3-1-4電勢能和電勢

1、1.4 1.4 電勢能和電勢電勢能和電勢引：一個引：一個試探電荷試探電荷在在電場中電場中某點由靜止釋放某點由靜止釋放, ,將如何運動將如何運動? ?E E 在電場力作用下在電場力作用下電荷做加速運動電荷做加速運動, ,一段時間后獲得一定的一段時間后獲得一定的速度速度, ,試探電荷的試探電荷的動能動能增加增加. .+ +F F什么能轉(zhuǎn)換為動能的呢什么能轉(zhuǎn)換為動能的呢E E- -FB BM MA AF Fq q W W甲甲= = F F|AB|cos|AB|cos= =qEqE|AM|AM| |把正電荷沿不同路徑從把正電荷沿不同路徑從A A點移到點移到B B電場力做功？電場力做功？+甲甲乙乙丙丙沿

2、甲路徑電場力做功沿甲路徑電場力做功: :沿乙路徑電場力做功沿乙路徑電場力做功: :沿丙路徑電場力做功沿丙路徑電場力做功: : W W乙乙= = qEqE|AM|AM| | W W丙丙= = qEqE|AM|AM| |沿任意路徑電場力做功沿任意路徑電場力做功: : W W任意任意= =qEqE|AM|AM| |：靜電力做功與：靜電力做功與無關(guān)無關(guān), ,由由位置來決定位置來決定. .電場力做功的過程是什么能轉(zhuǎn)化為什么能呢？電場力做功的過程是什么能轉(zhuǎn)化為什么能呢？二、電勢能二、電勢能電場力做功與電勢能有什么關(guān)系？（聯(lián)系重力電場力做功與電勢能有什么關(guān)系？（聯(lián)系重力做功與重力勢能的關(guān)系）做功與重力勢能的

3、關(guān)系）電荷在電場中具有的與電荷位置有關(guān)的電荷在電場中具有的與電荷位置有關(guān)的能，叫能，叫電勢能電勢能。物體被舉高具有重力勢能。物體被舉高具有重力勢能。1、電荷在電場中具有電勢能。、電荷在電場中具有電勢能。 重力對物體做正功，物體的重力勢重力對物體做正功，物體的重力勢能減小能減小 2、電場力對電荷做正功，電荷的電勢、電場力對電荷做正功，電荷的電勢能減小能減小 重力對物體做負功，物體的重力重力對物體做負功，物體的重力勢能增大勢能增大 3、電場力對電荷做負功，電荷的電勢能、電場力對電荷做負功，電荷的電勢能增大增大12GPPPWEEE 重力做多少功，物體重力勢能重力做多少功，物體重力勢能就變化多少。就變

4、化多少。 4、電場力做多少功，電荷電勢能就變、電場力做多少功，電荷電勢能就變化多少?；嗌?。重力勢能是相對的，與零勢能面有關(guān)重力勢能是相對的，與零勢能面有關(guān)5、電勢能是相對的，與零電勢能面有關(guān)、電勢能是相對的，與零電勢能面有關(guān)ABPAPBPWEEE 通常把電荷在離場源電荷通常把電荷在離場源電荷無限遠處無限遠處的電勢的電勢能規(guī)定為能規(guī)定為零零，或把電荷在，或把電荷在大地表面大地表面上電勢上電勢能規(guī)定為能規(guī)定為零零。電荷在某點的電勢能，等于靜電力把它從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該處移動到零勢能位置所做的功重力勢能是物體和地球所共有的，重力勢能是物體和地球所共有

5、的，具有系統(tǒng)性具有系統(tǒng)性6 6、電勢能是電荷和電場所共有的，具有系統(tǒng)、電勢能是電荷和電場所共有的，具有系統(tǒng)性。性。7 7、電勢能是標量，有正負，正負表示該點的、電勢能是標量，有正負，正負表示該點的電勢能比零點的電勢能的高低。電勢能比零點的電勢能的高低。由此可見，電場力做功與重力做功，電勢能由此可見，電場力做功與重力做功，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能過程中應該多聯(lián)系重力做功與重力勢能的關(guān)系幫助理解電勢能。關(guān)系幫助理解電勢能。8 8、電荷在電場中某一點、電荷在電場中某一點A A具有的電勢能具有的電勢能E

6、EP P等等于將該點電荷由于將該點電荷由A A點移到電勢零點電場力所做點移到電勢零點電場力所做的功的功W W的。即的。即E EP P=W=W重力勢能和電勢能類比重力勢能和電勢能類比 重力場中，重力：地球和重力場中，重力：地球和物體之間存在的吸引力物體之間存在的吸引力電場中，電場力：電荷之電場中，電場力：電荷之間的作用力間的作用力有重力就有重力勢能有重力就有重力勢能EpEp= = mghmgh有電場力就有相應的能，有電場力就有相應的能，叫電勢能叫電勢能EPEpEp由物體和地面間的相對由物體和地面間的相對位置決定位置決定EP由電荷間的相對位置決定由電荷間的相對位置決定電場力做正功，電勢能就減少電場

7、力做正功，電勢能就減少電場力做負功，電勢能就增加電場力做負功，電勢能就增加電場力作功，電勢能改變電場力作功，電勢能改變重力做功，重力勢能改變重力做功，重力勢能改變重力做正功，重力勢能就減少重力做正功，重力勢能就減少重力做負功，重力勢能就增加重力做負功，重力勢能就增加W W重重 = E= EP1P1-E-EP2P2W W電電 = E= EPAPA-E-EPBPB、定義：電荷在電場中受到、定義：電荷在電場中受到而而具有的與具有的與有關(guān)的勢能叫做電勢能。有關(guān)的勢能叫做電勢能。 （E Ep p）標量）標量AB+AB負電荷逆著電場線移動，電場力做正功，電勢能減少負電荷逆著電場線移動，電場力做正功，電勢能

8、減少（1 1）電場力做功改變電勢能）電場力做功改變電勢能正電荷順著電場線移動，電場力做正功，電勢能減少正電荷順著電場線移動，電場力做正功，電勢能減少正電荷逆著電場線移動，電場力做負功，電勢能增加正電荷逆著電場線移動，電場力做負功，電勢能增加負電荷順著電場線移動，電場力做負功，電勢能增加負電荷順著電場線移動，電場力做負功，電勢能增加（2 2）電場力做的功等于電勢能的減少量）電場力做的功等于電勢能的減少量PBPAABEEW3 3、相對性：大地或無窮遠默認為零、相對性：大地或無窮遠默認為零、電場力做功與電勢能的功能關(guān)系：、電場力做功與電勢能的功能關(guān)系：、下列說法中正確的是（、下列說法中正確的是（ ）

9、A.A.當兩正點電荷相互靠近時，它們的電勢能增大當兩正點電荷相互靠近時，它們的電勢能增大B.B.當兩負點電荷相互靠近時，它們的電勢能增大當兩負點電荷相互靠近時，它們的電勢能增大C.C.一個正電荷與另一個負電荷相互靠近時，它們的電勢能一個正電荷與另一個負電荷相互靠近時，它們的電勢能減小減小D.D.一個正電荷與另一個負電荷相互靠近時，它們的電勢能一個正電荷與另一個負電荷相互靠近時，它們的電勢能增大。增大。ABCABC、一個電荷只在電場力作用下從電場中的、一個電荷只在電場力作用下從電場中的A A點移到點移到B B點時，點時，電場力做了電場力做了5 510106 6J J的功，那么的功，那么 ( )(

10、 )A A電荷在電荷在B B處時將具有處時將具有5 510106 6J J 的電勢能的電勢能B B電荷在電荷在B B處將具有處將具有5 510106 6J J 的動能的動能C C電荷的電勢能減少了電荷的電勢能減少了5 510106 6J J D D電荷的動能增加了電荷的動能增加了5 510106 6J J CDCD、將帶電量為、將帶電量為6 61010-6-6C C的負電荷從電場中的的負電荷從電場中的A A點移到點移到B B點，克點，克服電場力做了服電場力做了3 31010-5-5J J的功，再從的功，再從B B移到移到C C，電場力做了，電場力做了1.21.21010-5-5J J的功，則的

11、功，則（1 1）電荷從）電荷從A A移到移到B B，再從，再從B B移到移到C C的過程中電勢能共改變了多少？的過程中電勢能共改變了多少？（2 2）如果規(guī)定）如果規(guī)定A A點的電勢能為零，則該電荷在點的電勢能為零，則該電荷在B B點和點和C C點的電勢點的電勢能分別為多少？能分別為多少？（3 3）如果規(guī)定）如果規(guī)定B B點的電勢能為零，則該電荷在點的電勢能為零，則該電荷在A A點和點和C C點的電勢點的電勢能分別為多少？能分別為多少？增加了增加了1.810-5J. EPC=1.810-5 J EPC=-1.210-5 JEPB=310-5 J EPA= -310-5 J 4 4、如圖所示、如圖

12、所示, ,在等量正點電荷形成的電場中在等量正點電荷形成的電場中, ,它們連線的它們連線的中垂面中垂面abab上上, , 有一電子有一電子, ,從靜止開始由從靜止開始由a a運動到運動到b b的過程中的過程中(a(a、b b相對相對O O對稱對稱),),下列說法正確的是下列說法正確的是( )( )A.A.電子的電勢能始終增多電子的電勢能始終增多B.B.電子的電勢能始終減少電子的電勢能始終減少C.C.電子的電勢能先減少后增加電子的電勢能先減少后增加D.D.電子的電勢能先增加后減少電子的電勢能先增加后減少COab+-方法一方法一: : 根據(jù)電場力做功的正負判斷：根據(jù)電場力做功的正負判斷： 小結(jié)一：如

13、何比較電荷電勢能的大小呢？小結(jié)一：如何比較電荷電勢能的大小呢？方法二方法二: : 根據(jù)電場線來判斷根據(jù)電場線來判斷 電荷在電場中某一點的電勢能與電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量的比值它的電荷量的比值2. 公式公式:qEP3. 單位單位: 伏特伏特 符號為符號為V1 V = 1 J/C1. 定義定義:4 4、意義：電場中某點的電勢的大小是由電場本身、意義：電場中某點的電勢的大小是由電場本身的性質(zhì)決定的，與放不放電荷及放什么電荷無關(guān)。的性質(zhì)決定的，與放不放電荷及放什么電荷無關(guān)。（比值定義法）（比值定義法）（ 標量）標量）5 5、相對性：、相對性：一般選取無窮遠或大地電勢為零。一般選取無窮遠或

14、大地電勢為零。7 7、正電荷的電場中電勢為正，負電荷的電場中、正電荷的電場中電勢為正，負電荷的電場中電勢為負電勢為負A B EA A B B8 8、電勢是標量，在規(guī)定了零電勢后，電場中各點的、電勢是標量，在規(guī)定了零電勢后，電場中各點的電勢可以是正值，也可以是負值。正值表示該點電電勢可以是正值，也可以是負值。正值表示該點電勢比零高，負值表示該點電勢比零低。勢比零高，負值表示該點電勢比零低。5 5、如、如圖所圖所示，電場中有示，電場中有A A、B B兩點，則下列說法中正確的是兩點，則下列說法中正確的是（ ）A A、電勢電勢A A B B 場強場強E EA AEEB BB B、電勢電勢A A B B

15、 場強場強E EA AE E EpBpBA AB BE EBC6 6、如圖所示，是負點電荷產(chǎn)生的電場中的一條電場、如圖所示，是負點電荷產(chǎn)生的電場中的一條電場線。一個帶正電的粒子（不計重力）從線。一個帶正電的粒子（不計重力）從a a到到b b穿越這條電場線的軌穿越這條電場線的軌跡如圖中虛線所示，則該帶電粒子在跡如圖中虛線所示，則該帶電粒子在a a點的加速度一定點的加速度一定在在b b點的加速度。帶電粒子在點的加速度。帶電粒子在a a點的電勢能一定點的電勢能一定在在b b點的電勢能。點的電勢能。（填（填“大于大于”、“小于小于”式式“等于等于”）。）。Nba小于小于大于大于F-7 7、如圖所示，點

16、電荷的靜電場中電場線用實線表示，但其方、如圖所示，點電荷的靜電場中電場線用實線表示，但其方向未標明，虛線是某一帶電粒子通過該電場區(qū)域時的運動軌向未標明，虛線是某一帶電粒子通過該電場區(qū)域時的運動軌跡。跡。a a、b b是軌跡上的兩點。若帶電粒子在運動中只受到電場是軌跡上的兩點。若帶電粒子在運動中只受到電場力作用，根據(jù)此圖可作出正確判斷的是力作用，根據(jù)此圖可作出正確判斷的是( )( )A.A.帶電粒子所帶電荷的性質(zhì)帶電粒子所帶電荷的性質(zhì)B.B.帶電粒子在帶電粒子在a a、b b兩點的受力方向兩點的受力方向C.C.帶電粒子在帶電粒子在a a、b b兩點的速度何處較大兩點的速度何處較大D.D.帶電粒子

17、在帶電粒子在a a、b b兩點的電勢能何處較大兩點的電勢能何處較大BCDabE+2 2、幾種常見的等勢面、幾種常見的等勢面1 1、定義：、定義： 電場中電勢相同的各點構(gòu)成的面，叫做等勢面。電場中電勢相同的各點構(gòu)成的面，叫做等勢面。（1 1）在同一等勢面上的任意兩點間移動電荷，電場力）在同一等勢面上的任意兩點間移動電荷，電場力不做功不做功（2 2）電場線（或電場線（或E E）等勢面等勢面，且由電勢較高的等勢面指向，且由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面電勢較低的等勢面 （4 4）等勢面密處場強大、電場線密，等勢面疏處場強小、電）等勢面密處場強大、電場線密，等勢面疏處場強小、電場線疏場線疏 （3

18、 3）不同等勢面在空間不相交、不相切，閉合）不同等勢面在空間不相交、不相切，閉合3 3、等勢面的特點：、等勢面的特點：202010100 0（5 5）沿電場方向電勢降低最沿電場方向電勢降低最快快（6 6）勻強電場中電勢）勻強電場中電勢均勻均勻變化。變化。8 8、關(guān)于等勢面，正確的說法是（、關(guān)于等勢面，正確的說法是（ ）A A電荷在等勢面上移動時不受電場力作用，所以不做功電荷在等勢面上移動時不受電場力作用，所以不做功B B等勢面上各點的場強大小相等等勢面上各點的場強大小相等C C等勢面一定跟電場線垂直等勢面一定跟電場線垂直D D兩等勢面不能相交兩等勢面不能相交CDCD9 9、孤立點電荷電場中的一

19、簇等勢面如圖所示中虛線所示，其、孤立點電荷電場中的一簇等勢面如圖所示中虛線所示，其電勢分別為電勢分別為1 1、2 2、3 3，A A、B B、C C是某電場線與這簇等勢面是某電場線與這簇等勢面的交點，且的交點，且abab=ac.=ac.現(xiàn)將一負電荷由現(xiàn)將一負電荷由a a移到移到b b，電場力做正功電場力做正功W W1 1；再由再由b b移至移至C C，電場力做正功電場力做正功W W2 2, ,則則（ ）A.WA.W1 1=W=W2 2，1 12 23 3B.WB.W1 1=W=W2 2，1 12 23 3C.WC.W1 1W W2 2，1 12 23 3D.WD.W1 1W W2 2，1 12

20、 23 3C C1 12 23 31010、如圖，虛線、如圖，虛線a a、b b、c c勢某靜電場中的三個等勢面，它們勢某靜電場中的三個等勢面，它們的電勢的電勢a a最大，最大，c c最少，一帶正電的粒子射入電場中，其運動最少，一帶正電的粒子射入電場中，其運動軌跡如圖實線軌跡如圖實線KLMNKLMN所示，由圖可知（所示，由圖可知（ ）A.A.粒子從粒子從K K到到L L的過程中，的過程中，電場力做負功電場力做負功B.B.粒子從粒子從L L到到M M的過程中，的過程中，電場力做負功電場力做負功C.C.粒子從粒子從K K到到L L的過程中，的過程中，電勢能增加電勢能增加D.D.粒子從粒子從L L到

21、到N N的過程中，的過程中，動能減少動能減少ACACK KN NM ML La ab bc c1111、如果把、如果把q=1.0q=1.01010-8-8C C的電荷從無窮遠處移至電場中的的電荷從無窮遠處移至電場中的A A點，點，需克服電場力做功需克服電場力做功W=1.2W=1.21010-4-4J.J.那么那么 q q在在A A點的電勢能和在點的電勢能和在A A點的電勢各是多少？點的電勢各是多少？ q q未移入電場前未移入電場前A A點的電勢是多少點的電勢是多少 ？VCJqEJEJEWPAAPAPAA48444102 . 1100 . 1102 . 1102 . 1102 . 10方法一方法

22、一: : 根據(jù)電場力做功的正負判斷：根據(jù)電場力做功的正負判斷： 小結(jié)一：如何比較電荷電勢能的大小呢？小結(jié)一：如何比較電荷電勢能的大小呢？方法二方法二: : 直接根據(jù)公式直接根據(jù)公式 判斷判斷q方法三方法三: : 根據(jù)電場線來判斷根據(jù)電場線來判斷 小結(jié)二：如何比較電場中電勢的大小呢？小結(jié)二：如何比較電場中電勢的大小呢？方法方法: : 根據(jù)電場線來判斷：根據(jù)電場線來判斷： （1 1）在同一等勢面上的任意兩點間移動電荷，電場）在同一等勢面上的任意兩點間移動電荷，電場力力不做功不做功（2 2）電場線（或電場線（或E E）等勢面等勢面，且由電勢較高的等，且由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面勢面指向電勢較低的等勢面 小結(jié)三、等勢面的特點：小結(jié)三、等勢面的特點：小結(jié)三：幾種等勢面小結(jié)三：幾種等勢面1313、一帶電油滴在勻強電場、一帶電油滴在勻強電場E E中的運動軌跡如中的運動軌跡如圖虛線所示圖虛線所示, ,電場方向豎直向下電場方向豎直向下. .若不計空氣阻力若不計空氣阻力, ,則此帶電油滴從則此帶電油滴從a a運動到運動到b b的過程中的過程中, ,能量變化情況能量變化情況為為( )( )A.A.動能減小動能減小B.B.電勢能增加電勢能增加C.C.動能和電勢能之和減少動能和電勢能之和減少D.D.重力勢能和電勢能之和增加重力勢能和電勢能之和增加EabC1414、在勻強電場中有、在