1.4-電勢能和電勢課件(好)

4電勢能和電勢2021/5/91復習回顧1、功的計算：2、重力做功有什么特點？(1)與路徑無關,由初末位置的高度差來決定.(2)WG與重力勢能的關系.(3)重力勢能是相對的,有零勢能面.(人為選定)

重力勢能具有系統(tǒng)性功是能量轉化的量度2021/5/92一、靜電力做功的特點

正電荷q在電場強度為E的勻強電場中由A運動到M電場力做功嗎？做了多少功？Eqq受力嗎？多大？AMW=qE·｜AM｜F2021/5/93求試探電荷＋q沿直線AB移動到B時電場力做的功：E+qABMF2021/5/94E+qABM2021/5/95結論：在勻強電場中移動電荷時，靜電力做的功與電荷的起始位置和終止位置有關，但與電荷經(jīng)過的路徑無關。(對于非勻強電場也適用)這與什么力做功相似呢？2021/5/96

將+q由A移到B的過程靜電力對電荷做功為：將-q由A移到B的過程，靜電力對電荷做功為：dAB+qEL做功的過程是一個能量轉化的過程，那么靜電力做功的過程是什么能轉化為什么能呢？2021/5/97二、電勢能靜電力做功與電勢能有什么關系？（聯(lián)系重力做功與重力勢能的關系）電荷在電場中具有的與電荷位置有關的能，叫電勢能。物體被舉高具有重力勢能。1、電荷在電場中具有電勢能。

重力對物體做正功，物體的重力勢能減小2、靜電力對電荷做正功，電荷的電勢能減小

重力對物體做負功，物體的重力勢能增大3、靜電力對電荷做負功，電荷的電勢能增大2021/5/98

重力做多少功，物體重力勢能就變化多少。

4、靜電力做多少功，電荷電勢能就變化多少。重力勢能是相對的，與零勢能面有關5、電勢能是相對的，與零電勢能面有關通常把電荷在離場源電荷無限遠處的電勢能規(guī)定為零，或把電荷在大地表面上電勢能規(guī)定為零。電荷在某點的電勢能，等于靜電力把它從該處移動到零勢能位置所做的功2021/5/99重力勢能是物體和地球所共有的，具有系統(tǒng)性6、電勢能是電荷和電場所共有的，具有系統(tǒng)性7、電勢能是標量由此可見，靜電力做功與重力做功，電勢能與重力勢能都很相似，所以大家在學習電勢能過程中應該多聯(lián)系重力做功與重力勢能的關系幫助理解電勢能。2021/5/910重力勢能和電勢能類比

重力場中，重力：地球和物體之間存在的吸引力電場中，靜電力：電荷之間的作用力有重力就有重力勢能Ep=mgh有靜電力就有相應的能，叫電勢能EPEp由物體和地面間的相對位置決定EP由電荷間的相對位置決定靜電力做正功，電勢能就減少靜電力做負功，電勢能就增加靜電力做功，電勢能改變重力做功，重力勢能改變重力做正功，重力勢能就減少重力做負功，重力勢能就增加W重=EP1-EP2W電=EPA-EPB2021/5/911盡管重力做功與靜電力做功很相似，但還是存在很大差異正電荷順著電場線移動，靜電力做正功，電勢能減少負電荷順著電場線移動，靜電力做負功，電勢能增加正電荷逆著電場線移動，靜電力做負功，電勢能增加負電荷逆著電場線移動，靜電力做正功，電勢能減少—存在兩種電荷2021/5/912例1．右圖中MN為電場中某一條電場線方向向右，在線上取兩點a、b今將一電荷＋q從a移到b則（）

A.靜電力做正功，＋q的電勢能增加；

B.靜電力做負功，＋q的電勢能增加；

C.靜電力做正功，＋q的電勢能減少；

D.靜電力做負功，＋q的電勢能減少。

C2021/5/913

例2：A和B為電場中某條電場線上的點，如圖：將q=4×10-9的正電荷從A點移到B點需克服靜電力做功5×10-7J，則⑴電場方向由A→B還是B→A？⑵電荷在哪點時電勢能大？大多少？AB2021/5/914

電場的力的性質我們必須用場強E來描述，那么電場的能的性質我們又應該用什么物理量來描述呢？能否用“電勢能”呢？問題1：同樣的電荷處在電場中不同位置，具有的電勢能相同嗎？問題2：不同的電荷放在電場中同一點，具有的電勢能相同嗎？不同的電荷在電場中同一點具有的電勢能不同,但電場中同一點的電場的能的性質是一定的，故不能用“電勢能”來描述電場的能的性質，我們引入一個新的物理量——“電勢”來表示它。

2021/5/915A0lθE+該比值是一個與q無關，僅與電場及A點的位置有關的量。三、電勢設EP0=0該比值稱為A點的電勢零勢能參考點2021/5/916電荷電場中在某一點的電勢能與它的電荷量的比值1V=1J/C1.定義:2.公式:3.單位:伏特(V)

(計算時要代入正負號)4.

標量(有正負)5.電勢具有相對性：確定電勢,應先規(guī)定電場中某處的電勢為零.(通常規(guī)定離場源電荷無限遠處或大地的電勢為零.)2021/5/917

例3.試探電荷q1放在電場中的A點,電勢能為E(規(guī)定無限遠處電勢能為零),A點的電勢為________,若把試探電荷q1換成試探電荷q2放在電場中的A點,A點的電勢為___________(仍規(guī)定無限遠處電勢能為零).2021/5/918

例4.將一電量為的點電荷從電場外一點P移至電場中某點A,電場力做功,求A點的電勢.解:設場外一點P的電勢為從PA,電場力做的功PAEW-=

點評:電勢的確定首先要確定零電勢處,且電勢可以為負.2021/5/919沿著電場線方向，電勢如何變化呢？4、沿著電場線的方向，電勢越來越低如何確定電場中某點的電勢呢？5、電勢具有相對性，先規(guī)定電場中某處的電勢為零，然后才能確定電場中其他各點的電勢。（通常取離場源電荷無限遠處或大地的電勢為零）思考與討論2021/5/920對電勢的理解

1.電勢的相對性：某點電勢的大小是相對于零點電勢而言的。零電勢的選擇是任意的，一般選地面和無窮遠為零勢能面。2.電勢的固有性：電場中某點的電勢的大小是由電場本身的性質決定的，與放不放電荷及放什么電荷無關。3.電勢是標量4.計算時EP,q,都帶正負號。2021/5/921高度和電勢

重力場中，同一物體在不同位置，Ep不同。電場中，同一電荷在電場中的不同位置,EP不同。不同物體在同一位置，Ep正比于質量m不同電荷在同一位置，EP正比于電量qEp/m=gh，h只與相對位置有關EP/q叫做電勢，只與相對位置有關

2021/5/922

練習:如圖所示,在同一條電場線上有A.B.C三點,將的點電荷由A點移動到B點,靜電力做什么功?做多少功?電勢能變化了多少?在將該電荷由B點移到C點,靜電力做什么功?做多少功?電勢能變化了多少?ABC2021/5/923等勢面地理上，等高線表示地勢的高低。在電場中常用等勢面來表示電勢的高低。電場中電勢相同的各點構成的面叫做等勢面2021/5/924等勢面的特點：1、等勢面一定跟電場線垂直，在同一等勢面上的任意兩點間移動電荷，電場力不做功；2、電場線總是從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面，任意兩個等勢面都不會相交；3、等差等勢面越密的地方電場強度越大等勢面2021/5/925幾種典型電場的等勢面：1、點電荷電場中的等勢面：以點電荷為球心的一簇球面等勢面2021/5/9262、等量異種點電荷電場中的等勢面：兩簇對稱曲面等勢面2021/5/9273、等量同種點電荷電場中的等勢面：兩簇對稱曲面等勢面2021/5/9285、勻強電場中的等勢面：垂直于電場線的一簇平面4、形狀不規(guī)則的帶電導體附近的電場線及等勢面等勢面2021/5/9292021/5/9301.(2010廣東理綜)圖是某一點電荷的電場線分布圖，下列表述正確的是()A．a(chǎn)點的電勢高于b點的電勢B．該點電荷帶負電C．a(chǎn)點和b點電場強度的方向相同D．a(chǎn)點的電場強度大于b點的電場強度解析：

沿電場線方向電勢降低，故A選項錯誤；由圖中電場線分布知，此場為一負點電荷的電場線分布圖，B項正確；電場線密集處場強大，C項錯、D項正確．答案：

BD2021/5/9312．某靜電場的電場線分布如下圖所示，圖中P、Q兩點的電場強度的大小分別為EP和EQ，電勢分別為φP和φQ，則()A．EP＞EQ，φP＞φQ

B．EP＞EQ，φP＜φQC．EP＜EQ，φP＞φQ

D．EP＜EQ，φP＜φQ解析：

P點處電場線分布的密集些，Q處電場線分布稀疏些，則EP＞EQ.圖中，電場線的方向是由P指向Q，根據(jù)順著電場線的方向，電勢依次降落，有P點電勢大于Q點電勢．答案：

A2021/5/9323．在如圖所示的四個電場中，均有相互對稱分布的a、b兩點，其中a、b兩點電勢和場強都相同的是()2021/5/933解析：

本題考查電場的疊加．因為電勢是標量，并在題中的四個電場中具有對稱性，故四個電場中a、b兩點的電勢都是相等的；而電場強度則是矢量，所以A圖中點電荷的電場對稱點的電場強度大小相等方向相反；B圖中疊加后a點斜向右上方，b點斜向右下方；C圖中疊加后都是水平向右；D圖中疊加后a點向上，b點向下．因此只有選項C正確．答案：

C2021/5/9344．如右圖所示，某區(qū)域電場線左右對稱分布，M、N為對稱線上的兩點．下列說法正確的是()A．M點電勢一定高于N點電勢B．M點場強一定大于N點場強C．正電荷在M點的電勢能大于在N點的電勢能D．將電子從M點移動到N點，電場力做正功2021/5/935解析：

沿電場線方向，電勢降低，所以M點電勢一定高于N點電勢，A正確；電場線的疏密程度表示電場的強弱，由題圖可知，M點場強一定小于N點場強，B錯；正電荷q在M點的電勢能EpM＝qφM，在N點的電勢能EpN＝qφN，由于φM＞φN，所以EpM＞EpN，C正確；電子在電場中受電場力的方向沿NM指向M，故從M移動到N，電場力做負功，D錯誤．答案：

AC2021/5/936練規(guī)范、練技能、練速度2021/5/9371.如圖所示，虛線a、b和c是某靜電場中的三個等勢面，它們的電勢分別為、和，一帶正電粒子射入電場中，其運動軌跡如實線KLMN所示。由圖可知：A、粒子從K到L的過程中，靜電力做負功B、粒子從L到M的過程中，靜電力做負功C、粒子從K到L的過程中，電勢能增加D、粒子從L到M的過程中，動能減少等勢面2021/5/938等勢面2.如圖所示，三個等差等勢面上有a、b、c、d四點，若將一個正電荷由c經(jīng)a移動到d靜電力做正功W1，若由c經(jīng)b移動到d靜電力做正功W2，則：2021/5/939 如右圖所示，a、b為某電場線上的兩點，那么以下結論正確的是()A．把正電荷從a移到b，靜電力做正功，電荷的電勢能減小B．把負電荷從a移到b，靜電力做負功，電荷的電勢能增加C．把負電荷從a移到b，靜電力做正功，電荷的電勢能增加D．不論正電荷還是負電荷，從a到b電勢能逐漸降低2021/5/940解析：答案：

AB

2021/5/941 如右圖所示，真空中等量異種點電荷放置在M、N兩點，在MN的連線上有對稱點a、c，MN連線的中垂線上有對稱點b、d，則下列說法正確的是()A．a(chǎn)點場強與c點場強一定相同B．a(chǎn)點電勢一定小于c點電勢C．負電荷在c點電勢能一定大于在a點電勢能D．正電荷從d點移到b點電場力不做功2021/5/942解析：

根據(jù)真空中等量異種點電荷電場線分布特點，在MN的連線上對稱點a、c場強一定相同，故A正確；因沿著電場線方向電勢逐漸降低，但電場方向未知，則a點電勢不一定小于c點電勢，故B錯誤；電荷從a點移到c點，電場力做功正負未知，則不能判斷電勢能增減，負電荷在c點電勢能不一定大于在a點電勢能，故C錯誤；而MN連線的中垂線是等勢線，其上的對稱點b、d電勢相等，則正電荷從d點移到b點電場力不做功，故D正確．答案：

AD2021/5/943 位于A、B處的兩個帶有不等量負電的點電荷在平面內(nèi)電勢分布如右圖所示，圖中實線表示等勢線，則()A．a(chǎn)點和b點的電場強度相同B．正電荷從c點移到d點，電場力做正功C．負電荷從a點移到c點，電場力做正功D．正電荷從e點沿圖中虛線移到f點電勢能先減小后增大2021/5/944解析：

同一檢驗電荷在a、b兩點受力方向不同，所以A錯誤；因為A、B兩處有負電荷，所以，等勢線由外向內(nèi)表示的電勢越來越低．將正電荷從c點移到d點，正電荷的電勢能增加，電場力做負功，B錯誤；負電荷從a點移到c點，電勢能減少，電場力做正功，C正確；正電荷沿虛線從e點移到f點的過程中，電勢先降低再升高，電勢能先減小后增大．答案：

CD

2021/5/9452021/5/946 如下圖所示，在靜電場中，一個負電荷q受到一個非靜電力作用，由A點移動到B點，則下列說法正確的是()A．非靜電力和電場力做功之和等于 電荷電勢能增量和動能增量之和B．非靜電力做功等于電勢能增量和動能增量之和C．電荷克服電場力做功等于電勢能的增量D．非靜電力做功和電場力做功之和等于電荷

動能的增量2021/5/947解析：

根據(jù)動能定理，合外力對電荷所做的功等于電荷動能的增量，對電荷和電場組成的系統(tǒng)而言，非靜電力是外力，非靜電力對電荷做了多少正功，系統(tǒng)能量(電勢能和電荷動能)就增加多少．據(jù)電場力做功與電勢能變化的關系(WF＝－ΔE)，及電場力對電荷做負功，得電荷克服電場力做功等于電荷電勢能的增量．所以B、C、D對．答案：

BCD【反思總結】功是能量變化的量度，但要理解并區(qū)別電場力的功與電勢能變化的關系、合外力的功與動能變化的關系(動能定理)，即搞清功與能的變化的對應關系．2021/5/948【跟蹤發(fā)散】1－1：如右圖，光滑絕緣半圓環(huán)軌道放在豎直向下的勻強電場中，場強為E.在與環(huán)心等高處放有一質量為m、帶電＋q的小球，由靜止開始沿軌道運動，下列說法正確的是()A．小球在運動過程中機械能守恒B．小球經(jīng)過環(huán)的最低點時速度最大C．小球電勢能增加EqRD．小球由靜止釋放到達最低點，動能的增加量等于mgR2021/5/949解析：

小球在運動過程中除重力做功外，還有電場力做功，所以機械能不守恒，A錯；小球運動到最低點的過程中，重力與電場力均做正功，重力勢能減少mgR，電勢能減少EqR，而動能增加mgR＋EqR，到最低點時動能最大，所以速度最大，因此B正確，C、D錯誤