物理选修3-1电势能和电势课件 新课标 人教版.ppt

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1、四、电势能和电势力学中我们研究其中心问题——力和运动的关系时，是分别从动力学和能量两个角度来进行的。现在电学中我们要深刻认识电场的性质，也要采用类似的方法。前面三节内容我们已经从电荷在电场中受力作用——“电场具有力的性质”的角度研究了电场的性质，并且引入“电场强度”去描述电场的这种性质；那么从能量的角度来看，电场又有什么性质呢？我们知道，若把一个试探电荷放入电场中，它将在静电力的作用下做加速运动，从而获得一定的动能，这是静电力做功的结果，显然要研究电场的能的性质，首先就要研究静电力的作功问题。1、静电力做功的特点：如图所示，一

2、带电量为+q的试探电荷放在场强为E的匀强电场中，它在电场力的作用下从A点移到B点。则电场力所做的功为：ABEqEθ123C沿着路径“1”时：W1=qE·AB·cosθ沿着路径“2”时：W2=qE·AB·cosθ沿着路径“3”时：W3=qE·AB·cosθ=qE·AC电场力所做的功只跟始末位置有关，而与电荷移动的路径无关.在必修物理中我们学过，正是由于重力做功与路径无关，故质量为m的物体在重力场中具有一定的重力势能；同样的道理，电场力做功也与路径无关，所以电量为q的带电体在电场中也应该具有一定的“电势能”。（1）电场力做正功，电

3、势能减小；电场力做负功，电势能增加。即：WAB=EPA-EPB（2）电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移到零势能点时所做的功。通常取“无限远处或大地”的电势能为零。2、电势能：电荷在电场中具有的由电荷间的相互作用而产生的势能。（3）电势能是标量。正负表示大小不表方向例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例2：A和B为电场中某

4、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？AB电场的力的性质我们必须用场强E来描述，那么电场的能的性质我们又应该用什么物理量来描述呢？能否用“电势能”呢？电场的能的性质也是电场本身的一种属性，它只能由场源本身所决定，而与电场中有无放入试探电荷无关。而电势能的大小是与试探电荷的电量q有关的（因q越大，其所受电场力就越大，具有的做功本领大，电势能也就大），故不能用“电势能”来描述电场的能的性质，我们引入一个新的物理量

5、——“电势”来表示它。3、电势：描述电场的能的性质的物理量。如图所示，设想把一试探电荷+q放在电场中某处A或B。它们在电场力F的作用下均移至无限远处。则有：WA>WB那么怎样去衡量电场的能的性质、怎样去定义“电势”呢？+·A·BEpA-0>EpB-0同理可知：若试探电荷为-q，也有：也就是说，比值EpA/q的大小与试探电荷的正负及电量q均无关，只与电场中该点在电场中的位置有关，故其可衡量电场的性质。（1）概念：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。（2）定义式：（3）单位：伏特（V）（4）电势是标量。

6、但有正有负，其正负同样表示大小（其零点在无限远处或大地）。a.电势是表征电场中某点的能的性质的物理量，仅与电场中某点性质有关，与电场力做功的值及试探电荷量、电性无关。类似场强Eb.电势是相对的，只有选定了零电势点后才有意义，类似重力场中的高度。（5）决定式：（真空中，点电荷）a.电势是电场本身的性质，其大小只跟场源Q及该点到场源间的距离r有关。b.电势能的大小不仅与场源有关，还与试探电荷q有关C.如以无穷远处电势为零，则：正电荷（+Q）形成的电场中各点的电势均为正值（且离场源近处电势大）；负电荷（-Q）形成的电场中各点的电势均

7、为负值（且离场源近处电势小）。例3.将一电量为的点电荷从电场外一点P移至电场中某点A,电场力做功,求A点的电势.解:设场外一点P的电势为从PA,电场力做的功PAEW-=点评:电势的确定首先要确定零电势处,且电势可以为负.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

8、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-EP2W电=EPA-EPB高度和电势重力场中，同一物体在不同位置，Ep不同。电场中，同一电荷在电场中的不同位置,EP不同。不同物体在同一位置，Ep正比于质量m不同电荷在同一位置，EP正比于电量qEp/m=gh，