第一章 第四节 电势能与电势 课件 31张PPT

(共31张PPT)
电势能与电势
第一章　静电场　
静电力做功的特点
M
E
将电荷q从A沿直线移至B:
A
B
?
+
q
F
静电力做功的特点
M
?
E
A
B
将电荷q从A沿折线移至B:
对AM:
对MB:
对全程:
+
q
F
+
q
F
静电力做功的特点
将电荷q从A沿曲线移至B:
M
?
E
A
B
+
q
F
静电力做功的特点
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。
这与重力做功相似
1.以上例子中，静电力做什么功？
2.电荷的动能如何变化？
3.什么能转换为动能的呢？
电势能
由于移动电荷时静电力做的功与移动的路径无关，那么电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做电势能，用符号Ep表示
电势能
电场力做正功，电势能减少
电场力做负功，电势能增加
电场力做功和电势能变化
电势能
正电荷从A点移到B点时,电场力做正功,电荷的电势能减少
正电荷从B点移到A点时,
电场力做负功,即电荷克服静电力做功,电荷的电势能增加
A
B
E
+
v
A
B
E
+
v
F
F
电势能>>例题
A
B
E
+
v
F
【例】如图,在场强
的匀强电场中,点电荷q=﹢1c从A移动到B,AB和电场方向成30°角，AB相距L=2√3m,电场力做功为多少?电势能如何变化?
由①②得，WAB=30J,
△EP=-30J
正电荷从A点移到B点时,电场力做正功,电荷的电势能减少
故电场力做功为30J,电势能减少30J
···①
···②
电势能
A
B
E
+
v
F
WAB=EPA－EPB=30J,
△EP=-30J
电荷在A点具有的电势能多大？
设B点的电势能
WAB
=
EPA－EPB
=30J
EPA
=30J
电荷在某点的电势能，等于把它从这点移到零势能位置时静电力所做的功。
电势能
电势能是标量的，与零势能面的选择有关。
正号表示该点的电势能比零电势能高；
负号表示该点的电势能比零电势能低
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。
电势能是标量还是矢量？
电势能>>例题
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
电势能>>例题
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？
A
B
电势
电荷电场中在某一点的电势能与它的电荷量的比值
1
V
=
1
J/C
2.
公式:
单位:
伏特(V)
(计算时要代入正负号)
1.
定义:
电势
电势是标量，大小与电势零点的选择有关
3.
标量性
电势是标量还是矢量？
正号表示该点的电势比零电势的高；
负号表示该点的电势比零电势的低
一般选取无穷远处电势为0，实际应用中常取大地电势为0
电势
4.
电势高低判断
①公式法：
②电场线法：沿电场线
方向电势越来越低
③观察法：离正电荷越近电势越高；
离负电荷越近电势越低；
电势
正电荷电场中电势为正，靠近正电荷电势高
取无限远处电势为0
负电荷电场中电势为负，靠近负电荷电势低
电势>>例题
图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定(　　)
A．M点的电势大于N点的电势
B．M点的电势小于N点的电势
C．粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力
D．粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力
AD
电势>>例题
如图所示，一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹．M和N是轨迹上的两点，其中M点在轨迹的最右点．不计重力，下列表述正确的是(　　)
A．粒子在M点的速率最大
B．粒子所受电场力沿电场方向
C．粒子在电场中的加速度不变
D．粒子在电场中的电势能始终在增加
C
电势>>例题
某电场的部分电场线如图所示，A、B是一带电粒子仅在电场力作用下运动轨迹(图中虚线)上的两点，下列说法中正确的是(　　)
A．粒子一定是从B点向A点运动
B．粒子在A点的加速度小于它在B点的加速度
C．粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能
D．电场中A点的电势高于B点的电势
答案　C
1.
定义：电场中电势相同的各点构成的面
等势面
③等差等势面疏密程度
场强的大小
②等势面由高到低的垂线方向
该点的场强方向
①等势面与电场线垂直
等势面
2.
等势面特点
⑤在等势面上移动电荷，电场力
做功为零
④任意两个等势面永不相交
3.
常见电场中等势面的分布及特点
（1）正点电荷的电场中等势面的分布
以点电荷为球心的一簇球面
等势面
取无限远处电势为0
连线中点O处的电势
连线上的电势
中垂线的电势
为0
沿连线从正电荷到负电荷逐渐减低
电势处处为零
取无限远处电势为0
等势面
（2）等量异种电荷等势面的分布
等势面
连线中点O处的电势
连线上的电势
沿中垂线的电势
不为0
中点的电势最低，向外逐渐升高
中点的电势最高，向外逐渐降低
等势面
（3）等量同种正电荷等势面的分布
等势面
（4）匀强电场等势面的分布
垂直于电场线的一簇平面
等势面
等势面>>例题
如图所示，两个等量的正电荷分别置于P、Q两位置，在P、Q连线的垂直平分线上有M、N两点，另有一试探电荷q，则(　　)
A．若q是正电荷，q在N点的电势能比在M点的电势能大
B．若q是负电荷，q在M点的电势能比在N点的电势能大
C．无论q是正电荷，还是负电荷，q在M、N两点的电势能一样大
D．无论q是正电荷还是负电荷，q在M点的电势能都比在N点的电势能小
答案　AB
等势面>>例题
位于A、B处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图所示，图中实线表示等势线，则(　　)
A．a点和b点的电场强度相同
B．正电荷从c点移到d点，电场力做正功
C．负电荷从a点移到c点，电场力做正功
D．正电荷从e点沿图中虚线移到f点电势能先减小后增大
答案　CD
等势面>>例题
如图所示，实线表示一簇关于x轴对称的等势面，在轴上有A、B两点，则(　　)
A．A点场强小于B点场强
B．A点场强方向指向x轴负方向
C．A点场强大于B点场强
D．A点电势高于B点电势
答案　AD