高中物理选修电势能与电势-PPT.pptx

高中物理选修电势能与电势重庆市石柱中学校 姚国均2024/4/19 周五周五第第2页页(共共24页页)试探正电荷试探正电荷q在电场强度为在电场强度为E得得匀强电场中沿几条不同路径从匀强电场中沿几条不同路径从A点移点移动到动到B点点,静电力对电荷做功分别为静电力对电荷做功分别为多少多少?MABqFEMABqFqFEENAB乙乙F沿直线沿直线AB沿折线沿折线AMB 沿曲线沿曲线ANB2024/4/19 周五周五第第3页页(共共24页页)甲甲EMW=F cos|AB|=q E|AM|AB|=q E|AM|A AB B沿沿 直直 线线ABqF2024/4/19 周五周五第第4页页(共共24页页)甲甲EA AB B沿沿 折折 线线AMBMABA MW1=qE|AM|W2=0M B所以所以:全过程做功全过程做功 W=W1+W2=q E|AM|qFqF2024/4/19 周五周五第第5页页(共共24页页)ENAB乙乙沿曲线沿曲线ANB呢呢?2024/4/19 周五周五第第6页页(共共24页页)用无数组跟静电力垂直与平行得折线来逼近用无数组跟静电力垂直与平行得折线来逼近ANBANBMW=q E|AM|由以上得推导我们发现了什么由以上得推导我们发现了什么?E乙乙2024/4/19 周五周五第第7页页(共共24页页)在匀强电场中移动电荷时在匀强电场中移动电荷时,静电力做功与电荷静电力做功与电荷得起始位置与终止位置有关得起始位置与终止位置有关,但与电荷经过得路径但与电荷经过得路径无关无关、推广推广:非匀强电场也适用非匀强电场也适用、一一.静电力做功的特点静电力做功的特点W=qEd (适合匀强电场适合匀强电场,d为沿电场为沿电场线方向距离线方向距离)2024/4/19 周五周五第第8页页(共共24页页)大家有疑问得大家有疑问得,可以询问与交流可以询问与交流可以互相讨论下可以互相讨论下可以互相讨论下可以互相讨论下,但要小声点但要小声点但要小声点但要小声点二、电势能二、电势能重力做功与重力势能得关系重力做功与重力势能得关系?思考思考电场中得电荷由于受到电场力电场中得电荷由于受到电场力作用而具有得势能。作用而具有得势能。1、定义定义:2024/4/19 周五周五第第10页页(共共24页页)WG =EP1 -EP2 =-EP1、重力做正功重力做正功,重力势能减少重力势能减少、2.重力做负功重力做负功,即物体克服重力做功即物体克服重力做功,重重力势能增加力势能增加、重力做得功等于重力势能得减少量重力做得功等于重力势能得减少量、重力做功与重力势能的关系重力做功与重力势能的关系2024/4/19 周五周五第第11页页(共共24页页)正电荷从正电荷从A点移到点移到B点时点时,静电静电力做正功力做正功,电荷得电势能减少电荷得电势能减少、正电荷从正电荷从B点移到点移到A点时点时,静电静电力做负功力做负功,即电荷克服静电力做功即电荷克服静电力做功,电荷得电势能增加电荷得电势能增加、ABE+vABE+v电场力做功与电势能的关系电场力做功与电势能的关系(讨论讨论)若就是负电荷若就是负电荷,情况又就是怎么样情况又就是怎么样?2024/4/19 周五周五第第12页页(共共24页页)静电力做得功等于电势能得减少量静电力做得功等于电势能得减少量WAB=EPA-EPB电荷在某点得电势能电荷在某点得电势能,等于静电力把它等于静电力把它 从该点移动到零势能位置时电场力所做得功从该点移动到零势能位置时电场力所做得功、(通常把离场源无限远处或大地表面或通常把离场源无限远处或大地表面或接地得电势能规定为零接地得电势能规定为零)2024/4/19 周五周五第第13页页(共共24页页)电势能为负表示电荷在该处得电势能比选取得电势能为负表示电荷在该处得电势能比选取得势能零点得电势能还要小势能零点得电势能还要小、2 2、电势能就是电荷与电场所共有得、电势能就是电荷与电场所共有得,具有系统性具有系统性1 1、电势能就是相对得、电势能就是相对得,与零电势能面有关与零电势能面有关3 3、电势能就是标量、电势能就是标量2024/4/19 周五周五第第14页页(共共24页页)例例1.如图如图,在场强在场强 的匀强电场的匀强电场中中,点电荷点电荷q=+1c从从A移动到移动到B,AB相距相距L=1m,电场力做功为多少电场力做功为多少?电势能如何变化电势能如何变化?E即电势能减少即电势能减少qFAB2024/4/19 周五周五第第15页页(共共24页页)取取O点得电势能为零点得电势能为零,则则:EPA=q E L COS讨论讨论:不同电量电荷在不同电量电荷在A点点电势能与电荷得比值电势能与电荷得比值?ALOE+比值与试探电荷无关比值与试探电荷无关,反应电场本身得性质。反应电场本身得性质。2024/4/19 周五周五第第16页页(共共24页页)1 1、定义、定义:电荷在电场中某一点得电势能与它得电荷量电荷在电场中某一点得电势能与它得电荷量得比值得比值,叫做这一点得电势。叫做这一点得电势。2 2、定义式、定义式:(E(EP P及及q q带符号计算带符号计算)电势能电势能重力势能重力势能电势电势高度高度三、电势三、电势2024/4/19 周五周五第第17页页(共共24页页)3 3、单位、单位:伏特伏特伏特伏特,符号为符号为V V V V 4 4、电势就是标量、电势就是标量,但有正负但有正负5 5、电势具有相对性、电势具有相对性电势就是相对于零势能参考点得电势就是相对于零势能参考点得,一般选取一般选取无穷远无穷远电势为电势为0 0,实际应用中常取实际应用中常取大地大地电势为电势为0 02024/4/19 周五周五第第18页页(共共24页页)例例2、关于公式、关于公式 可知：（可知：（）A、电场中某点的电势，与放在该点电荷具有、电场中某点的电势，与放在该点电荷具有的电势能成正比的电势能成正比B、电场中某点的电势，与放在该点电荷的电、电场中某点的电势，与放在该点电荷的电荷量成反比荷量成反比C、电场中某点的电势，与该点是否有电荷，、电场中某点的电势，与该点是否有电荷，电荷的正负及电荷量的大小无关电荷的正负及电荷量的大小无关D、放入电场中某点的点电荷不同，电势能也、放入电场中某点的点电荷不同，电势能也不同，但电势能与电荷量的比值保持不变不同，但电势能与电荷量的比值保持不变CD2024/4/19 周五周五第第19页页(共共24页页)例例3:3:如果把如果把q=1q=1、010010-8-8C C得电荷从无穷远处移至电场得电荷从无穷远处移至电场中得中得A A点点,需克服电场力做功需克服电场力做功W=1W=1、210210-4-4J J、那么、那么 q q在在A A点得电势能与在点得电势能与在A A点得电势各就是多少？点得电势各就是多少？q q未移入电场前未移入电场前A A点得电势就是多少点得电势就是多少？2024/4/19 周五周五第第20页页(共共24页页)沿电场线沿电场线(场强场强)方向电势越来越低方向电势越来越低 即电场线指向电势降低得方向即电场线指向电势降低得方向ABE电荷由电荷由A点运动得点运动得B点点正电荷正电荷负电荷负电荷电场力电场力做功做功电势能电势能变化变化电势电势变化变化减少减少减少减少正功正功减少减少负功负功增大增大2024/4/19 周五周五第第21页页(共共24页页)例例4:4:如图所示如图所示,电场中有电场中有A A、B B两点两点,则下列说法中正确则下列说法中正确得就是得就是()()A A、电势、电势A A B B 场强场强E EA AEEB BB B、电势、电势A A B B 场强场强E EA AEEEpBpBA AB BE EBC2024/4/19 周五周五第第22页页(共共24页页)1 1、定义、定义:电场中电势相同得各点构成得面电场中电势相同得各点构成得面,叫做等势面。叫做等势面。与等高线类比与等高线类比(1 1)在同一等势面上得任意两点间移动电荷在同一等势面上得任意两点间移动电荷,电场力不做功电场力不做功(2 2)电场线跟等势面垂直电场线跟等势面垂直,且由电势较高得等势面指向电势较且由电势较高得等势面指向电势较低得等势面低得等势面 (3 3)等势面密处场强大、电场线密等势面密处场强大、电场线密,等势面疏处场强小、电场等势面疏处场强小、电场线疏线疏 (4 4)不同等势面在空间不相交、不相切不同等势面在空间不相交、不相切2 2、等势面得特点、等势面得特点:四、等势面四、等势面2024/4/19 周五周五第第23页页(共共24页页)3 3、几种带电体周围得等势面与电场线、几种带电体周围得等势面与电场线2024/4/19 周五周五第第24页页(共共24页页)