1-4-電勢能-電勢與電勢差課件

4、電勢能電勢與電勢差1.點(diǎn)電荷+q在電場中由靜止釋放,將如何運(yùn)動?EF+qAB2.能否從能量的角度討論動能的增加?電荷做勻加速運(yùn)動,一段時(shí)間后獲得一定的速度,試探電荷的動能增加.M一、靜電力做功有什么特點(diǎn)?EW=F·|AB|

cosθ=qE·|AM|1.將電荷q從A沿直線移至B:AB?+q+qFM?EAB2.將電荷q從A沿折線移至B:對AM:W1=qE·|AM|對MB:W2=0對全程:W=W1+W2=qE·|AM|+qF+qF3.將電荷q從A沿曲線移至B:M?EAB+qFEAB+qF+qF+qF+qFW=W1+W2+W3+…

=qE·|AM|W1=qE·x1W2=qE·x2W3=qE·x3…………Mx1+x2+x3+…=?X1x24.將電荷q從A沿其它曲線移至B，靜電力做功？5.如果移動負(fù)電荷，1—4結(jié)論又如何？M?EABqF－B+MAF?q+6.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)，與電荷量有關(guān)。7.結(jié)論適用于任何靜電場!

將+q由A移到B的過程電場力對電荷做功為：將-q由A移到B的過程，電場力對電荷做功為：dAB+qELθ做功的過程是一個(gè)能量轉(zhuǎn)化的過程，那么電場力做功的過程是什么能轉(zhuǎn)化為什么能呢？h回顧重力做功的特點(diǎn)是什么?ABCmg

mg

mg

1.在這三次情況下重力做功關(guān)系？2.WG

=mgh3.重力勢能的概念EP

=mgh因?yàn)橹亓ψ龉εc路徑無關(guān)，只與初末位置的高度差有關(guān)，所以可以引入重力勢能的概念。同理，因?yàn)殡妶隽ψ龉χ慌c初末位置有關(guān)，也可以引入電勢能的概念。二、電勢能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）電荷在電場中具有的與電荷位置有關(guān)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、電場力對電荷做正功，電荷的電勢能減小重力對物體做負(fù)功，物體的重力勢能增大

3、電場力對電荷做負(fù)功，電荷的電勢能增大因?yàn)樵陔妶鲋幸苿与姾蓵r(shí)靜電力做功與移動路徑無關(guān),所以電荷在電場中有一種勢能(Ep)電場力做的功等于起點(diǎn)的電勢能與終點(diǎn)的電勢能之差，或者說電場力做的功等于電勢能變量的負(fù)值。重力做多少功，物體重力勢能就變化多少。

4、電場力做多少功，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(guān)5、電勢能是相對的，與零電勢能面有關(guān)通常把電荷在離場源電荷無限遠(yuǎn)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(diǎn)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(biāo)量由此可見，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(xué)習(xí)電勢能過程中應(yīng)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。討論:下列電荷在電場中移動時(shí),靜電力做什么功?電荷的電勢能如何變化?EABAB+若在電場中移動的是負(fù)電荷呢?FF+E--FF盡管重力做功與電場力做功很相似，

但還是存在很大差異正電荷順電場線移動，電場力做正功，電勢能減少負(fù)電荷順電場線移動，電場力做負(fù)功，電勢能增加正電荷逆電場線移動，電場力做負(fù)功，電勢能增加負(fù)電荷逆電場線移動，電場力做正功，電勢能減少—存在兩種電荷

例1.如圖,在場強(qiáng)的勻強(qiáng)電場中,點(diǎn)電E荷q=+1c從A移動到B,AB相距L=1m,靜電力做功為多少?電勢能如何變化?若規(guī)定EPA=0,則EPB=?ABFq+如規(guī)定EPB=0,則EPA=?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，電場力：電荷之間的作用力有重力就有重力勢能Ep=mgh有電場力就有相應(yīng)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電場力做正功，電勢能就減少電場力做負(fù)功，電勢能就增加電場力作功，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(fù)功，重力勢能就增加W重=EP1-EP2W電=EPA-EPB如圖所示，點(diǎn)電荷的靜電場中電場線用實(shí)線表示，但其方向未標(biāo)明，虛線是某一帶電粒子通過該電場區(qū)域時(shí)的運(yùn)動軌跡。a、b是軌跡上的兩點(diǎn)。若帶電粒子在運(yùn)動中只受到電場力作用，根據(jù)此圖可作出正確判斷的是()A.帶電粒子所帶電荷的性質(zhì)B.帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的受力方向C.帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的速度何處較大D.帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的電勢能何處較大BCDab課堂小練EPA

=qELCOSθ討論:2.若取B點(diǎn)的電勢能為零,則電荷在A點(diǎn)的電勢能為多少?1.若在AB兩點(diǎn)間移動正電荷q，請討論電荷電勢能的變化M?EABL3.正點(diǎn)電荷的電量為2q、3q、…則電荷A點(diǎn)的電勢能為多少?+qF2qELCOSθ3qELCOSθ討論:M?EABL4.分析EPA/qEPA/q

=ELCOSθ+qFEPA/q一定,與q無關(guān).若在AB兩點(diǎn)間移動負(fù)電荷，重復(fù)上面的討論也就是說，比值EpA/q的大小與試探電荷的正負(fù)及電量q均無關(guān)，只與電場中該點(diǎn)在電場中的位置有關(guān)，故其可衡量電場的性質(zhì)。

電場的力的性質(zhì)我們必須用場強(qiáng)E來描述，那么電場的能的性質(zhì)我們又應(yīng)該用什么物理量來描述呢？能否用“電勢能”呢？

電場的能的性質(zhì)也是電場本身的一種屬性，它只能由場源本身所決定，而與電場中有無放入試探電荷無關(guān)。而電勢能的大小是與試探電荷的電量q有關(guān)的（因q越大，其所受電場力就越大，具有的做功本領(lǐng)大，電勢能也就大），故不能用“電勢能”來描述電場的能的性質(zhì)，我們引入一個(gè)新的物理量——“電勢”來表示它。電荷在電場中某一點(diǎn)的電勢能與1V=1J/C三、電勢1.定義:它的電荷量的比值，叫做這一點(diǎn)的電勢。2.公式:3.單位:伏特(V)(計(jì)算時(shí)要代入正負(fù)號)4.對電勢的理解

（1）電勢的相對性：某點(diǎn)電勢的大小是相對于零點(diǎn)電勢而言的。確定電勢,應(yīng)先規(guī)定電場中某處的電勢為零。零電勢的選擇是任意的，(通常規(guī)定離場源電荷無限遠(yuǎn)處或大地的電勢為零.)例2.將一電量為的點(diǎn)電荷從電場外無窮遠(yuǎn)處一點(diǎn)P移至電場中某點(diǎn)A,電場力做功,求A點(diǎn)的電勢.解:設(shè)場外一點(diǎn)P的電勢為從PA,電場力做的功PAEW0-=注意:1、計(jì)算電勢首先要規(guī)定零電勢處,

2、電勢可以為負(fù).(2)電勢的固有性：電場中某點(diǎn)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)。例3.試探電荷q1放在電場中的A點(diǎn),電勢能為Ep(規(guī)定無限遠(yuǎn)處電勢能為零),A點(diǎn)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(diǎn),A點(diǎn)的電勢為___________(仍規(guī)定無限遠(yuǎn)處電勢能為零).Ep/q1Ep/q1(3)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.)(4)計(jì)算時(shí)EP,q,都帶正負(fù)號。5、沿著電場線方向,電勢將怎樣變化?

AB沿電場線方向電勢逐漸降低A

＞

B6、正電荷的電場中電勢為正，負(fù)電荷的電場中電勢為負(fù)。7、電勢是標(biāo)量，在規(guī)定了零電勢后，電場中各點(diǎn)的電勢可能是正值，也可能是負(fù)值。正值表示該點(diǎn)電勢比零高，負(fù)值表示該點(diǎn)電勢比零低。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(zhì)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(guān)EP/q叫做電勢，只與相對位置有關(guān)

如圖所示，電場中有A、B兩點(diǎn)，則下列說法中正確的是（）A、電勢ψA

>ψB

場強(qiáng)EA>EBB、電勢ψA

>ψB

場強(qiáng)EA<EBC、將+q由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場力做正功D、將-q分別放在A、B兩點(diǎn)時(shí)具有電勢能EpA>EpB課堂小練ABEBC四、電勢差與電勢的關(guān)系1、電勢差：電場中兩點(diǎn)間電勢的差值叫電勢差，也叫電壓。則有或者表示成顯然設(shè)電場中A點(diǎn)的電勢為，B點(diǎn)的電勢為思考（1）電勢差可以是正值也可以是負(fù)值，電勢差的正負(fù)表示什么意義？（2）電勢的數(shù)值與零電勢點(diǎn)的選取有關(guān)，電勢差的數(shù)值與零電勢點(diǎn)的選取有關(guān)嗎？表示兩點(diǎn)電勢高低無關(guān)2、靜電力做功與電勢差的關(guān)系電荷q從電場中A點(diǎn)移到B點(diǎn)，即或思考1、UAB由什么決定？跟WAB、q有關(guān)嗎？2、WAB跟q、UAB有關(guān)嗎？由電場本身的因素決定與WAB、q無關(guān)跟q、UAB都有關(guān)

應(yīng)用公式,時(shí)應(yīng)注意各物理量都有符號計(jì)算時(shí)可代入符號進(jìn)行運(yùn)算,結(jié)果的正負(fù)就說明所求物理量的大小高低和正負(fù),也可將各物理量均取絕對值代入,然后再由題意分析判斷兩點(diǎn)間的電勢高低關(guān)系或其他問題.EE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(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢面五、等勢面等勢面等勢面的特點(diǎn)：1、等勢面一定跟電場線垂直，在同一等勢面上的任意兩點(diǎn)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(gè)等勢面都不會相交；3、等差等勢面越密的地方電場強(qiáng)度越大。等勢面幾種典型電場的等勢面：1、點(diǎn)電荷電場中的等勢面：以點(diǎn)電荷為球心的一簇球面等勢面2、等量異種點(diǎn)電荷電場中的等勢面：兩簇對稱曲面等勢面3、等量同種點(diǎn)電荷電場中的等勢面：兩簇對稱曲面等勢面5、勻強(qiáng)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(dǎo)體附近的電場線及等勢面如圖，虛線a、b、c是某靜電場中的三個(gè)等勢面，它們的電勢a最高，c最低，一帶正電的粒子射入電場中，其運(yùn)動軌跡如圖實(shí)線KLMN所示，由圖可知（）粒子從K到L的過程中，

電場力做負(fù)功粒子從L到M的過程中，

電場力做負(fù)功粒子從K到L的過程中，

電勢能增加粒子從L到N的過程