1、第一章第一章 静电场静电场物理物理 选修选修3-13-1复习回顾复习回顾cosWF L 1、恒力做功的公式、恒力做功的公式2、重力做功有什么特点?、重力做功有什么特点?(1)与路径无关与路径无关,由初末位置的高度差来决定由初末位置的高度差来决定.(2)WG与重力势能的关系与重力势能的关系.12GPPPWEEE(3)重力势能是相对的重力势能是相对的,有零势能面有零势能面.(人为选定人为选定)重力势能具有系统性重力势能具有系统性功是能量转化的量度!功是能量转化的量度!一、静电力做功的特点一、静电力做功的特点Fq q把正电荷沿不同路径从把正电荷沿不同路径从A A点移到点移到B B电场力做电场力做功?
2、功?+BA甲甲M乙乙 W甲甲=F|AB|cos=Eq|AM|沿甲路径电场力做功沿甲路径电场力做功:丙丙沿乙路径电场力做功沿乙路径电场力做功:W乙乙=Eq|AM|沿丙路径电场力做功沿丙路径电场力做功:W丙丙=Eq|AM|沿任意路径电场力做功沿任意路径电场力做功:W任意任意=Eq|AM|丁丁 在电场中移动电荷时,静电力在电场中移动电荷时,静电力做的功与电荷的做的功与电荷的起始位置起始位置和和终止终止位置位置有关,但与电荷经过的有关,但与电荷经过的路径路径无关。无关。与与重力做功重力做功特点相类比特点相类比静电力做功的特点静电力做功的特点对于非匀强电场也适用对于非匀强电场也适用重力势能重力势能hAB
3、Cmg mg mg 1、物体沿着这三种路径、物体沿着这三种路径移动的过程中,重力做功移动的过程中,重力做功一样吗?一样吗?重力做的功与路径无关重力做的功与路径无关2、WG=Ep1Ep2关系:静电力做的功等于电势能的减少量关系:静电力做的功等于电势能的减少量ABPAPBPWEEE 二、静电力做功电势能的关系二、静电力做功电势能的关系电场力做电场力做正功正功,电势能电势能减少减少;电场力做电场力做负功负功,电势能电势能增加增加。1、电荷在电场中具有势能,这种势能叫做电势能,用、电荷在电场中具有势能,这种势能叫做电势能,用Ep表示。表示。2.表达式:?表达式:?三.电势能3.电势能是相对的,与零势能
4、面有关电势能是相对的,与零势能面有关注意:注意:A,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的电势或把电荷在势或把电荷在大地表面大地表面上电势能规定上电势能规定零零。cndknfkfjfhfkjd(接地)(接地)B,电势能为电势能为负负表示电荷在该处的电势能比零表示电荷在该处的电势能比零还要小还要小.(-5J 0J ).(-5J 0J )4.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5.电势能是标量电势能是标量6.电荷在某点的电势能,等于把它从这电荷在某点的电势能,等于把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功点移动到零势能位置时静电力做
5、的功四。电势四。电势1、电势:、电势:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值的比值 公式:公式:qEp 单位:单位:伏特伏特(国际单位制国际单位制),符号是,符号是V 2、沿着电场线的方向,电势越来越低沿着电场线的方向,电势越来越低3、电势具有相对性、电势具有相对性4,标量标量电势电势 例例1.如图所示如图所示,在同一条电场线上有在同一条电场线上有A.B .C 三点三点,将将 的点电荷由的点电荷由A点移点移动到动到B点点,再移至再移至C点点(1)点电荷在点电荷在各点的各点的 电势能电势能(2)在将该电荷由)在将该电荷由A点移到点移到B点点,电场力所做
6、电场力所做的功?的功?由由B点移到点移到C点点,电场力所做的功?电场力所做的功?cq6106VA3VC0VB2ABC书本 P19 2五。等势面五。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。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等势面等势面等势面的特点:等势面的特点:1、等势面一定跟电场线垂直,在同一等势面上的任意等势面一定跟电场线垂直,在同一等势面上的任意两点间移动电荷,电场力不做功两点间移动电荷,电场力不做功;2、电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面,
7、电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面,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、等差等势面越密的地方电场强度越大等差等势面越密的地方电场强度越大等势面等势面几种典型电场的等势面:几种典型电场的等势面:1、点电荷电场中的等势面:、点电荷电场中的等势面:以点电荷为球心的一簇球以点电荷为球心的一簇球面面等势面等势面2、等量异种点电荷电场中、等量异种点电荷电场中的等势面:的等势面:两簇对称曲面两簇对称曲面等势面等势面3、等量同种点电荷电场中、等量同种点电荷电场中的等势面:的等势面:两簇对称曲面两簇对称曲面等势面等势面5、匀强电场中的等势面:、匀强电场中的等势面:垂直于电场线的一簇平
8、面垂直于电场线的一簇平面4、形状不规则的带电导、形状不规则的带电导体附近的电场线及等势体附近的电场线及等势面面书本P20 3,7等势面等势面练习练习4,如图所示,虚线,如图所示,虚线a、b和和c是某静电场中的三个等势面,是某静电场中的三个等势面,它们的电势分别为它们的电势分别为 、和和 ,一带正电粒子射入电场中,其,一带正电粒子射入电场中,其运动轨迹如实线运动轨迹如实线KLMN所示。由图可知:所示。由图可知:A、粒子从、粒子从K到到L的过程中,电场力做负功的过程中,电场力做负功B、粒子从、粒子从L到到M的过程中,电场力做负功的过程中,电场力做负功C、粒子从、粒子从K到到L的过程中,电势能增加的
9、过程中,电势能增加D、粒子从、粒子从L到到M的过程中,动能减少的过程中,动能减少abcACabcKLMN等势面等势面练习练习5.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四四点,若将一个正电荷由点,若将一个正电荷由c经经a移动到移动到d电场力做正功电场力做正功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.,WWDWWCWWBWWA123cabdDW=mgh(h是高度差)是高度差)W=Eq d(d为沿电场线的为沿电场线的两点距离)两点距离)-匀强电场匀强电场的计算式的计算式 做功与路径无关做功与路径无关
10、做功与路径无关做功与路径无关W重重=EP1-EP2重力做正功,重力势能重力做正功,重力势能减少重力做负功,重力减少重力做负功,重力势能增加势能增加W电电=EPA-EPB电场力做正功,电势能减电场力做正功,电势能减少电场力做负功,电势能少电场力做负功,电势能增加增加有重力就有重力势能有重力就有重力势能Ep=mgh由物体和地面间的相对由物体和地面间的相对位置决定位置决定有电场力就有相应的能,有电场力就有相应的能,叫电势能叫电势能EP=qEP由电荷间的相对位置决由电荷间的相对位置决定定高度高度h(相对性)(相对性)顺着电场线方向越来越低电势电势(相对性相对性)1电子的带电量 C 2.库仑力的公式:(
11、适用于点电荷间)3.电场强度公式:(适用于所有情况)(只适用于点电荷)4.电场力的公式:_ 5.匀强电场中静电力做功公式_其中d指_ 6.静电力做功与电势能的关系_ 7.电势能的表达式:_ 8电势 类比于_是_(填标量或矢量)表达式:_沿电场线方向电势_ 9等势面的特点是(1)同一等势面上移动电荷,电场力 ;(2)空间任意两个等势面 ;(3)电场线与等势面处处 ;(4)电场线由电势 的等势面指向电势 的等势面。10.上面所有公式中,Q的正负号要代入的有_ 一个电量为-2.010-8C的点电荷,在电场中M点时的电势能为1410-6J,把它移到N点时克服电场力作功810-6J,则它在N点的电势能为?如果设M点的电势为2V,则N点的电势为?