電勢能和電勢課件-2024-2025學年高二上學期物理人教版（2019）必修第三冊

第十章

靜電場中的能量第1節(jié)

電勢能和電勢問題：一個帶正電的試探電荷在勻強電場中某點由靜止釋放，若只受靜電力作用，將如何運動?動能如何變化？E在電場力作用下電荷加速運動，試探電荷的動能增加.+F思考：是什么能轉(zhuǎn)化為試探電荷的動能呢?1.通過計算在勻強電場中移動電荷靜電力所做的功，認識靜電力做功與路徑無關(guān)的特點。2.了解電荷在電場中的電勢能，知道靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系。3.知道電勢的定義方法及其公式、單位，會判斷電場中兩點電勢的高低。知識點一：靜電力做功的特點MEW=qE·|AB|cosθ=qE·|AM|1.將電荷q從A沿直線移至BABθ+qF2.將電荷q從A沿折線移至BW1=qE·|AM|W2=0W=W1+W2=qE·|AM|MθEAB+qFMθEAB+qF3.將電荷q從A沿曲線移至BEAB+qF+qF+qF+qFMx1x2微元法W=W1+W2+W3+…=qE·|AM|W1=qE·x1W2=qE·x2W3=qE·x3…………x1+x2+x3+…=?化曲為直在勻強電場中移動電荷時，靜電力的功與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)，但與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān)。此結(jié)論對于非勻強電場也適用這與什么力做功相似呢？沿任意路徑靜電力做功:W任意=qE·|AM|W任意

=qELcosθ(θ為力與位移之間的夾角)mgqE重力做功類比電場做功功和能量的變化密切相關(guān)。重力做功對應著重力勢能的變化，那么，靜電力做功又對應著哪種形式的能量變化呢？知識點二：電勢能2.電場力做功和電勢能的關(guān)系（1）當WAB>0，則EpA>EpB,表明電場力做正功，電勢能減小；（2）當WAB<0，則EpA<EpB,表明電場力做負功，電勢能增加。WAB=EpA-EpBEAB+qFO1.定義：電荷在電場中具有的勢能叫電勢能，用符號EP表示。3.電勢能是相對的，具體數(shù)值與零勢能面的選取有關(guān)；4.電勢能為電荷和對它作用的電場組成的系統(tǒng)共有。5.電勢能是標量。

通常把電荷在離場源電荷無限遠處的電勢能規(guī)定為0，或把電荷在大地表面的電勢能規(guī)定為0。多遠算“無限遠”呢？qQ我們說某個電荷的電勢能，只是一種簡略的說法。1.電荷在某點的電勢能，等于把它從該點移動到零勢能面時靜電力所做的功。EAB若以A點作為零勢能面，則有

EPA-EPB=WAB因EPA=0，則EPB=-WAB如圖，若A→B電場力所做功為WAB若以B點作為零勢能面，則EPA-0=WAB即EPA=WAB

2.選擇不同的零勢能面，對于同一個帶電體在同一點來說電勢能大小是不相同的。6.電勢能的大小：總結(jié)：

思考：電場的力的性質(zhì)我們用場強E來描述，那么電場的能的性質(zhì)我們又應該用什么物理量來描述呢？能否用“電勢能”呢？AOLθE+如圖：有一個電場強度為E的勻強電場，規(guī)定電荷在O點的電勢能為0。A為電場中的任意一點。用圖中已知量表示出正電荷q在A點的電勢能。qEpA=WAO=qELcosθ思考：通過表格中的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)這個功與電荷的多少有關(guān)，但是不能用它來表示電場某點的性質(zhì)。那么用什么物理量來反映電場某點性質(zhì)呢？通過分析可知，至于A點的電荷，如果它的電荷變?yōu)樵瓉淼膸妆叮潆妱菽芤沧優(yōu)樵瓉淼膸妆?，電勢能與電荷量之比卻是一定的。常量與EP及q無關(guān)，即與試驗電荷無關(guān)，反映電場本身的某種性質(zhì)；

EpA=WAO=qELcosθ1.定義：

電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量之比，叫做電場在這一點的電勢，用φ表示。2.定義式：(計算時EP和q要代入正負號)3.物理意義：反映電場能的性質(zhì)，由電場本身的性質(zhì)決定的，與是否引入電荷，以及引入電荷的電性和電量無關(guān)。4.單位：伏特，符號為V1V=1J/C知識點三：電勢6.電勢是標量(有正負)，正值表示該點電勢比零高，負值表示該點電勢比零低。5.電勢具有相對性類比電勢高度電勢能重力勢能確定電勢，應先規(guī)定電場中某處的電勢為零。(一般選取無窮遠處或大地電勢為0)1.假如正試探電荷沿著電場線從A點移到B點,電荷的電勢能如何變化?A、B兩點電勢有什么關(guān)系?電場力做正功、電勢能減少φA>φB2.假如負試探電荷從A點移到B點,電勢能如何變化?A、B兩點電勢有什么關(guān)系?電場力做負功、電勢能增加φA>φB電勢高低的判斷方法1.電場線法:沿著電場線方向電勢逐漸降低。2.場源電荷法:離場源正電荷越近的點,電勢越高;離場源負電荷越近的點,電勢越低。

1.如圖所示是以電荷+Q為圓心的一組同心圓(虛線),電場中有A、B、C、D四點。現(xiàn)將一帶電荷量為q的正點電荷由A點沿不同的路徑移動到D點,沿路徑①做功為W1,沿路徑②做功為W2,沿路徑③做功為W3,則（）A.W2<W3<W1 B.W1=W2=W3C.W2>W3>W1 D.W3>W2>W1B2.如圖所示的電場中有A、B兩點,下列判斷正確的是（）A.電勢關(guān)系為φA>φB,電場強度大小關(guān)系為EA>EBB.電勢關(guān)系為φA<φB,電場強度大小關(guān)系為EA<EBC.將電荷量為q的正電荷從A點移到B點,靜電力做負功,電勢能增加D.將電荷量為q的負電荷分別放在A、B兩點,電荷具有的電勢能關(guān)系為EpA<EpBD3.某靜電場的電場線分布如圖所示，圖中A、B兩點的電場強度大小分別為EA和EB，電勢分別為φA和φB，將帶電量為q的負電荷分別放在A、B兩點時具有的電勢能分別為EpA和EpB，則有（

）A.EA>EB，φA>φB，EpA<EpBB.EA>EB，φA>φB，EpA>EpBC.EA<EB，φA>φB，EpA>EpBD.EA<EB，φA<φB，EpA<EpBA4.將帶電荷量為6×10-6C的負電荷從電場中的A點移到B點,克服靜電力做了3×10-5J的功,再從B移到C,靜電力做了1.2×10-5J的功,則:(1)電荷從A移到B,再從B移到C的過程中電勢能改變了多少?(2)如果規(guī)定A點的電勢能為零,則該電荷在B點和C點的電勢能分別為多少?(3)如果規(guī)定B點的電勢能為零,則該電荷在A點和C點的電勢能分別為多少?解：(1)靜電力先做負功后做正功,則電荷從A經(jīng)B到C的過程中,靜電力做功WAC=WAB+WBC=(-3×10-5+1.2×10-5)J=-1.8×10-5J,則知電勢能增加了1.8×10-5J。(2)若A點的電勢能為零,則B點的電勢能為EpB=EpA-WAB=0-WAB=3×10-5J,同理,C點的電勢能為EpC=EpA-WAC=0-WAC=1.8×10-5J。(3)若B點的電勢能為零,則該電荷在A點的電勢能為EpA'=EpB'+WAB=0+WAB=-3×10-5JC點的電勢能為EpC'=EpB'-WBC=0-WBC=-1.2×10-5J。5.如圖,將q1=2×10-6C的試探電荷從A點移到B點,靜電力做功5×10-5J,從B點移到無窮遠處,靜電力做功8×10