第一章靜電場(chǎng)第四節(jié)電勢(shì)能和電勢(shì)

第一章靜電場(chǎng)第四節(jié)電勢(shì)能和電勢(shì)1.功能關(guān)系2.靜電力做功的特點(diǎn)3.電勢(shì)能4.電勢(shì)5.等勢(shì)面從能的角度研究電場(chǎng)性質(zhì)1.功能關(guān)系EEqA一個(gè)帶正電粒子（忽略重力）在勻強(qiáng)電場(chǎng)中靜止釋放功：過程量。能：狀態(tài)量。B2.電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)E電場(chǎng)力做功與路徑無關(guān)ABθLEqXEqEq

X（似重力做功）C，與初末位置有關(guān)2.電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)hABgmgExABqE電場(chǎng)力做功與路徑無關(guān)，只取決于初、末位置3.電勢(shì)能hABgmgExABqE電勢(shì)能,符號(hào)Ep

：電荷在電場(chǎng)中所具有的勢(shì)能（電荷在電場(chǎng)中受到電場(chǎng)力作用而具有由相對(duì)位置決定的能量）E3.電勢(shì)能電場(chǎng)力做正功，故電勢(shì)能________，ABF帶電粒子靜止釋放（忽略重力）電勢(shì)能具有相對(duì)性，通常取離場(chǎng)源無窮遠(yuǎn)處為勢(shì)能零點(diǎn)。工程應(yīng)用上取大地的電勢(shì)為零。若規(guī)定電荷在B點(diǎn)電勢(shì)能為零，則歸結(jié)：電場(chǎng)力做功等于電勢(shì)能減少量。即減少反之，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加（判斷依據(jù)）。電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量EABv帶電小球靜止釋放后豎直上升請(qǐng)中文翻譯式子②電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能等于把它從A點(diǎn)移動(dòng)到零勢(shì)能點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功電勢(shì)能是一個(gè)標(biāo)量，有正負(fù)。系統(tǒng)性：屬于電荷和電場(chǎng)相對(duì)性：零勢(shì)能點(diǎn)未確定時(shí)，同一電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能是任意的。單位：焦耳，J重力勢(shì)能是否有類似的特點(diǎn)？有一帶負(fù)電的點(diǎn)電荷，從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí)，克服電場(chǎng)力做功6×10－4

J．從B點(diǎn)移到C點(diǎn)，電場(chǎng)力做功9×10－4

J，問：(1)若以A為零勢(shì)能點(diǎn)，B、C兩點(diǎn)的電勢(shì)能各為

、

。A、C間的電勢(shì)能之差為

。(2)若以B為零勢(shì)能點(diǎn)，A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)能各為

、

。A、C間的電勢(shì)能之差為

。將一個(gè)帶電荷量為7.0×10-6C的負(fù)電荷從無限遠(yuǎn)處移動(dòng)到電場(chǎng)中的A點(diǎn)時(shí)，電荷的電勢(shì)能為-1.4×10-6J.求此過程電場(chǎng)力對(duì)電荷做的功（取無限遠(yuǎn)處電勢(shì)能為零）4.電荷量的影響零勢(shì)面ExAB+q電荷量分別為+q和+2q，點(diǎn)電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能？電勢(shì)能與電荷量有關(guān)人們直接用電勢(shì)能描述電場(chǎng)性質(zhì)面臨困難？ExAB+2q重力勢(shì)能mgh與物體有關(guān)什么量是與物體沒關(guān)的呢？AF-q4.存在兩種電荷的影響xEB零勢(shì)面ExABF+q請(qǐng)同學(xué)們計(jì)算兩種電荷在同一勻強(qiáng)電場(chǎng)中A點(diǎn)的電勢(shì)能？（以B為勢(shì)能零點(diǎn)）正負(fù)電荷在同一點(diǎn)電勢(shì)能正負(fù)相反找尋只有電場(chǎng)有關(guān)的物理量？4.電勢(shì)電勢(shì)：電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量的比值結(jié)論：沿著電場(chǎng)線，電勢(shì)降低。由電場(chǎng)本身決定，與放入電荷無關(guān)。是標(biāo)量，有正負(fù)。單位是焦耳每庫倫（J/C）或者伏特（V）。正電荷由A到B,電場(chǎng)力做_____正功負(fù)電荷由A到B,電場(chǎng)力做_____負(fù)功AEB4.電勢(shì)AEBC電勢(shì)也具有相對(duì)性，通常取離場(chǎng)源無窮遠(yuǎn)處為勢(shì)能零點(diǎn)。工程應(yīng)用上取大地的電勢(shì)為零。4.電勢(shì)請(qǐng)判斷：電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)在數(shù)值上等于單位正電荷由該點(diǎn)移動(dòng)到零電勢(shì)點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力做的功5.電勢(shì)差電荷q在電場(chǎng)由一點(diǎn)A移動(dòng)到另一點(diǎn)B時(shí)，電場(chǎng)力做的功WAB與電荷量q的比值叫做電勢(shì)差。（比值定義）【定義】電勢(shì)之差☆描述電場(chǎng)能的性質(zhì)的物理量5.電勢(shì)差焦耳每庫倫（J/C）或伏特（V）1V=1J/C

【單位】【說明】3、電勢(shì)差也叫電壓2、UAB=-UBA1、電勢(shì)差是絕對(duì)的，與零勢(shì)點(diǎn)選擇無關(guān)，只與電場(chǎng)本身有關(guān)4.標(biāo)量，有正負(fù)值，正值表示A電勢(shì)比B電勢(shì)高在電場(chǎng)中把一個(gè)電荷量為的點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為，將此電荷從B移到C點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為，求：（1）A、B間的電勢(shì)差UAB；（2）A、C間的電勢(shì)差UAC。（3）B、C間的電勢(shì)差UBC適用范圍：任意電場(chǎng)（勻強(qiáng)或非勻強(qiáng)-變力）中移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力所做的功6.電場(chǎng)力做功計(jì)算式優(yōu)點(diǎn)：不考慮受力、過程課本P16,第一題.在研究微觀粒子常用電子伏特(eV)做能量的單位。1eV等于一個(gè)電子在1V電壓加速后所增加的動(dòng)能。請(qǐng)推導(dǎo)電子伏特與焦耳的換算關(guān)系。據(jù)動(dòng)能定理有1V電壓表示大小7.點(diǎn)電荷的電勢(shì)取無限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零。請(qǐng)判斷點(diǎn)電荷周圍的電勢(shì)？ABCD拓展【點(diǎn)電荷的電勢(shì)公式】【電勢(shì)的疊加】合電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)等于各點(diǎn)電荷在該點(diǎn)電勢(shì)的標(biāo)量和【概念】電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面，叫等勢(shì)面通常做法（畫法）：相鄰的等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等，從而使得等勢(shì)面的疏密能夠反映電場(chǎng)的強(qiáng)弱。（密—強(qiáng)、疏—弱）【相關(guān)的特點(diǎn)】1、在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)等勢(shì)面，電場(chǎng)力不做功；2、等勢(shì)面與電場(chǎng)線垂直；3、電場(chǎng)線一定是從電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面；4、任意兩個(gè)等勢(shì)面不相交.8、等勢(shì)面（參考課本P18）+－問題1:同一電荷在同一等勢(shì)面上電勢(shì)能是否一樣大？問題2:一α粒子從A點(diǎn)以速度大小為v沿電場(chǎng)線射向固定的正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，若粒子無法撞擊點(diǎn)電荷，則粒子將怎么運(yùn)動(dòng)？+A問題2續(xù):回到A點(diǎn)時(shí)，粒子的速度大小也是v嗎？是。只有電場(chǎng)力做功，動(dòng)能和電勢(shì)能總和保持不變。圖.等量異種電荷的等勢(shì)面圖.等量同種電荷的等勢(shì)面判斷電勢(shì)高低：沿電場(chǎng)線，電勢(shì)下降判斷電勢(shì)高低：電場(chǎng)力對(duì)正電荷做正功，電勢(shì)差為正，即電勢(shì)減小E問題1：上圖中同一等勢(shì)面，場(chǎng)強(qiáng)大小________?勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面（虛線）問題2：場(chǎng)強(qiáng)大的地方電勢(shì)一定大？問題3：場(chǎng)強(qiáng)為零的地方電勢(shì)一定為零？錯(cuò)錯(cuò)++++----0V10V20V30V40V甲是等量異號(hào)電荷的電場(chǎng)線分布圖，乙是等量同號(hào)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布圖。AOB是兩點(diǎn)電荷的連線的垂直平分線，O是連線中點(diǎn)。（1）在甲圖中，把單位正試探電荷從O點(diǎn)沿OA移動(dòng)到無限遠(yuǎn)處，靜電力是否做功？電勢(shì)能是否變化？怎樣變化？（2）在乙圖中，把單位正試探電荷從O點(diǎn)沿OA移動(dòng)到無限遠(yuǎn)處，靜電力是否做功？電勢(shì)能是否變化？怎樣變化？hABgmgExABqE物體的重力勢(shì)能與質(zhì)量的比值定義為重力勢(shì)，以物體在地面上的重力勢(shì)能為零，請(qǐng)求出重力勢(shì)的表達(dá)式？2.電場(chǎng)力做功的