课件 高二物理 14 电势能和电势.ppt

1、4 4电势能和电势电势能和电势MEW=F|AB|cos=q Eq E|AM|AM|（1 1）将电荷）将电荷q q从从A A沿直线移至沿直线移至B:B:AB+q q+q qFMEAB（2 2）将电荷）将电荷q q从从A A沿折线移至沿折线移至B:B:对对AM:W1=q E|AM|对对MB:W2=0对全程对全程:W=W1+W2=q E|AM|+q qF+q qF（3 3）将电荷）将电荷q q从从A A沿曲线移至沿曲线移至B:B:MEAB+q qFEAB+q qF+q qF+q qF+q qFW=W1+W2+W3+=q E|AM|W1=q E x1W2=q E x2W3=q E x3 Mx1+x2+

2、x3+=?X1x2 在在匀强电场中移动电荷时，静电力做匀强电场中移动电荷时，静电力做的功的功与电荷经过的与电荷经过的路径无关路径无关,只只与电荷的与电荷的起始起始位置和位置和终止终止位置位置有有关。关。对于非匀强电场也适用对于非匀强电场也适用一、静电力做功的特点一、静电力做功的特点21PpGEEW物体下降时，重力做物体下降时，重力做正功正功，重力势能重力势能减少减少物体上升时，重力做物体上升时，重力做负功负功，重力势能重力势能增加增加类比于重力做功与重力势能的关系，静电力做类比于重力做功与重力势能的关系，静电力做功与电势能有什么关系呢？功与电势能有什么关系呢？电势能是电荷在电场中所具有的能量电

3、势能是电荷在电场中所具有的能量 正电荷从正电荷从A A点移到点移到B B点时点时,静电力做正功静电力做正功,电荷的电荷的电势能减少电势能减少正电荷从正电荷从B B点移到点移到A A点时点时,静电力做负功静电力做负功,电荷电荷的电势能增加的电势能增加.二、电势能二、电势能 ABE+vABE+v1 1、电荷在电场中具有与其位置有关的、电荷在电场中具有与其位置有关的 能量叫能量叫电势能电势能。2 2、电场力对电荷做、电场力对电荷做正功正功，电荷的电势能电荷的电势能减小减小.电场力对电荷做电场力对电荷做负功负功，电荷的电势能电荷的电势能增大增大.电势能的变化，电势能的变化，看电场力做功。看电场力做功。

4、PBPAABEEW 电场力做的功等于电势能的电场力做的功等于电势能的减少量减少量 通常把电荷在离场源电荷通常把电荷在离场源电荷无限远处无限远处的电势能规定为的电势能规定为零零，或把电荷在，或把电荷在大地大地表面表面上电势能规定为上电势能规定为零零。电荷在某点的电势能，等于静电电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该处移动到零势能位置所做力把它从该处移动到零势能位置所做的功的功3 3、电势能是、电势能是相对相对的，与零电势能面有关的，与零电势能面有关AOPAPOWEEPAAOEW 电势能为电势能为负负表示电荷在该处的电势能表示电荷在该处的电势能比零还要小比零还要小.4 4、电势能是电荷和电场所共有

5、的，具、电势能是电荷和电场所共有的，具 有有系统性系统性5 5、电势能是、电势能是标量标量AO场El规定规定O O点的电势能为零，电点的电势能为零，电荷荷q q在在A A点的电势能点的电势能E Ep pA A：coslqEEpA场如果在如果在A A点放的是点放的是2 2q q的电荷的电荷呢？呢？同一位置同一位置E Ep p/q q是相同的是相同的不同位置不同位置E Ep p/q q 一般不同一般不同同一位置，不同电荷同一位置，不同电荷具有的电势能不一样，具有的电势能不一样，电势能大小与试探电电势能大小与试探电荷有关，不能反映这荷有关，不能反映这种特性种特性cos2lqEEpA场qEpA可见可见

6、:电荷在电场中某点的电势能与它的电荷在电场中某点的电势能与它的 电荷量的比值电荷量的比值,是由是由电场中这点的性电场中这点的性 质决定的质决定的,与试探电荷本身无关与试探电荷本身无关.反映电场能的性质反映电场能的性质三三.电势电势 j1.定义定义:电荷在电场中某点的电荷在电场中某点的电势能电势能与与 它的它的电荷量电荷量的的比值比值,叫着这点的叫着这点的 电势电势.2.表达式表达式:3.单位单位:伏特伏特 伏伏 V1 V=1 J/C电势是表征电场中某点电势是表征电场中某点能的性质能的性质的物理量的物理量.PEqj4.电势具有电势具有相对性相对性.一般取无穷远或大地的电势为零一般取无穷远或大地的

7、电势为零.5.电势是电势是标量标量,但有正负但有正负.计算时计算时,要带入符号计算要带入符号计算.用用PEqj电势电势是表征电场中某点能的性质的物理是表征电场中某点能的性质的物理量，仅与电场中某点性质有关，由量，仅与电场中某点性质有关，由场源场源电荷、场中位置、零电势位置决定，电荷、场中位置、零电势位置决定，与与电场力做功的值及试探电荷的电荷量、电场力做功的值及试探电荷的电荷量、电性无关电性无关。6.物理意义物理意义:7.电势与电场线的关系：电势与电场线的关系：沿电场线方向，电势降低。沿电场线方向，电势降低。ABE+ABE-当取无穷远处为零势能点时当取无穷远处为零势能点时，正电荷的电场中各点的

8、电势均为正值，正电荷的电场中各点的电势均为正值，负电荷的电场中各点的电势均为负值。负电荷的电场中各点的电势均为负值。四、等势面四、等势面地理上，等高线表示地势的高低。地理上，等高线表示地势的高低。在电场中常用等势面来表示电势的高低。在电场中常用等势面来表示电势的高低。1、电场中电势相同的各点构成的面叫做、电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面等势面（4)4)、等差等势面越密的地方电场强度越、等差等势面越密的地方电场强度越大大2、等势面的特点：、等势面的特点：（1）、在同一等势面上的任意两点间的电）、在同一等势面上的任意两点间的电势都相等。势都相等。在同一等势面上在同一等势面上移动电荷，电移动电

9、荷，电场力不做功；场力不做功；（2）、等势面一定跟电场线垂直，电场线）、等势面一定跟电场线垂直，电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面；总是从电势高的等势面指向电势低的等势面；（3）、任意两个等势面都不会相交；）、任意两个等势面都不会相交；3、几种典型电场的等势面、几种典型电场的等势面：（1 1）、点电荷电场中的等）、点电荷电场中的等势面：势面：以点电荷为球心的一簇球面以点电荷为球心的一簇球面（2 2）、等量异种点）、等量异种点电荷电场中的等势面：电荷电场中的等势面：两簇对称曲面两簇对称曲面（3 3）、等量同种点）、等量同种点电荷电场中的等势面：电荷电场中的等势面：两簇对称曲面两簇对称曲

10、面（5 5）、匀强电场中的等）、匀强电场中的等势面：势面：垂直于电场线的一簇平面垂直于电场线的一簇平面（4 4）、形状不规）、形状不规则的带电导体附近则的带电导体附近的电场线及等势面的电场线及等势面1 1、孤立点电荷电场中的一簇等势面如图所示中虚线、孤立点电荷电场中的一簇等势面如图所示中虚线所示，其电势分别为所示，其电势分别为1 1、2 2、3 3，A A、B B、C C是某电是某电场线与这簇等势面的交点，且场线与这簇等势面的交点，且ab=ac.ab=ac.现将一正电荷由现将一正电荷由a a移到移到b b，电场力做正功，电场力做正功W W1 1；再由；再由b b移至移至C C，电场力做正，电场

11、力做正功功W W2 2,则（则（）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 23 3C C1 12 23 32、如图所示，三个等差等势面上有、如图所示，三个等差等势面上有a、b、c、d四点，若将一个四点，若将一个正电荷正电荷由由c经经a移动到移动到d电场力做电场力做正功正功W1，若由，若由c经经b移动到移动到d电场力做正功电场力做正功W2，则：则：2121212121212121.jjjjjjjj，WWDWWCWWBWWA1j2j3jcabd

12、D3 3、如图所示，点电荷的静电场中电场线用实线表示，、如图所示，点电荷的静电场中电场线用实线表示，但其方向未标明，虚线是某一带电粒子通过该电场区但其方向未标明，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹。域时的运动轨迹。a a、b b是轨迹上的两点。若带电粒子是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受到电场力作用，根据此图可作出正确判在运动中只受到电场力作用，根据此图可作出正确判断的是断的是()()A.A.带电粒子所带电荷的性质带电粒子所带电荷的性质B.B.带电粒子在带电粒子在a a、b b两点的受力方向两点的受力方向C.C.带电粒子在带电粒子在a a、b b两点的速度何处较大两点的速度何处较

13、大D.D.带电粒子在带电粒子在a a、b b两点的电势能何处较大两点的电势能何处较大BCDab补充：一、电势与电场强度的关系：补充：一、电势与电场强度的关系：（1）电场强度大的地方，电势是否就高？）电场强度大的地方，电势是否就高？无必然关系无必然关系（2）电场强度为零的地方，）电场强度为零的地方，电势是否也为零？电势是否也为零？E=0，j0E0，j=0无必然关系无必然关系二、电势与电势能的关系：二、电势与电势能的关系：（1）电势为零的点，电势能一定为零吗？）电势为零的点，电势能一定为零吗？一定为零一定为零（2）电势高的点，电势能一定大吗？）电势高的点，电势能一定大吗？正电荷在电势高的点，电势能大，正电荷在电势高的点，电势能大，负电荷在电势高的点，电势能小。负电荷在电势高的点，电势能小。（3）电势低的点，电势能一定小吗？）电势低的点，电势能一定小吗？