10.1电势能 课件—2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册（21张PPT）

10.1.2 电势
课堂探究
如图，匀强电场场强大小100N/C，OA、AB距离L均为1m，完成下列练习，并小组讨论以下问题：
① 分别求出将+1C、+2C、+3C点电荷从A点移到O点电场力做功。
由WAO= -qEL知:
WAO1 = -100 J WAO2 = -200J WAO3 = -300J
课堂探究
如图，匀强电场场强大小100N/C，OA、AB距离L均为1m，完成下列练习，并小组讨论以下问题：
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② 若规定O点为零势能面，分别求出三个点电荷在A点的电势能；
由WAO=EPA-EPO知:
EOp1 = -100 J Ep2 = -200J Ep3 = -300J
课堂探究
由以上讨论可知，静电力做的功、电势能皆与电荷的多少有关，能用它们来表示电场某点的性质吗？
不过，以上分析会给我们一些启示。请你进一步分析，是否能找到反映电场某点性质的物理量。
不能
课堂探究
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③ 算出每个点电荷在A点的电势能与其电荷量的比值，并归纳有什么规律？
EOp1/q1 = -100 EOp2/q2 = -100 EOp3/q3 = -100
电势能与电荷量之比是一定的，它是由电场中该点的性质决定的，与电荷本身无关。
电势
课堂探究
电势
在静电场中相对于同一个零势能面，不同的电荷在某个点的电势能与电荷量的比值是一个定值，我们把这个比值定义为电势。
定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值
单位：伏特(V)
1 V = 1 J/C
课堂探究
如图，匀强电场场强大小100N/C，OA、AB距离L均为1m，完成下列练习，并小组讨论以下问题：
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若规定B点为零势能面，求出+1C的点电荷在A点的电势能；
EPA=WAB+EPB = 100 J
课堂探究
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算出A点的电势，与上一例题中以O为零势能面时A点的电势相同吗？说明什么问题？
φA=EPA/q1 = 100 V
不相同
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。
课堂探究
将一电量为q=2x10-6 C的点电荷从电场外一点P移至电场中某点A，电场力做功4x10-5 J，求A点的电势。
解:场外一点P的电势为φp=0。从P→A，电场力做的功W=-EpA
EpA=-W=-4X10-5 J；φp=-EpA/q=(4X10-5)/(2X10-6V) = -20V
计算电势首先要规定零电势处，电势有正负，正、负分别表示该处的电势比零电势处电势高或低，而不是方向，因此电势是标量。
课堂探究
如图，匀强电场场强大小100N/C，OA、AB距离L均为1m，完成下列练习：
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若规定O点为零势能面，求出点电荷在B点的电势能；
WAO= -2qEL= -200 J
EPB=WBO+EPO = -200 J
课堂探究
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算出B点的电势，并与A点的电势对比，分析沿电场线方向电势如何变化？
φB=EPB/q1 = -200 V
φA=-100 V
沿着电场线方向电势逐渐降低！
典例精析
例1.电场线分布如图所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ，电势分别为φP和φQ，则（　　）
A．EP＜EQ，φP＞φQ B．EP＞EQ，φP＜φQ
C．EP＞EQ，φP＞φQ D．EP＜EQ，φP＜φQ
A
方法归纳
根据P、Q两点处电场线的疏密比较电场强度的大小。根据沿电场线的方向电势降低。
变式训练
变式.真空中，q3为场源正电荷，q1、q2为等量正试探电荷，它们固定在等边三角形的三个顶点A、B、C上，D为AB中点，如图所示，则不正确的是（　　）
A．q3在A、B两位置产生的场强相等
B．q1、q2具有的电势能相等
C．D位置的电势高于A位置的电势
D．若把q1从A点移动到D点，电场力做负功
A
随堂检测
1.如图所示，x轴垂直穿过一个均匀分布着正电荷的圆环。且经过圆环的圆心O．关于x轴上的电场强度和电势，下列说法确的是（　　）
A．O点的电势一定为零
B．O点的电场强度一定为零
C．从O点沿x轴正方向，电场强度一直减小，电势一直升高
D．从O点沿x轴正方向，电场强度一直增大，电势一直降低
B
随堂检测
2.如图所示，实线表示匀强电场的电场线．一个带正电荷的粒子以某一速度射入匀强电场，只在电场力作用下，运动轨迹如图中虚线所示，a、b为轨迹上的两个点．若a点电势为φa，b点电势为φb，则下列说法中正确的是（　　）
A．场强方向一定向左，且φa＞φb
B．场强方向一定向左，且电势φa＜φb
C．场强方向一定向右，且电势φa＞φb
D．场强方向一定向右，且电势φa＜φb
C
随堂检测
3.如图是某静电场电场线的分布图，M、N是电场中的两个点，下列说法正确的是（　　）
A．M点场强大于N点场强
B．M点电势高于N点电势
C．将电子从M点移动到N点，其电势能增加
D．将电子从M点移动到N点，电场力做正功
D
随堂检测
4.在如图所示的电场中，A、B两点分别放置一个试探电荷，FA、FB分别为两个试探电荷所受的电场力。下列说法正确的是（　　）
A．A点的电势小于B点的电势
B．放在B点的试探电荷带负电
C．A点的电场强度大于B点的电场强度
D．A点的电场强度小于B点的电场强度
C
随堂检测
5.关于电场强度与电势的关系各种说法中正确的是（　　）
A．电场强度大的地方，电势一定高
B．电场强度不变，电势也不变
C．电场强度为零处，电势不一定为零
D．电场强度的方向是电势降低的方向
C
本课小结
电势
定义：在静电场中相对于同一个零势能面，不同的电荷在某个点的电势能与电荷量的比值是一个定值，我们把这个比值定义为电势。
公式：
单位：伏特(V)
再见