1.4 電勢能和電勢

1、湛江市第二十中學(xué) 全劭珩,1.4 電勢能和電勢,復(fù)習(xí)回顧,1.計算電場強(qiáng)度有幾個公式?,它們有什么區(qū)別?,3. 電場線是如何反映電場的強(qiáng)弱及方向的?,E,定義式,適用于任何電場,只適用于點電荷,4. 電場線相交嗎?電場線是運動軌跡嗎?,電場力做功的特點,B、 EAEB,C、 EAEB,D、 EA、EB的大小關(guān)系不確定,A、 EA=EB,D,電場力做功的特點,將靜止的試探電荷放入電場中，電荷在電場力的作用下做加速帶動，運動一段時間后獲得一定的速度，試探電荷的動能增加了。 【思考】什么力做功引起能量轉(zhuǎn)化，什么能轉(zhuǎn)化為動能？,電場力做功的特點,萬有引力,電場力,庫侖定律與與萬有引力定律極其類似,因此

2、我們可以把電場力與重力(也是萬有引力)類比,想一想,重力做功有哪些特點?,電場力做功的特點,3.類比聯(lián)想:電場力做功與路徑有關(guān)嗎?,4.類比聯(lián)想:電荷在電場中具有勢能?電場力做功與這種勢能的變化應(yīng)是什么關(guān)系?,1.重力做功 W=mghA-mghB=EpA-EpB,2.重力做正功，重力勢能減小， 重力做負(fù)功，重力勢能增加。,電場力做功的特點,重力做功與路徑無關(guān),電荷在勻強(qiáng)電場中運動,電場力對它做的功與路徑有關(guān)嗎?,W = F|AB| cos,= q E|AM|,1.將電荷q從A沿直線移至B:,電場力做功的特點,2.將電荷q從A沿折線移至B:,對AM:,W1 = q E |AM|,對MB:,W2

3、= 0,對全程:,W = W1 + W2= q E|AM|,電場力做功的特點,3.將電荷q從A沿曲線移至B:,W = W1 + W2 + W3 + = q E|AM|,W1 = q E x1,W2 = q E x2,W3 = q E x3, ,x1 + x2 + x3 +=?,X1,x2,電場力做功的特點,在勻強(qiáng)電場中移動電荷時,靜電力做的功,與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān),只與電荷的起始位置和,終止位置有關(guān)。,即：與初、末兩點在電場線上的距離有關(guān)。,實驗證明，這個結(jié)論在非勻強(qiáng)電場中也成立。,電勢能,一個不計重力的試探電荷在電場中某點由靜止釋放,將如何運動?,電勢能,1. 定義：電荷在靜電場中也具有勢能

4、，這個勢能叫做靜電勢能，簡稱電勢能，用符號EP表示。,2.電場力對電荷做正功 ,電荷的電勢能減少,(負(fù)功),WAB=-EP=EPA-EPB,(增加),即：靜電力做的功等于電勢能變化量的相反數(shù)。,3.電勢能具有相對性,(通常把離場源無限遠(yuǎn)處或大地表面的電勢能規(guī)定為零),3.電勢能是標(biāo)量，正負(fù)表示大小,電勢能,例1右圖中MN為電場中某一條電場線方 向向右，在線取兩點a、b 今將一電荷q 從a移到b則（ ） A.電場力做正功，q的電勢能增加；B.電場力做負(fù)功，q的電勢能增加；C.電場力做正功，q的電勢能減少；D.電場力做負(fù)功，q的電勢能減少。,C,電勢能,正電荷從A點移到B點時,電場力做 ,電荷的電

5、勢能怎么變化?,負(fù)電荷從A點移到B點時,電場力做 , 該電荷在 點的電勢能較大.,負(fù)功,B,減小,正功,電勢,重力勢能由什么因素決定？, =,物體質(zhì)量,試探電荷的電荷量,物體所處位置高度,試探電荷在電場中的位置“高度”,= ,= ,電勢,電荷在電場中某一點的電勢能EP與它的電荷量q的比值。,1 V = 1 J/C,1. 定義:,2. 公式:,3. 單位: 伏特(V),(計算時要代入正負(fù)號),4. 理解：描述電荷在電場中的位置,電勢,例3.將一電量為q=+210-6c的點電荷從電場外一點P(零電勢點)移至電場中某點A, 電場力做功410-5J,求A點的電勢。,解:,場外一點P的電勢為:,提示:計

6、算電勢首先要規(guī)定零電勢處,且電勢可以為負(fù)。,電勢,設(shè)正電荷由a運動到b,【思考】如下圖MN是一條電場線，比較a、b兩點的電勢大小。,+,電場線指向電勢降低的方向,電場力做正功,電勢能減小,則EpaEpb，由 可得 ,電勢,1. 電勢具有相對性,確定電勢,應(yīng)先規(guī)定電場中某處的電勢為零。(通常規(guī)定離場源電荷無限遠(yuǎn)處或大地的電勢為零。),2. 電勢是標(biāo)量,有正負(fù),數(shù)值取決于零電勢的選取。(負(fù)電勢表示該處的電勢比零電勢處電勢低。),等勢面,地圖中常用等高線來表示地勢的高低，那么，是否能用類似的方法表示電勢的高低？,等勢面,電場中電勢相等的點構(gòu)成的曲面叫做等勢面。,等勢面的性質(zhì)： 1. 同一等勢面上的點

7、電勢相等。 2.沿著等勢面移動電荷時，電場力所作的功為零。 3.在任何靜電場中電場線與等勢面是互相垂直的。 4.等勢面越密，場強(qiáng)越大,等勢面,幾種常見電場的等勢面分布：,等勢面,電場與重力場的類比,地球附近的引力場,存在于電荷周圍的場,重力場強(qiáng)度g=G/m， 方向：垂直于該點的切面向下,電場強(qiáng)度E=F/q ， 方向：正電荷在該點所受電場力方向,重力G=mg,電場力F=qE,只與始、末位置有關(guān)，與路徑無關(guān),只與始、末位置有關(guān)，與路徑無關(guān),重力勢能EP=mgh，與參考平面選取有關(guān),電勢能EP=q，與參考平面選取有關(guān),重力做正功，重力勢能減少（轉(zhuǎn)化為其他形式的能）；重力做負(fù)功，重力勢能增加WAB=E

8、PA-EPB,電場力做正功，電勢能減少（轉(zhuǎn)化為其他形式的能）；電場力做負(fù)功，電勢能增加。WAB= EA- EB,高度h與參考點的選取有關(guān)，具有相對性,電勢與參考點的選取有關(guān)，具有相對性,小結(jié),2、電勢能：,電場力做正功，電勢能減?。?電場力做負(fù)功，電勢能增加。,WAB=-EP=EPA-EPB,1、電場力做功與路徑無關(guān) 只與初、末兩點在電場線上的距離有關(guān)。,3、電勢：,4、等勢面,電場線指向電勢降低的方向,隨堂訓(xùn)練,1下列說法中正確的是 （ ） A、在場強(qiáng)較小處，電荷在該處的電勢能也較??； B、電荷在場強(qiáng)為零處的電勢能也為零； C、在場強(qiáng)相等的各點，電荷的電勢能必相等； D、在選定為零電勢的位置

9、處，任何電荷的電勢能必為零.,D,隨堂訓(xùn)練,2關(guān)于電勢和電勢能的關(guān)系，下列各種說法中正確的是： （ ） A、某點電勢高，說明該點電勢能大； B、某點電勢高，說明該點電場做功本領(lǐng)強(qiáng)； C、若帶電粒子在電場中移動時，電勢能減少，則電勢一定降低； D、負(fù)電荷在電場中無初速度，只在電場力作用下運動，電勢能一定減少，同時它一定是從電勢低處移向電勢高處.,D,隨堂訓(xùn)練,3、下列關(guān)于電勢高低的判斷正確的是（ ）,負(fù)電荷從A移動到B時，外力做正功，A點的電勢一定較高。 負(fù)電荷從A移動到B時，電勢能增加，A點的電勢一定較低。 負(fù)電荷從A移動到B時，電勢能增加，A點的電勢一定較高。 初速度為零的正電荷只在電場力的左右下從A移動到B，A點的電勢一定較高。,CD,隨堂訓(xùn)練,4、如圖，某電場中的一條直線，一電子在a點由靜止釋放，它將沿直線向b點運動，下列說法正確的是（ ）,該電場移動是勻強(qiáng)電場 場強(qiáng)Ea一定小于Eb 電子具有的電勢能EpaEpb a點的電勢一定低于b的電勢,C,隨堂訓(xùn)