1.4 电势能和电势

※电势能和电势※电势能和电势E若把一个静止的试探电荷放入电场中,它将如何运动?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电荷在电场中具有跟位置相关的能——电势能。什么能转化为动能的呢?※电势能和电势ABE正试探电荷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?①②③※电势能和电势ABEM沿直线①A→B+F+FW=F·|AB|·cosθ=qE·|AM|θ①※电势能和电势沿折线②A→M→BA→M过程：W1=qE·|AM|ABEMM→B过程：W2=0W=qE·|AM|②※电势能和电势ABE沿曲线③A→B③NM可以用无数组跟静电力垂直和平行的折线来逼近曲线ANB，与静电力平行的短折线的长度之和等于|AM|。W=qE·|AM|※电势能和电势在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但与电荷经过的路径无关。(对于非匀强电场也适用)※电势能和电势由于移动电荷时静电力做的功与移动的路径无关，电荷在电场中具有跟位置相关的能，叫电势能。※电势能和电势h1h2ABh重力做正功，重力势能减少;重力做负功，重力势能增加。重力做功与路径无关,由初末位置的高度差h来决定。零势能面EPA=mgh1EPB=mgh2※电势能和电势正电荷从A点移到B点时,电场力做正功,电荷的电势能减少。正电荷从B点移到A点时,电场力做负功,即电荷克服静电力做功,电荷的电势能增加。如果是负电荷，情况如何？ABE+F※电势能和电势PBPAABEEW重力做的功等于重力势能的减少量静电力做的功等于电势能的减少量2121PPGEEmghmghW重力势能的减少量电势能的减少量ABE+F※电势能和电势※电势能是相对的，与零电势能面的选定有关。PBPAABEEWEPB=0PAABEW则零势能参考点ABE+F※电荷在某点的电势能，等于把它从该处移动到零势能位置时静电力所做的功。※电势能和电势EPB=0JWEABPA10则※电荷在某点的电势能，等于把它从该处移动到零势能位置时静电力所做的功。ABE+F正电荷从A点运动到B点过程JWAB10若零势能参考点※电势能和电势若JWAB10JWEABPA10则EPB=0负号表示电势能的高低※电荷在某点的电势能，等于把它从该处移动到零势能位置时静电力所做的功。ABE-F负电荷从A点运动到B点过程零势能参考点※电势能和电势※通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为0，或把电荷在大地表面的电势能规定为0。※电势能是相对的，与零电势能面的选定有关。+※电势能和电势（1）比较正试探电荷q在A、B点时具有电势能EPA和EPB的大小关系；（2）比较负试探电荷q在A、B点时具有电势能EPA和EPB的大小关系。（3）把场源电荷Q换成负电荷，以上（1）（2）中的结果又如何？+ABQ讨论※电势能和电势1．下图中MN为电场中某一条电场线，方向向右，在电场线上取两点a、b，今将一正电荷q从a点移到b点则（）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。MabNC若q为负点电荷呢？vF做正功q+F※电势能和电势2．下列说法中正确的是（）A.当两正点电荷相互靠近时，它们的电势能增大B.当两负点电荷相互靠近时，它们的电势能增大C.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能减小D.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能增大。ABC※电势能和电势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？※电势能和电势cos0qElWAcosElqEPA该比值是一个与q无关，仅与电场及A点的位置有关的量。该比值称为A点的电势零势能参考点lAOEθcosqElEPA※电势能和电势qEP1.定义：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：qEP与重力势能EP=mgh相类比电势φ与高度h相类似※电势能和电势3.单位：伏特，符号为V4.电势只有大小，没有方向，是标量5.电势具有相对性电势是相对于零势能参考点的，一般选取无穷远电势为0，实际应用中常取大地电势为06.沿电场线(场强)方向电势越来越低。※电势能和电势3.如图所示，电场中有A、B两点，则下列说法中正确的是（）A.电势φAφB，场强EAEBB.电势φAφB，场强EAEBC.将+q由A点移到B点，电场力做正功D.将-q分别放在A、B两点时具有电势能EpAEpBABE※正电荷在高电势处电势能大※负电荷在低电势处电势能大BC※电势能和电势2.在等势面上移动电荷，电场力做功为零。4.电场线从高等势面垂直指向低等势面。1.定义：电场中电势相同的各点构成的面，叫做等势面。3.等势面与电场线垂直。与等高线相类比※电势能和电势+正点电荷的电场线和等势面等量异号电荷电场的等势面等量同号电荷电场的等势面匀强电场的电场线和等势面带电体周围的电场和等势面※电势能和电势4.关于等势面，正确的说法是（）A．电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功B．等势面上各点的场强大小相等C．等势面一定跟电场线垂直D．两不同电势的等势面不能相交CD※电势能和电势5.孤立点电荷电场中的一簇等势面如图所示中虚线所示，a、b、c是某电场线与这簇等势面的交点，其电势分别为φ1、φ2、φ3，且ab=bc.现将一负电荷由a移到b，电场力做正功W1；再由b移至C，电场力做正功W2.则（）A.W1=W2，φ1＜φ2＜φ3B.W1＞W2，φ1＞φ2＞φ3C.W1＞W2，φ1＜φ2＜φ3D.W1＜W2，φ1＜φ2＜φ3Cabc※电势能和电势6.如图所示,在同一条电场线上有A、B、C三点，将的点电荷由A点移动到B点，电场力做多少功？电势能变化了多少？再将该电荷由B点移到C点，电场力又做多少功?电势能变化了多少?cq6106VA5VC20BABC※电势能和电势7.在电场中一条电场线上有A、B两点,如图所示，若将电荷q1=-2.0×10-7C从A点移到B点，电场力做了-4.0×10-4J的功。(1)以B点为零电势点，φA等于多少?(2)电场线的方向如何?(3)如将电荷q2=+1.0×10-7C从A点移到B点，φA等于多少?电场力做了多少功?AB※电势能和电势9.如图所示，虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为、和，一带正电粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示。由图可知()A、粒子从K到L的过程中，电场力做负功B、粒子从L到M的过程中，电场力做负功C、粒子从K到L的过程中，电势能增加D、粒子从L到M的过程中，动能减少abcabcKLMNAC