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1、第四节电势能和电势基本要求1.了解静电力做功的特点。2.知道电势能概念。3.掌握静电力做功与电势能变化的关系4.知道电势是描述电场性质的物理量,了解电势概念及单位,知道它的定义式,理解φ与Εp、q无关。5.理解电场线的方向与电势高、低之间的关系。6.了解等势面概念。发展要求1.理解电场线方向与等势面的关系。2.经历电势能概念引入的过程,体会类比方法的应用。3.知道电势(电势能)的相对性,并会选取合适的零电势(电势能)点。知道电势是标量,知道正、负电势的意义。4.了解单个点电荷电场与匀强电场的等势面形状。说明不要求用等势面去推断电场的强弱和方向。4电势能和
2、电势类比复习FαlFFαW=Flcosα拉力F做的功W=?1、已知恒力与位移,如何求功呢?如何判断力做正功还是负功?2、怎样定量研究重力势能,得出表达式呢?mABhh1h2mALChh1h2h1h2h3AChh1h23、重力做功的特点?(1)与路径,由初末位置的来决定。(2)重力做功WG与重力势能变化的关系:重力做正功,重力势能减少;重力做负功,重力势能增加。无关高度差注意:功是能量变化的量度。重力做功只由物体初末位置决定,说明物体的重力势能是空间点的函数,即一个点对应一个确定的值,定义物体的重力势能才有意义。静止的试探电荷放入电场中,将如何运动
3、?E电荷做加速运动,一段时间后获得一定的速度,试探电荷的动能增加。+F一、静电力做功的特点什么力做功使试探电荷的动能增大呢?思考E+F试探正电荷q在电场强度为E的匀强电场中沿几条不同路径从A点移动到B点,静电力对电荷做功分别为多少?甲EMөW=FcosƟ·
4、AB
5、=qE·
6、AM
7、AB沿直线ABABqF自主探究甲EAB沿折线AMBMөABAMW1=qE·
8、AM
9、W2=0MB所以:全过程做功W=W1+W2=qE·
10、AM
11、qFqF自主探究MөEAB+qFEAB+qF+qF+qF+qFW=W1+W2+W3+…=qE·
12、AM
13、W1=qE·x1W2=qE·x2W3=
14、qE·x3…………Mx1+x2+x3+…=?x1x2AB沿曲线ANBN将电荷q从A沿其它曲线移至B,静电力做功？EB+MAFөq+由以上的推导我们可以得出什么结论?在匀强电场中移动电荷时,静电力做的功只与电荷的起始位置和终止位置有关,与电荷经过的路径无关。即W=qE·
15、AM
16、可以证明,这个结论对非匀强电场也适用。一、静电力做功的特点
17、AM
18、为初、末两点投影到电场线上的距离推广:这个结论适合于其它电场吗？静电力做功的特点静电力做功只与电荷的初、末位置有关,与电荷经过的路径无关。一、静电力做功的特点小结静电力做功与重力做功有共同特点：——所做的功与路径无关。
19、①重力场中的物体有重力势能,电场中的电荷具有什么能呢？②重力做功使重力势能变化,静电力做功呢？类比二、电势能1.因为在电场中移动电荷时静电力做功与移动路径无关,所以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。重力做功与重力势能的变化讨论:①下列电荷在电场中移动时,静电力做什么功？②电荷的电势能如何变化？EABAB+若在电场中移动的是负电荷呢?FF+E--FF类比二、电势能2.静电力做功与电势能变化的关系静电力对电荷做正功,电荷的电势能减少静电力对电荷做负功,电荷的电势能增加若用WAB表示静电力做的功,用EPA、EPB表示A、B点的电势能W
20、AB=EPA-EPB＝-△EP静电力做的功等于电势能的变化量。如图,在场强E=103N/C的匀强电场中,点电荷q=+1c从A移动到B,AB相距L=1m,静电力做功为多少?电势能如何变化?若规定EPB=0,则EPA=?若规定EPA=0,则EPB=?EABFq+1.因为在电场中移动电荷时静电力做功与移动路径无关,所以电荷在电场中有电势能(EP)2.静电力对电荷做正功,电荷的电势能减少(负功)WF=EP1-EP2=-ΔEP(增加)静电力做的功等于电势能的减少量3.电势能具有相对性,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(通常把离场源
21、无限远处或大地表面的电势能规定为零)二、电势能EPA=-qELCOSθ讨论:2.若取B点的电势能为零,则A点的电势能为多少?1.若在AB两点间分别移动正、负电荷,请比较电荷电势能的变化。MөEABL3.点电荷的电量为2q、3q、4.分析EPA/q一定吗？EPA/q=ELCOSθ5.点电荷的电量为-q、-2q、-3q、…则A点的电势能为多少?…则A点的电势能为多少?电势能与电量的比值为多少?+qF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EPEp
22、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
