高中物理選《電勢能和電勢》

1、第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-15第第1頁（共頁（共24頁）頁）試探電荷靜止的放入電場中試探電荷靜止的放入電場中,將如何運(yùn)動將如何運(yùn)動?E 電荷做加速運(yùn)動電荷做加速運(yùn)動,一段時(shí)間后獲一段時(shí)間后獲得一定的速度得一定的速度,試探電荷的動能增加試探電荷的動能增加.+F第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-15第第2頁（共頁（共24頁）頁）重慶市石柱中學(xué)校 姚國均第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-15第第3頁（共頁（共24頁）頁） 試探正電荷試探正電荷q在電場強(qiáng)度為在電場強(qiáng)度為E的的勻強(qiáng)電場勻強(qiáng)電場中沿幾條中沿幾條不同路徑不同路徑從從A點(diǎn)移點(diǎn)移動到動到B點(diǎn)點(diǎn),靜電力對電荷做功靜

2、電力對電荷做功分別為分別為多少多少?MABqFEMABqFqFEENAB乙乙F沿直線沿直線AB沿折線沿折線AMB 沿曲線沿曲線ANB第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-15第第4頁（共頁（共24頁）頁）甲甲EMW=F cos|AB|=q E |AM|AB|=q E |AM|A AB B沿沿 直直 線線ABqF第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-15第第5頁（共頁（共24頁）頁）甲甲EA AB B沿沿 折折 線線AMBMABA MW1=qE |AM|W2=0M B所以：全過程做功所以：全過程做功 W=W1+W2=q E|AM|qFqF第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-15第第

3、6頁（共頁（共24頁）頁）ENAB乙乙沿曲線沿曲線ANB呢呢?第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-15第第7頁（共頁（共24頁）頁）用無數(shù)組跟靜電力垂直和平行的折線來逼近用無數(shù)組跟靜電力垂直和平行的折線來逼近ANBANBMW = q E|AM|由以上的推導(dǎo)我們發(fā)現(xiàn)了什么由以上的推導(dǎo)我們發(fā)現(xiàn)了什么?E乙乙第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-15第第8頁（共頁（共24頁）頁） 在勻強(qiáng)電場中移動電荷時(shí)在勻強(qiáng)電場中移動電荷時(shí),靜電力做功靜電力做功與電荷與電荷的的起始位置起始位置和和終止位置有關(guān)終止位置有關(guān),但與電荷經(jīng)過的但與電荷經(jīng)過的路徑路徑無關(guān)無關(guān).推廣推廣:非勻強(qiáng)電場也適用非勻強(qiáng)電場也

4、適用.一一. .靜電力做功的特點(diǎn)靜電力做功的特點(diǎn)W=qEd (適合勻強(qiáng)電場，適合勻強(qiáng)電場，d為沿電為沿電場線方向距離場線方向距離)第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-15第第9頁（共頁（共24頁）頁）二、電勢能二、電勢能重力做功與重力勢能的關(guān)系重力做功與重力勢能的關(guān)系?思考思考電場中的電荷由于受到電場力電場中的電荷由于受到電場力作用而具有的勢能。作用而具有的勢能。1. 定義定義:第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-15第第10頁（共頁（共24頁）頁）WG = EP1 - EP2 = -EP1. 重力做正功重力做正功,重力勢能減少重力勢能減少. 重力做負(fù)功重力做負(fù)功,即物體克服重力做

5、功即物體克服重力做功, 重重力勢能增加力勢能增加.重力做的功等于重力勢能的減少量重力做的功等于重力勢能的減少量.重力做功與重力勢能的關(guān)系重力做功與重力勢能的關(guān)系第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-15第第11頁（共頁（共24頁）頁） 正電荷正電荷從從A點(diǎn)移到點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí)點(diǎn)時(shí),靜電靜電力做力做正功正功,電荷的電荷的電勢能減少電勢能減少. 正電荷正電荷從從B點(diǎn)移到點(diǎn)移到A點(diǎn)時(shí)點(diǎn)時(shí),靜電靜電力做力做負(fù)功負(fù)功,即電荷即電荷克服靜電力做功克服靜電力做功,電荷的電荷的電勢能增加電勢能增加.ABE+vABE+v電場力做功與電勢能的關(guān)系電場力做功與電勢能的關(guān)系（討論）（討論）若是若是負(fù)電荷負(fù)電荷,情況又

6、是怎么樣情況又是怎么樣?第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-15第第12頁（共頁（共24頁）頁） 靜電力做的功等于電勢能的減少量靜電力做的功等于電勢能的減少量WAB = EPA - EPB電荷在某點(diǎn)的電勢能電荷在某點(diǎn)的電勢能,等于靜電力把它等于靜電力把它 從該點(diǎn)移動到零勢能位置時(shí)電場力所做的功從該點(diǎn)移動到零勢能位置時(shí)電場力所做的功. (通常把離場源通常把離場源無限遠(yuǎn)處無限遠(yuǎn)處或或大地表面大地表面或或接地接地的電勢能規(guī)定為零的電勢能規(guī)定為零)第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-15第第13頁（共頁（共24頁）頁）電勢能為電勢能為負(fù)負(fù)表示電荷在該處的電勢能比選取的表示電荷在該處的電勢能

7、比選取的勢能零點(diǎn)的電勢能還要小勢能零點(diǎn)的電勢能還要小. .2 2、電勢能是電荷和電場所共有的，具有、電勢能是電荷和電場所共有的，具有系統(tǒng)性系統(tǒng)性1 1、電勢能是、電勢能是相對相對的，與零電勢能面有關(guān)的，與零電勢能面有關(guān)3 3、電勢能是、電勢能是標(biāo)量標(biāo)量第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-15第第14頁（共頁（共24頁）頁） 例例1. 如圖如圖,在場強(qiáng)在場強(qiáng) 的勻強(qiáng)電場的勻強(qiáng)電場中中,點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷q=+1c從從A移動到移動到B,AB相距相距L=1m,電場力做功為多少電場力做功為多少?電勢能如何變化電勢能如何變化?CNE310E即電勢能減少即電勢能減少J310qFAB第一章第一章 靜電場靜電

8、場2021-11-15第第15頁（共頁（共24頁）頁）取取O點(diǎn)的電勢能為零點(diǎn)的電勢能為零, 則則:EPA = q E L COSELCOSqEPA討論討論:不同電量不同電量電荷在電荷在A點(diǎn)點(diǎn)電勢能與電荷的比值電勢能與電荷的比值?ALOE+比值與試探電荷無關(guān)，反應(yīng)電場本身的性質(zhì)。比值與試探電荷無關(guān)，反應(yīng)電場本身的性質(zhì)。第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-15第第16頁（共頁（共24頁）頁）qEP1 1、定義：、定義： 電荷在電場中某一點(diǎn)的電勢能與它的電荷量電荷在電場中某一點(diǎn)的電勢能與它的電荷量的比值，叫做這一點(diǎn)的的比值，叫做這一點(diǎn)的電勢電勢。2 2、定義式：、定義式：（E EP P及及q

9、q帶符號計(jì)算帶符號計(jì)算）qEP電勢能電勢能重力勢能重力勢能mghEP電勢電勢高度高度h三、電勢三、電勢第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-15第第17頁（共頁（共24頁）頁）3 3、單位：、單位：，符號為，符號為 4 4、電勢是、電勢是標(biāo)量，標(biāo)量，但有但有正負(fù)正負(fù)5 5、電勢具有相對性、電勢具有相對性電勢是相對于零勢能參考點(diǎn)的，電勢是相對于零勢能參考點(diǎn)的，一般選取一般選取無窮遠(yuǎn)無窮遠(yuǎn)電勢為電勢為0 0，實(shí)際應(yīng)用中常取，實(shí)際應(yīng)用中常取大地大地電勢為電勢為0 0第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-15第第18頁（共頁（共24頁）頁）例例2、關(guān)于公式、關(guān)于公式 可知：（可知：（ ）A、電

10、場中某點(diǎn)的電勢，與放在該點(diǎn)電荷具有、電場中某點(diǎn)的電勢，與放在該點(diǎn)電荷具有的電勢能成正比的電勢能成正比B、電場中某點(diǎn)的電勢，與放在該點(diǎn)電荷的電、電場中某點(diǎn)的電勢，與放在該點(diǎn)電荷的電荷量成反比荷量成反比C、電場中某點(diǎn)的電勢，與該點(diǎn)是否有電荷，、電場中某點(diǎn)的電勢，與該點(diǎn)是否有電荷，電荷的正負(fù)及電荷量的大小無關(guān)電荷的正負(fù)及電荷量的大小無關(guān)D、放入電場中某點(diǎn)的點(diǎn)電荷不同，電勢能也、放入電場中某點(diǎn)的點(diǎn)電荷不同，電勢能也不同，但電勢能與電荷量的比值保持不變不同，但電勢能與電荷量的比值保持不變qEPCD第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-15第第19頁（共頁（共24頁）頁）例例3 3：如果把：如果把q=

11、1.0q=1.01010-8-8C C的電荷從無窮遠(yuǎn)處移至電場的電荷從無窮遠(yuǎn)處移至電場中的中的A A點(diǎn)，需克服電場力做功點(diǎn)，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(diǎn)的電勢能和在點(diǎn)的電勢能和在A A點(diǎn)的電勢各是多少？點(diǎn)的電勢各是多少？ q q未移入電場前未移入電場前A A點(diǎn)的電勢是多少點(diǎn)的電勢是多少 ？VCJqEJEJEWPAAPAPAA48444102 . 1100 . 1102 . 1102 . 1102 . 10第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-15第第20頁（共頁（共24頁）頁） 沿電場線沿電場線 ( (場強(qiáng)場強(qiáng)) )方向電勢方向電

12、勢越來越低越來越低 即電場線指向電勢降低的方向即電場線指向電勢降低的方向ABE減少減少減少減少正功正功減少減少負(fù)功負(fù)功增大增大第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-15第第21頁（共頁（共24頁）頁）例例4 4：如圖所示，電場中有：如圖所示，電場中有A A、B B兩點(diǎn)，則下列說法中正兩點(diǎn)，則下列說法中正確的是（確的是（ ）A A、電勢、電勢A A B B 場強(qiáng)場強(qiáng)E EA AEEB BB B、電勢、電勢A A B B 場強(qiáng)場強(qiáng)E EA AEEEpBpBA AB BE EBC第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-15第第22頁（共頁（共24頁）頁）1 1、定義：、定義： 電場中電勢相同的

13、各點(diǎn)構(gòu)成的面，叫做電場中電勢相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面，叫做等勢面等勢面。與與等高線等高線類比類比（1 1）在）在同一等勢面上同一等勢面上的任意兩點(diǎn)間移動電荷，電場力的任意兩點(diǎn)間移動電荷，電場力不做功不做功（2 2）電場線電場線跟跟等勢面等勢面垂直垂直，且由電勢，且由電勢較高較高的等勢面指向電的等勢面指向電勢勢較低較低的等勢面的等勢面 （3 3）等勢面密處場強(qiáng)大、電場線密，等勢面疏處場強(qiáng)小、電）等勢面密處場強(qiáng)大、電場線密，等勢面疏處場強(qiáng)小、電場線疏場線疏 （4 4）不同等勢面在空間）不同等勢面在空間不相交、不相切不相交、不相切2 2、等勢面的特點(diǎn)：、等勢面的特點(diǎn)：四、等勢面四、等勢面第一章第一章 靜電場靜電場2021-11-15第第23頁（共頁（共24頁）頁）3 3、幾種帶電體周圍的等勢面和電場線、幾種帶電體周圍