1、第十章 静电场中的能量 古代，人们用弩来加速箭，箭的速度能达到 10m/s数量级；后来，人们又在枪膛中用火药加速子弹，子弹的速度能达到103m/s数量级；而现代，人们需要用高速的微观粒子轰击另一微观粒子来进行科学研究，其速度的数量级达到 107m/s，那是怎样加速的呢?10.1电势能和电势横县百合完全中学：韦衍虎18276143537问题导入 一个正电荷在电场中只受到静电力F的作用，它在电场中由A点运动到B点时，静电力做了正功WAB。由动能定理可知，该电荷的动能增加了WAB。 从能量转化的角度思考，物体动能增加了，意味着有另外一种形式的能量减少了。这是一种什么形式的能量呢?W=Ek2-Ek1动
2、能定理：能量转化：什么能动能静电力做功转化思考与讨论 重力做功具有跟路径无关的特点，静电力做功是否也具有这一特点?重力做功： W=mghh是高度差静电力做功： W=qEdd是位移一、静电力做功的特点MEWAB = F|AB| cos = q E|AM|将试探电荷q从A沿直线移至B:AB+q+qF=qE 计算带点粒子在匀强电场中运动时电场力做功是多少？MEAB将试探电荷q从A沿折线移至B:对AM: 力与位移方向相同WAM = q E |AM|对MB: 垂直无功WMB = 0对全程: WAB = WAM+ WMB= q E|AM|+qF=qE+qF=qE将试探电荷+q从A沿任意曲线移至B:MEAB
3、+qF=qEEAB+qF=qE+qFqE+qW = W1 + W2 + W3 + = q E|AM|W1 = q E x1W2 = q E x2W3 = q E x3 Mx1 + x2 + x3 +=?x1x2我们用无数组跟静电力垂直和平行的折线来逼近曲线AB。微元分割法BMAF+沿直线AB:沿折线AMB:沿曲线AB:沿任意路径静电力做功:W1 = F|AB| cos= qE|AM|W2 = qE|AM|W3 = qE|AM|W任意任意 = qE|AM| 在匀强电场中移动电荷时，静电力的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但与电荷经过的路径无关。也适用非匀强电场Ep与路径无关W重力重力势能W电势
4、能电二、电势能 如果用WAB表示电荷由A点运动到B点静电力所做的功，EPA和EPB分别表示电荷在A点和B点的电势能，它们之间的关系为WAB=EPA-EPBW=EP初-EP末WAB=EPA-EPB正电荷静电力是（阻力，动力）静电力做功（正、负)电势能比较电势能变化(增加、减少）A BB A 负正增加减小动力阻力EPA EPBEPA EBEC正电荷EPAEPBEPCABC例如：课堂练习例2：电荷量q1为410-9的试探电荷放在电场中的A点，具有610-8J的化势能。A点的电势是多少？若把q2为-210-10的的试探电荷放在电场中的A点，q2所具有的电势能是多少？解：电荷在某点的电势能，等于静电力把
5、它从该处移动到零势能位置所做的功。设无限远处为零势能点。V15V104106qE981pA1J103J15102qE910A22p例3：回答下列题目后小结：如何根据试探它荷的电势能来判断电场中两点电势的高低？（1）q在A点的电势能比在B点的大，A、B两点哪点它势高？（2）-q在C点的电势能比在D点的大，C、D两点哪点电势前？（3）q在E点的电势能为负值，-q在F点的电势能是负值，E、F两点哪点电势高？课堂练习解：BADCEF一、静电力做功的特点 电场中移动电荷时，静电力的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但与电荷经过的路径无关。二、电势能课堂小结W=EP初-EP末：离源电荷无限远处或大地表面规定为零势能面。具有相对性 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的功。具有系统性：电势能不属于孤立电荷，是电荷与电荷共有。三、电势电量电势能qEP1 V = 1 J/C单位: 伏特(V) (计算时要代入正负号)电势由电场本身决定，与放入的电荷无关沿着电场线方向电势逐渐降低。电势是标量，具有相对性,有正负
