4电势能和电势(公开课)

电势能和电势回顾：功和能的关系是什么？把正试探电荷从A点移到B点，AB长l，与场强方向的夹角为θ，试分析沿不同路径静电力做的功。MBAEθFq+W1=qE·lcosθ（1）沿直线AB移动:（2）沿折线AMB移动:W2=WAM+WMB=qE·lcosθ+0=qE·lcosθ(3)沿曲线路径呢:W3=qE·lcosθl结论：静电力做的功与电荷经过的路径无关,只与电荷的起始位置和终点位置有关.什么力做功还有这个特点？AB静电力做正功，电势能减少；静电力做负功，电势能增加；静电力做功等于电势能的减少量。+F电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功电荷在电场中具有的势能，叫做电势能。用Ep表示。PBPAABEEW电势能为负表示电荷在该处的电势能比选取的势能零点的电势能还要小.2、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性1、电势能是相对的，与零电势能面有关3、电势能是标量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=EP初-EP末W电=EP初-EP末负功正功尽管重力做功与电场力做功很相似，但还是存在很大差异—存在两种电荷ABE电荷由A点运动的B点正电荷负电荷电场力做功电势能变化电势能的大小是与试探电荷的电性和电量q都有关，故不能用“电势能”来描述电场的性质。减少增加A0lθE-cos0qElWAcosqElEPAcosElqEPA则有：该比值是一个与q无关，仅与电场及A点的位置有关的量。设EP0=0该比值称为A点的电势零势能参考点公式：qEp电势：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，用φ表示。电势反映电场本身的性质，与q无关。qEP电势能重力势能mghEP电势高度h在电场中的某一点，如果电荷量为1C的电荷在这点的电势能是1J，这一点的电势就是1V。Ea+Q=1CEP=1JVCJqEp11国际单位制电势的单位：伏特，V4、电势只有大小，没有方向，是标量；正负表示大小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0思考：沿一条电场线，把正试探电荷q从A移动到B，再到C，试分析：（1）静电力做什么功？（2）q的电势能如何变化？（3）比较A、B、C三点的电势高低。+∵EPAEPBEPC∴φAφBφC沿着电场线电势降低。ABCE(4)比较-q在A、B、C三点的电势能大小+q：电势大，电势能大-q：电势大，电势能小地图中常用等高线来表示地势的高低电场中，电势相等的点构成等势面。BA+mpq在同一等势面上移动电荷，静电力不做功。E同一等势面上的点，电势都相等电场线与等势面垂直，并指向电势低的等势面。+CD+等势面密处场强大、电场线密，等势面疏处场强小、电场线疏；不同等势面在空间不相交、不相切几种常见的等势面等量同种正点电荷一头大一头小的导体带等量异号电荷的平行板+－孤立正点电荷孤立负点电荷等量异种正点电荷如果把q=1.0×10-8C的电荷从无穷远处移至电场中的A点，需克服电场力做功W=1.2×10-4J.那么⑴q在A点的电势能和在A点的电势各是多少？⑵q未移入电场前A点的电势是多少？VCJqEJEJEWPAAPAPAA48444102.1100.1102.1102.1102.10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ψAψB场强EAEBB、电势ψAψB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EpAEpBABEBC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ACabcKLMN如图所示，三个等差等势面上有a、b、c、d四点，若将一个正电荷由c经a移动到d电场力做正功W1，若由c经b移动到d电场力做正功W2，则：2121212121212121....，，，，WWDWWCWWBWWA123cabdD一、静电力做功的特点：与路径无关，仅由起始位置和终止位置决定；二、电势能：静电力的功等于电势能的减少量；选取零势能点可以确定某点的电势能；三、电势：电势能和电荷量的比值，反应电场能的性质；四、等势面：与电场线的关系是电场线垂直于等势面，并指向电势低的等势面。