1、灿若寒星整理制作灿若寒星整理制作4 4电势能和电势电势能和电势第一章第一章静电场静电场类比复习类比复习FlFFW=FlCOS拉力拉力F做的功做的功W=？如何判断力做正功还是负功？如何判断力做正功还是负功？mABhh1h2mALCh h1h2 h1 h2 h3AChh1h23、重力做功的特点？、重力做功的特点？(1)与路径与路径,由初末位置的由初末位置的来决定来决定.(2)重力做功重力做功WG与重力势能变化的关系与重力势能变化的关系:重力做重力做正功正功，重力势能，重力势能减少；减少；重力做重力做负功负功，重力势能，重力势能增加。增加。无关无关高度差高度差注意：注意：功是能量变化的量度。功是能量
2、变化的量度。重力做功只重力做功只由物体初末位置决定，说明物体的由物体初末位置决定，说明物体的重力势重力势能是空间点的函数能是空间点的函数，即一个点对应一个确，即一个点对应一个确定的值，定义物体的重力势能才有意义。定的值，定义物体的重力势能才有意义。类比复习类比复习静止的试探电荷放入电场中静止的试探电荷放入电场中,将如何运动将如何运动?E 电荷做加速运动电荷做加速运动,一段时间后获得一定的一段时间后获得一定的速度，试探电荷的动能增加。速度，试探电荷的动能增加。+F一、静电力做功的特点：一、静电力做功的特点：1 1、什么力做功使试探电荷的动能增、什么力做功使试探电荷的动能增大呢大呢?思考思考2 2
3、、什么形式的能转换为动能的呢、什么形式的能转换为动能的呢?E+F试探正电荷试探正电荷q在电场强在电场强度为度为E的匀强电场中沿的匀强电场中沿几条不同路径从几条不同路径从A点移点移动到动到B点点,静电力对电荷静电力对电荷做功分别为多少做功分别为多少?一、静电力做功的特点：一、静电力做功的特点：甲甲EMW=F cos|AB|=qE|AM|A AB B沿直线沿直线ABABqF甲甲EA AB B沿沿 折折 线线AMBMABA MW1=qE|AM|W2=0M B所以：全过程做功所以：全过程做功W=W1+W2=q E|AM|qFqFMEAB+qFEAB+qF+qF+qF+qFW=W1+W2+W3+=q E
4、|AM|W1=q E x1W2=q E x2W3=q E x3 Mx1+x2+x3+=?x1x2A AB B沿沿 曲线曲线ANB4.4.将电荷将电荷q从从A沿其它曲线移至沿其它曲线移至B，静电力做功？，静电力做功？EB+MAFq q+由以上的推导我们可以得出什么结论由以上的推导我们可以得出什么结论?在匀强电场中移动电荷时，静电力做的在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功只与电荷的起始位置和终止位置有关功只与电荷的起始位置和终止位置有关,与电与电荷经过的路径无关。即荷经过的路径无关。即W=q E|AM|可以证明，这个结论对非匀强电场也适用。可以证明，这个结论对非匀强电场也适用。一、静电力做功的特点
5、一、静电力做功的特点|AM|为为初、末初、末两点两点投影投影到到电场线电场线上的上的距离距离推广推广：这个结论适合于其它电场吗？这个结论适合于其它电场吗？静电力做功的特点：静电力做功的特点：静电力做功只与电荷的静电力做功只与电荷的初、末位置初、末位置有关有关,与电荷经过的路径与电荷经过的路径无关无关。一、静电力做功的特点一、静电力做功的特点小小 结结 静电力做功与重力做功有共同特点：静电力做功与重力做功有共同特点：所做的功与路径无关所做的功与路径无关。重力场中的物体有重力势能，电场中的电荷重力场中的物体有重力势能，电场中的电荷具有什么能呢？具有什么能呢？重力做功使重力势能变化，静电力做功呢？重
6、力做功使重力势能变化，静电力做功呢？类类 比比二、电势能二、电势能1.1.因为在电场中移动电荷时因为在电场中移动电荷时静电力做功静电力做功与与移动路径无关移动路径无关，所以电荷在电场中也，所以电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做具有势能，这种势能叫做电势能，电势能，用符用符号号Ep表示表示2 2、教材、教材P16 P16 思考与讨论思考与讨论：重力做功与重力势能的变化讨论重力做功与重力势能的变化讨论:下列电荷在电场中移动时，静电力做什么功？下列电荷在电场中移动时，静电力做什么功？电荷的电势能如何变化？电荷的电势能如何变化？EABAB+若在电场中移动的是负电荷呢若在电场中移动的是负电荷呢?FF+
7、E-FF类类 比比二、电势能二、电势能2.2.静电力做功与电势能变化的关系静电力做功与电势能变化的关系静电力对电荷做静电力对电荷做正功正功，电荷的电势能，电荷的电势能减少减少静电力对电荷做静电力对电荷做负功负功，电荷的电势能，电荷的电势能增加增加 若用若用WAB表示静电力做的功，用表示静电力做的功，用EPA、EPB表示表示A、B点的电势能点的电势能WAB =EPA -EPB-EP静电力做的功等于电势能的静电力做的功等于电势能的减少量。减少量。例例1.1.如图如图,在场强在场强 的匀强电场中的匀强电场中,点电点电CNE310E荷荷q=+1=+1c从从A移动到移动到B,AB相距相距L=1=1m,静
8、电力做功为静电力做功为多少多少?电势能如何变化电势能如何变化?若规定若规定EPBPB=0,=0,则则EPAPA=?=?若规若规定定EPA=0,则则EPB=?ABFq+若规定无限远处电势能为零若规定无限远处电势能为零,那么那么:JEPB310?1.1.因为在电场中移动电荷时静电力做功与移动因为在电场中移动电荷时静电力做功与移动路径无关，所以电荷在电场中有电势能路径无关，所以电荷在电场中有电势能 (EP)2.2.静电力对电荷做正功静电力对电荷做正功 ,电荷的电势能减少电荷的电势能减少(负功负功)WF =EP1 -EP2 =-EP(增加增加)静电力做的功等于电势能的减少量静电力做的功等于电势能的减少
9、量.3.3.电势能具有相对性电势能具有相对性,电荷在某点的电势能电荷在某点的电势能,等于静电等于静电力把它从该点移动到力把它从该点移动到零势能位置零势能位置时所做的功时所做的功(通常把离场源通常把离场源无限远处无限远处或或大地表面大地表面的电势能规定为零的电势能规定为零)二、电势能二、电势能EPA=q E L COS讨论讨论:2.2.若取若取B B点的电势能为零点的电势能为零,则则A A点的电势能为多少点的电势能为多少?1.1.若在若在ABAB两点间分别移动正、负电荷，请比较电荷电势能的变化两点间分别移动正、负电荷，请比较电荷电势能的变化MME EA AB BL L3.3.点电荷的电量为点电荷
10、的电量为2q2q、3q3q、4.4.分析分析E EPAPA/q/q一定吗？一定吗？EPA/q=E L COS5.5.点电荷的电量为点电荷的电量为-q-q、-2q-2q、-3q-3q、则则A A点的电势能为多少点的电势能为多少?则则A A点的电势能为多少点的电势能为多少?电势能与电量的比值为多少电势能与电量的比值为多少?+q qF F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 V=1 J/C四、电势四、电势1.1.定义定义:它的它的电荷量的比值电荷量的比值2.2.公式公式:3.3.单位单位:伏特伏特(V)(V)(计算时要代入正负号计算时要代入正负号)例例2.试探电荷试探电荷
11、q1放在电场中的放在电场中的A点点,电势能为电势能为E(规定无限规定无限远处电势能为零远处电势能为零),A点的电势为点的电势为_,若把试探电荷若把试探电荷q1换成试探电荷换成试探电荷q2放在电场中的放在电场中的A点点,A点的电势为点的电势为_(仍规定无限远处电势能为零仍规定无限远处电势能为零).1qE1qE若现在不取无限远处电势能为零若现在不取无限远处电势能为零,A点点的电势还是的电势还是 吗吗?1qE1.电势具有电势具有相对性相对性,确定电势确定电势,应先规定应先规定电场中某处的电势为零电场中某处的电势为零.(.(通常规定离场通常规定离场源电荷源电荷无限远处无限远处或或大地大地的电势为零的电
12、势为零.).)例例3.将一电量为将一电量为 的点电荷从电的点电荷从电场外一点场外一点P移至电场中某点移至电场中某点A,电场力做电场力做 功功 ,求求A点的电势点的电势.cq6102J5104解解:场外一点场外一点P的电势为的电势为0pJWEPA5104VVqEPAA2010210465从从P A,电场力做的功电场力做的功 PAEW 点评点评:计算计算电势首先要规定电势首先要规定零电势处零电势处,且且电势可以为负电势可以为负.2.电势是电势是标量标量,有正负有正负,数值取决于数值取决于零电零电势势的选取的选取.(.(负电势表示该处的负电势表示该处的电势电势比比零电势处零电势处电势电势低低.).)
13、1.电势具有电势具有相对性相对性,确定电势确定电势,应先规定应先规定电场中某处的电势为零电场中某处的电势为零.(.(通常规定离场通常规定离场源电荷源电荷无限远处无限远处或或大地大地的电势为零的电势为零.).)沿着电场线方向沿着电场线方向,电势将怎样变化电势将怎样变化?3.3.沿电场线方向电势沿电场线方向电势降低降低1.电势具有电势具有相对性相对性,确定电势确定电势,应先规定电应先规定电场中某处的电势为零场中某处的电势为零.(.(通常取离场源电通常取离场源电荷荷无限远处无限远处或或大地大地的电势为零的电势为零.).)2.电势是电势是标量标量,有正负有正负,数值取决于数值取决于零电零电势势的选取的选取.(.(负电势表示该处的负电势表示该处的电势电势比比零电势处零电势处电势电势低低.).)小结小结:认识了电势能和电势认识了电势能和电势学会了电势能和电势的计算学会了电势能和电势的计算清楚了电势能和电势的相对性清楚了电势能和电势的相对性知道了电场性质另一描述知道了电场性质另一描述作业作业:P22 1 ,2
