10.1 电势能和电势 19张PPT

10.1电势能和电势
（从能量的角度认识电场）
一个试探电荷在电场中某点由静止释放,将如何运动?
E
结论：动能增加
+
F
思考：什么能转换为动能的呢?
h
A
B
C
mg
mg
mg
复习回顾
1、功的计算：
（功是能量转化的量度）
2、重力做功的特点：
与路径无关,由初末位置的高度差来决定（引入重力势能的概念）
3、重力做功WG与重力势能变化的关系
在这三次情况下重力做功关系？
4、重力势能是相对的,须选定零势能参考面
M
E
1.将电荷q从A沿直线移至B:
A
B
?
+
q
+
q
F
一、静电力做功的特点
静电力做功
WAB = F·|AB|cosθ=qE·|AM|
匀强电场
M
?
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
F
+
q
F
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
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,只与电荷的起始位置和终止位置有关。
特点总结
(对于非匀强电场也适用)
{21E4AEA4-8DFA-4A89-87EB-49C32662AFE0}
能量转化
重力做功
动能与重力势能相互转化
电场力做功
动能与？相互转化呢
类比重力与电场力做功
电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大
二、电势能
1、定义：电荷在电场中具有势能，称为电势能。同样用Ep表示。
电场力做的功等于电势能的减少量
电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小
2、电场力做功与电势能的关系:
3、做功衡量电势能变化，不能说明其大小
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。
WAB=EpA-0
4、电势能是标量，有正负
5、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性
重力势能和电势能类比

重力场中，重力：地球和物体之间存在的吸引力
电场中，电场力：电荷之间的作用力
有重力就有重力势能Ep= mgh
有电场力就有相应的能，叫电势能EP
Ep由物体和地面间的相对位置决定
EP由电荷间的相对位置决定
电场力做正功，电势能就减少
电场力做负功，电势能就增加
电场力作功，电势能改变
重力做功，重力势能改变
重力做正功，重力势能就减少
重力做负功，重力势能就增加
W重 = EP1-EP2
WAB = EPA-EPB
前面学习到
将一个电荷放入电场中，电荷会受到电场力，我们将电场力（F）与电荷所带 电荷量（q）有关，但是他们的比值独立反映电场力的性质，于是定义为电场强度（E）
如今
将一个电荷放入电场中，电荷会具有电势能，我们将电势能（Ep）与电荷所带电荷量（q）有关（举例：无穷远移近电荷）。他们的的比值可以独立反应电场能的性质，定义为一个新的物理量：电势。
1 V = 1 J/C
三、电势
1. 定义:
2. 公式:
3. 单位: 伏特(V)
(计算时要代入正负号——可以这样，也可以正负用规定可知：沿着电场线电势降低，无穷远是零，故(1)正电荷（+Q）形成的电场中各点的电势均为正值
(2)负电荷（-Q）形成的电场中各点的电势均为负值
电荷电场中在某一点的电势能与它的电荷量的比值为电势，用φ表示。
A
B
C
D
E
0V
15V
5V
—3V
0V
18V
8V
3V
电势中应该注意的问题
1. 电势具有相对性,确定电势,应先规定电场中某处的电势为零(通常规定离场源电荷无限远处或大地的电势为零)
2. 电势是标量,有正负,数值取决于零电势的选取.
(负电势表示该处的电势比零电势处电势低)
1.看电场力做功
2.直接根据公式判断
电场力做正功，电势能减少；
电场力做负功，电势能增加。
3.看电场线
负电荷
电势能增加
电场力做负功
顺着电场线移动
正电荷
电势能减小
电场力做正功
顺着电场线移动
两点电势能大小的判断
Ep=qφ
1.看电场力做功
2.直接根据公式判断
两点电势高低的判断
1、看电场线：在同一电场线上，电势顺着电场线的方向不断减少。
2、看场源电荷：在正电荷的电场中，离它越近电势越高。在负电荷产生的电场中，情况相反。
3、看电场力做功：移动正电荷时，电场力若做正功，电势降低。电场力若做负功，电势升高。
对于负电荷，情况恰好相反。
1、一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场力做了5×10－6J的功，那么 ( )
A．电荷在B处时将具有5×10－6J 的电势能
B．电荷在B处将具有5×10－6J 的动能
C．电荷的电势能减少了5×10－6J
D．电荷的动能增加了5×10－6J
CD
课堂训练
2、一个点电荷，从静电场中的a点移至b点，其电势能的变化为零，则（　　）
A．a、b两点的场强一定相等
B．该电荷一定沿等势面移动
C．作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是垂直的
D．a、b两点的电势相等
D
小结
一、静电力做功的特点：
与路径无关，只与起点和终点的位置有关
二、电势能：电荷在电场中具有的势能
1.静电力做的功等于电势能的减少量：
WAB=EPA-EPB
静电力做正功，电势能减少
静电力做负功，电势能增加
2.电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功
3.电势能是相对的，须建立零势能参考面。
电势能有正负之分，负值表示比零还要小
三、电势
1.定义：
2.单位： 伏特 V 1V=1J/C
3.沿电场线方向电势降低
4.电势和电势能都是相对的，且为标量，正负号均表示大小
5.已知电势求电势能
计算带正负号
计算带正负号