2.电场和做功和电势能的关系
电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加
4.电势能的特点：（1）系统性：电势能是相互作用的电荷所共有的，或者说是电荷及对它作用的电场所共有的。（2）相对性：相对于零势能面而言的。
3.量性
（1）标量：但有正负之分
（2）零电势点：通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为0，或把电荷在大地表面的电势能规定为0。
例2.（多选）下列说法中，正确的是：
A、把两个同种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加
B、把两个同种点电荷间的距离减小一些，电荷的电势能一定增加
C、把两个异种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加
D、把两个异种点电荷间的距离减小一些，电荷的电势能一定增加
答案:BC
例3.将带电荷量为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？
解析：(1)WAC＝WAB＋WBC＝(－3×10－5＋1.2×10－5)J＝－1.8×10－5J.
可见电势能增加了1.8×10－5J.
(2)如果规定A点的电势能为零，由公式得该电荷在B点的电势能为
EpB＝EpA－WAB＝0－WAB＝3×10－5J.
同理，C点的电势能为EpC＝EpA－WAC＝0－WAC＝1.8×10－5J.
电势：描述电场的能的性质的物理量。
那么怎样去衡量电场的能的性质、怎样去定义“电势”呢？
也就是说，比值EpA/q的大小与试探电荷的正负及电量q均无关，只与电场中该点在电场中的位置有关，故其可衡量电场的性质。
取O点的电势能为零,
则:
EPA
=
q
E
L
COSθ
A
L
O
θ
E
+
三、电势
三、电势
2.
公式:
3.
单位:
伏特
符号为V
1
V
=
1
J/C
电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值
1.
定义:
4.理解：
（1）相对性：某点电势的大小是相对于零点电势而言的。零电势的选择是任意的，一般选地面和无穷远为零势能面。
（2）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，与放不放电荷及放什么电荷无关。
（3）量性为标量，但有正负之分。计算时EP,q,
都带正负号。
三、电势
例4.如果把q＝1.0×10－8C的电荷从无穷远处移到电场中的A点，需要克服电场力做功W＝1.2×10－4J，那么：
(1)q在A点的电势能和A点的电势各是多少？
(2)q在移入电场前A点的电势是多少？
解析：(1)电场力做负功，电势能增加，无穷远处的电势为零，电荷在无穷远处的电势能也为零，电势能的变化量等于电场力做的功，W＝EpA－Ep∞.
所以EpA＝W＝1.2×10－4
J，φA＝＝
V＝1.2×104
V.
(2)A点的电势是由电场本身决定的，跟A点是否有电荷存在无关，所以q移入电场前，A点的电势仍为1.2×104
V.
答案：(1)1.2×10－4J　1.2×104
V　(2)1.2×104
V
例5.如图，某区域电场线左右对称分布，M、N为对称线上的两点．下列说法正确的是
(　　)
A．M点电势一定高于N点电势
B．M点场强一定大于N点场强
C．正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能
D．将电子从M点移动到N点，电场力做正功
答案:AC
思考与讨论
1.沿着电场线方向,电势将怎样变化?
2.电势高低的判断有哪些方法？
3.电势能的大小的判断有哪些方法？
小
结
1.电场线：疏密表示电场强度的大小；顺着电场线电势降落
2.电势高低的判断
：（1）
符号参与运算（2）顺着电场线电势降落
3.电势能的大小的判断：（1）
电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加（2）
符号参与运算