1、10.1电势能和电势电势能和电势匀强电场负的点电荷形成的电场A+qA+qFFFF复习旧知-q-q电场对放入其中的电荷有力力的作用电场由场源电荷场源电荷决定，与试探电荷无关电场位移力做功的过程伴随着能量能量的转化描述方法：1.电场强度2.电场线引入新课力的方向上发生了位移做功做功新课教学一、电场力做功的特点一、电场力做功的特点ME1.1.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 qF WAB=F|AB|cos=qE|AM|q q受力吗？多大？受力吗？多大？MEAB2.2.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:AM:W1=q E|AM|对
2、对MB:MB:W2=0对全程对全程:W=W1+W2=q E|AM|+q qF+q qF3.3.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+x3+=?X1x24.4.将电荷将电荷q q从从A A沿其它曲线移至沿其它曲线移至B B，静电力做功？，静电力做功？EB+MAFq q+u静电力静电力做功有什么特点？做功有什么特点？做功的过程是一个做功的过程是一个能量转化能量转化的过程，那么电场力做功的过的过程，那么电场力做功
3、的过程是什么能转化为什么能呢？程是什么能转化为什么能呢？静电力做的功，静电力做的功，与与电荷的电荷的起始位置起始位置和和终终止止位置（初末位置）有位置（初末位置）有关，关，与与电荷经过的电荷经过的路径路径无关。无关。似曾似曾相识？相识？重力做功，重力做功，与与物体物体的的起始位置起始位置和和终止终止位置位置（初末位置高度差）有（初末位置高度差）有关，关，与与物体经过物体经过的的路径路径无关。无关。(对于非匀强电场也适用对于非匀强电场也适用)二、电势能二、电势能电荷在电场中具有的与电荷位置有关的电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能，叫能，叫电势能电势能。电场力做功与电势能有什么关系？电场力做功与
4、电势能有什么关系？（联系重力做功与重力势能的关系）（联系重力做功与重力势能的关系）重力做功重力做功与重力势与重力势能的关系能的关系静电力做静电力做功与电势功与电势能的关系能的关系AhBh1h2WG=Ep1-Ep2物体下降时，重物体下降时，重力做正功力做正功,重力势重力势能减小，即重力能减小，即重力做的功等于重力做的功等于重力势能的势能的减少量。减少量。十十十十A AB BWAB=EpA-EpB当正电荷在电场当正电荷在电场中从中从A移到移到B，静，静电力做正功，电电力做正功，电势能减小，即静势能减小，即静电力做的功等于电力做的功等于电势能的电势能的减少量。减少量。重力做功重力做功与重力势与重力势
5、能的关系能的关系静电力做静电力做功与电势功与电势能的关系能的关系WG=Ep1-Ep2WAB=EpA-EpB物体上升时，重物体上升时，重力做负功力做负功,重力势重力势能增加。能增加。当正电荷在电场当正电荷在电场中从中从B 移到移到A，静电力做负功，静电力做负功，电势能增加。电势能增加。AhBh2h1十十十十B BA A结论结论：静电力做静电力做正功正功，电荷的电势能，电荷的电势能增加增加；静电力做静电力做负功负功，电荷的电势能，电荷的电势能减少减少；表达式：表达式：WAB=EpA-EpB由由WAB=EpA-EpB可知静电力做的功只能决定电势可知静电力做的功只能决定电势能的变化量，而不能决定电荷在
6、电场中某点电能的变化量，而不能决定电荷在电场中某点电势能的数值。势能的数值。怎样求电荷在电场中某位置时具有的电势能？怎样求电荷在电场中某位置时具有的电势能？（比如如图求电荷在（比如如图求电荷在A A点的电势能）点的电势能）也就是说，电荷在某点的电势能，等于把电荷在某点的电势能，等于把它从该点移动到零势能位置时静电力所它从该点移动到零势能位置时静电力所做的功。做的功。电势能与重力势能一样，具有电势能与重力势能一样，具有相相对性对性。要想求电荷在电场中某点具。要想求电荷在电场中某点具有的电势能必须先有的电势能必须先规定零电势能点规定零电势能点。MEAB+q q+q qF比如：规定电荷在比如：规定电
7、荷在B B点的电势能为零点的电势能为零由：由：WAB=EpA-EpB令令EpB=0 则则EpA=WAB解析：解析：2、以、以C为零势能点，电荷从为零势能点，电荷从A移动到移动到C静电力做功为静电力做功为WAC=WAB+WBC=10J根据根据WAC=EPA-0，得，得EPA=10J根据根据WBC=EPB-0，得，得EPB=4J例例1.1.如图如图,电荷电荷q q从从A A经经B B移动到移动到C C，电场力做功分别为，电场力做功分别为W WABAB=6J=6J，W WBCBC=4J,=4J,在表格的空白处按要求填入数据。在表格的空白处按要求填入数据。EABCq+1、以、以B为零势能点，为零势能点
8、，根据根据WAB=EPA-0得：得：EPA=6J根据根据WBC=0-EPC得：得：EPC=-4所选择零势能点所选择零势能点EPAEPBEPCB点点0JC点点0J6J -4J10J 4J例例1.1.如图如图,电荷电荷q q从从A A经经B B移动到移动到C C，电场力做功分别为，电场力做功分别为W WABAB=6J=6J，W WBCBC=4J,=4J,在表格的空白处按要求填入数据。在表格的空白处按要求填入数据。EABCq+所选择零势能点所选择零势能点EPAEPBEPCB点点0JC点点0J6J -4J10J 4J说明：说明：电势能是标量，有正负，正负代表大小，电势能是标量，有正负，正负代表大小，例
9、如例如+5J-6J通常把电荷离场源电荷通常把电荷离场源电荷无限远处无限远处的电势能规定为零，的电势能规定为零，或把电荷在或把电荷在大地表面上大地表面上的电势能规定为零。的电势能规定为零。电场的电场的力的性质力的性质我们必须用我们必须用场强场强E E来描述，那来描述，那么电场的么电场的能的性质能的性质我们又应该用什么物理量来描我们又应该用什么物理量来描述呢？能否用述呢？能否用“电势能电势能”呢？呢？例例2.2.上题中上题中,若电场强度为若电场强度为E E，ABAB相距为相距为L L，以，以B B为零势为零势能点，完成下列表格。能点，完成下列表格。qEpA q q2q2q3q3q-q-qEpA/q
10、 2qEL 2qEL 3qEL 3qEL-qEL-qEL 该比值与电荷本身该比值与电荷本身无关无关，决定于电场的性质。决定于电场的性质。可以证明，这个比值对一切电场都适用，即具有普可以证明，这个比值对一切电场都适用，即具有普遍性。遍性。EABCq+ELELELELELELELELqEL电荷在电场中某一点的电势能与电荷在电场中某一点的电势能与qEP1.1.定义定义:它的电荷量的比值，叫它的电荷量的比值，叫该点该点的电势的电势2.2.公式公式:3.3.单位单位:伏特，符号为伏特，符号为 V V(计算时要代入正负号计算时要代入正负号)4 4、电势只有大小，没有方向，是标量、电势只有大小，没有方向，是
11、标量三、电势三、电势例例1.1.如图如图,电荷电荷q q从从A A经经B B移动到移动到C C，电场力做功分别为，电场力做功分别为W WABAB=6J=6J，W WBCBC=4J,=4J,在表格的空白处按要求填入数据。在表格的空白处按要求填入数据。EABCq+所选择零势能点所选择零势能点EPAEPBEPCB点点0JC点点0J6J -4J10J 4J若若q=10-2C，求各点的电势，求各点的电势所选择零势能点所选择零势能点B点点6000-400C点点10004000）（VA）（VB）（VC结结合图象思考，沿合图象思考，沿着电场线方向着电场线方向,电势电势将怎样变化将怎样变化?5.沿电场线方向，电
12、势越来越低沿电场线方向，电势越来越低6.电势的相对性电势的相对性 应该先规定电场中某处的电势为应该先规定电场中某处的电势为0，才能确定，才能确定电场中其他各点的电势。电场中其他各点的电势。规定了电势规定了电势0点之后，电场中各点的电势可以点之后，电场中各点的电势可以是正值也可以是负值。正值比负值大。是正值也可以是负值。正值比负值大。例：例：+3V-4V 通常取离场源电荷无限远处的电势为通常取离场源电荷无限远处的电势为0。若若q q为负电荷，沿着电为负电荷，沿着电场线方向由场线方向由A A运动到运动到B,B,电场力电场力做做 （正或负）功，电势正或负）功，电势能能 （增加或减少），电增加或减少）
13、，电势势 （升高或降低）升高或降低）EF-qAB负负增加增加降低降低 若若q q为负电荷，沿着电为负电荷，沿着电场线方向由场线方向由A A运动到运动到B,B,电场力电场力做做 （正或负）功，电势正或负）功，电势能能 （增加或减少），电增加或减少），电势势 （升高或降低）升高或降低）正正减少减少降低降低EqABF结论：正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势低的地结论：正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势低的地方电势能大方电势能大物体被举高具有重力势能。物体被举高具有重力势能。1、电荷在电场中具有电势能。、电荷在电场中具有电势能。重力对物体做正功，物体的重力势能减小重力对物体做正功，物体
14、的重力势能减小 2、电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小、电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小 重力对物体做负功，物体的重力势能增大重力对物体做负功，物体的重力势能增大 3、电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大、电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大12GPPPWEEE 重力做多少功，物体重力势能就变化多少。重力做多少功，物体重力势能就变化多少。4、电场力做多少功，电荷电势能就变化多少。、电场力做多少功，电荷电势能就变化多少。重力势能是相对的，与零势能面有关重力势能是相对的，与零势能面有关5、电势能是相对的，与零电势能面有关、电势能是相对的，与零电势能面有关,常把无限远或大地规定为零电势常把无限远或大地规定为零电势ABPAPBPWEEE 重力势能是物体和地球所共有的，重力势能是物体和地球所共有的，具有系统性具有系统性6、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性性重力势能重力势能是标量是标量7、电势能是标量、电势能是标量总结：总结：
