第節(jié)電勢能電勢等勢上課用

第4節(jié)電勢能和電勢從能量角度認(rèn)識電場

1、知道靜電力做功與路徑無關(guān)。2、理解靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系，理解電勢能的相對性。3、知道電勢的定義方法及其定義式、單位。學(xué)習(xí)目標(biāo)問題：一個(gè)帶正電的試探電荷在勻強(qiáng)電場中某點(diǎn)由靜止釋放，若只受靜電力作用，將如何運(yùn)動?動能如何變化？E在電場力作用下電荷做勻加速運(yùn)動，一段時(shí)間后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?曾經(jīng)研究類比：電荷在靜電場中也會有勢能嗎？ 是電場力做功引起這種勢能的變化嗎？方法：可否用研究重力場一樣的方法來研究電荷在電場中的能量呢？

1、與路徑無關(guān)，由初末位置的高度差來決定2、重力做功WG與重力勢能變化的關(guān)系重力做功的特點(diǎn)問題：靜電力做功的特點(diǎn)？W=qE·|AM|EM1.將電荷q從A沿直線移至B:ABθ+qFM?EAB+qF2.將電荷q從A沿折線移至B:W=qE·|AM|

+0問題：靜電力做功的特點(diǎn)3.將電荷q從A沿曲線移至B:MθEAB+qFW1=qE·x1W2=qE·x2W3=qE·x3…………W=W1+W2+W3+…

=qE·|AM|用勻強(qiáng)電場分析：EAB+qFF+F+FMx1x2B+MAFq4.將電荷q從A沿其它曲線移至B，靜電力做功？用勻強(qiáng)電場分析：5.靜電力做功有什么特點(diǎn)？在勻強(qiáng)電場中移動電荷時(shí)，靜電力做的功與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān)，與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)(沿電場線方向的距離）。6.這個(gè)結(jié)論對非勻強(qiáng)電場適用嗎？

適用，證明超出中學(xué)要求問題：靜電力做功的特點(diǎn)*由于移動電荷時(shí)靜電力做功與路徑無關(guān)，電荷在電場中某一位置也具有確定的勢能?！@種勢能叫做電勢能。概念：電勢能1.由于移動電荷時(shí)靜電力做功與路徑無關(guān)，電荷在電場中具有的勢能叫電勢能問題:如圖所示，電荷在電場中從A向B移動時(shí)，靜電力做什么功?問題：類比重力做功與重力勢能的關(guān)系，電荷的電勢能如何變化?EABABE2.靜電力對電荷做正功,電荷的電勢能減少；靜電力對電荷做負(fù)功,電荷的電勢能增加。WAB=EPA-EPB=-ΔEP（增量的負(fù)值）靜電力做的功等于電勢能的減少量.左圖：正電荷：靜電力做正功負(fù)電荷：靜電力做負(fù)功右圖：正電荷：靜電力做負(fù)功負(fù)電荷：靜電力做正功概念：電勢能1.由于移動電荷時(shí)靜電力做功與路徑無關(guān)，電荷在電場中具有的勢能叫電勢能WAB=EPA-EPB=-ΔEP（增量的負(fù)值）——靜電力做的功等于電勢能的減少量.3.電勢能具有相對性?！姾稍谀滁c(diǎn)的電勢能,等于靜電力把它從該點(diǎn)移動到零勢能位置時(shí)所做的功。

（通常把離場源無限遠(yuǎn)處或大地表面的電勢能規(guī)定為零）4.電勢能是電荷和電場所共有的，具有系統(tǒng)性。5.電勢能是標(biāo)量。（正負(fù)表示大小，電勢能為負(fù)表示電荷在該處的電勢能比選取的勢能零點(diǎn)的電勢能還要?。?.靜電力對電荷做正功,電荷的電勢能減少；靜電力對電荷做負(fù)功,電荷的電勢能增加。EPA=qELcosθ1.若取B點(diǎn)的電勢能為零,則A點(diǎn)的電勢能為多少?若在AB兩點(diǎn)間分別移動正、負(fù)電荷，請比較電荷電勢能的變化M?EABL2.點(diǎn)電荷的電量為2q、3q、…3.分析EPA/q一定嗎？EPA/q4.點(diǎn)電荷的電量為-q、-2q…則A點(diǎn)電勢能與電量的比值多少?則A點(diǎn)的電勢能為多少?+qF思考與討論E′PA=2qELcosθE′′PA=3qELcosθ=E′PA/2q=E′′PA/3q=ELcosθEPA=-qELcosθ

EPA/-q=ELcosθ有什么發(fā)現(xiàn)？該比值是一個(gè)與q無關(guān)，僅與電場及A點(diǎn)的位置有關(guān)的量。電荷在電場中某一點(diǎn)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(jì)算時(shí)要代入正負(fù)號）概念：電勢描述電場能的性質(zhì)的物理量5.電勢具有相對性：確定電勢應(yīng)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(yuǎn)處或大地的電勢為零.）4.電勢是標(biāo)量：有正負(fù)，數(shù)值取決于零電勢的選取。（負(fù)電勢表示該處的電勢比零電勢處電勢低.）電荷在電場中某一點(diǎn)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(jì)算時(shí)要代入正負(fù)號）概念：電勢5.電勢具有相對性：確定電勢應(yīng)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(yuǎn)處或大地的電勢為零.）4.電勢是標(biāo)量：有正負(fù)，數(shù)值取決于零電勢的選取。（負(fù)電勢表示該處的電勢比零電勢處電勢低.）例：如圖所示是等量異種電荷和等量同種電荷的電場線分布，AOB是兩點(diǎn)電荷連線的垂直平分線，O是連線的中點(diǎn)。在甲乙兩圖中，把正試探電荷從O點(diǎn)沿OA移到無限遠(yuǎn)處，靜電力是否做功？電勢能和電勢是否變化？如何變化？甲圖：O→A乙圖：O→A靜電力不做功電勢能不變化電勢不變化靜電力做正功電勢能減少電勢降低沿電場線方向電勢降低ACOCBFAOB甲圖中從o點(diǎn)到c點(diǎn)呢？電勢能增加，電勢增加類比地理等高線點(diǎn)電荷的等勢面等勢面以點(diǎn)電荷為球心的一簇球面，越向外越稀疏。等量異種點(diǎn)電荷的等勢面是兩簇對稱曲面，兩點(diǎn)電荷連線的中垂面是一個(gè)等勢面（電勢為零），從正電荷到負(fù)電荷的連線上電勢逐漸降低。等量同種點(diǎn)電荷的等勢面等勢面是兩簇對稱曲面，兩電荷的連線上中點(diǎn)電勢最低；中垂線上中點(diǎn)電勢最高，向兩側(cè)電勢逐漸降低，以中點(diǎn)對稱的兩點(diǎn)電勢相等。幾種常見的等勢面一頭礙大一膚頭小基的導(dǎo)微體的雜等勢旅面等勢釣面越夏密集射的地沃方，盜電場纖強(qiáng)度案越大妄。勻強(qiáng)馬電場權(quán)的等沸勢面等勢霸面是故與電協(xié)場線閉垂直廳，間略隔相魂等，蕉相互騾平行忘的一租簇平反面。等勢余面的摩特點(diǎn)（1）在塔同一性等勢讓面上裁的任場意兩注點(diǎn)間創(chuàng)移動找電荷茂，電逢場力羊不做股功。（2）電攪場線溜跟等佳勢面窮垂直災(zāi)，且縫由電獵勢較波高的挖等勢惠面指菊向電辣勢較育低的汁等勢矛面