電勢能和電勢

復(fù)習(xí)回顧1、功的計算：2、重力做功有什么特點？(1)與路徑無關(guān),由初末位置的高度差來決定.(2)WG與重力勢能的關(guān)系.(3)重力勢能是相對的,有零勢能面.(人為選定)

重力勢能具有系統(tǒng)性功是能量轉(zhuǎn)化的量度！第一頁，共39頁。一、靜電力做功的特點

正電荷q在電場強度為E的勻強電場中由A運動到M電場力做功嗎？做了多少功？Eqq受力嗎？多大？AMW=qE·｜AM｜F第二頁，共39頁。求試探電荷＋q沿直線AB移動到B時電場力做的功：E+qABMF第三頁，共39頁。E+qABM第四頁，共39頁。結(jié)論：在勻強電場中移動電荷時，靜電力做的功與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)，但與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān)。(對于非勻強電場也適用)這與什么力做功相似呢？第五頁，共39頁。

將+q由A移到B的過程電場力對電荷做功為：將-q由A移到B的過程，電場力對電荷做功為：dAB+qEL做功的過程是一個能量轉(zhuǎn)化的過程，那么電場力做功的過程是什么能轉(zhuǎn)化為什么能呢？第六頁，共39頁。二、電勢能電場力做功與電勢能有什么關(guān)系？（聯(lián)系重力做功與重力勢能的關(guān)系）電荷在電場中具有的與電荷位置有關(guān)的能，叫電勢能。物體被舉高具有重力勢能。1、電荷在電場中具有電勢能。

重力對物體做正功，物體的重力勢能減小2、電場力對電荷做正功，電荷的電勢能減小

重力對物體做負功，物體的重力勢能增大3、電場力對電荷做負功，電荷的電勢能增大第七頁，共39頁。

重力做多少功，物體重力勢能就變化多少。

4、電場力做多少功，電荷電勢能就變化多少。重力勢能是相對的，與零勢能面有關(guān)5、電勢能是相對的，與零電勢能面有關(guān)通常把電荷在離場源電荷無限遠處的電勢能規(guī)定為零，或把電荷在大地表面上電勢能規(guī)定為零。電荷在某點的電勢能，等于靜電力把它從該處移動到零勢能位置所做的功第八頁，共39頁。重力勢能是物體和地球所共有的，具有系統(tǒng)性6、電勢能是電荷和電場所共有的，具有系統(tǒng)性7、電勢能是標量由此可見，電場力做功與重力做功，電勢能與重力勢能都很相似，所以大家在學(xué)習(xí)電勢能過程中應(yīng)該多聯(lián)系重力做功與重力勢能的關(guān)系幫助理解電勢能。第九頁，共39頁。重力勢能和電勢能類比

重力場中，重力：地球和物體之間存在的吸引力電場中，電場力：電荷之間的作用力有重力就有重力勢能Ep=mgh有電場力就有相應(yīng)的能，叫電勢能EPEp由物體和地面間的相對位置決定EP由電荷間的相對位置決定電場力做正功，電勢能就減少電場力做負功，電勢能就增加電場力作功，電勢能改變重力做功，重力勢能改變重力做正功，重力勢能就減少重力做負功，重力勢能就增加W重=EP1-EP2W電=EPA-EPB第十頁，共39頁。盡管重力做功與電場力做功很相似，但還是存在很大差異正電荷順電場線移動，電場力做正功，電勢能減少負電荷順電場線移動，電場力做負功，電勢能增加正電荷逆電場線移動，電場力做負功，電勢能增加負電荷逆電場線移動，電場力做正功，電勢能減少—存在兩種電荷第十一頁，共39頁。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.電場力做負功，＋q的電勢能減少。

C第十二頁，共39頁。

例2：A和B為電場中某條電場線上的點，如圖：將q=4×10-9的正電荷從A點移到B點需克服電場力做功5×10-7J，則⑴電場方向由A→B還是B→A？⑵電荷在哪點時電勢能大？大多少？AB第十三頁，共39頁。

電場的力的性質(zhì)我們必須用場強E來描述，那么電場的能的性質(zhì)我們又應(yīng)該用什么物理量來描述呢？能否用“電勢能”呢？

電場的能的性質(zhì)也是電場本身的一種屬性，它只能由場源本身所決定，而與電場中有無放入試探電荷無關(guān)。而電勢能的大小是與試探電荷的電量q有關(guān)的（因q越大，其所受電場力就越大，具有的做功本領(lǐng)大，電勢能也就大），故不能用“電勢能”來描述電場的能的性質(zhì)，我們引入一個新的物理量——“電勢”來表示它。第十四頁，共39頁。電勢：描述電場的能的性質(zhì)的物理量。如圖所示，設(shè)想把一試探電荷+q放在電場中某處A或B。它們在電場力F的作用下均移至無限遠處。則有：WA>WB那么怎樣去衡量電場的能的性質(zhì)、怎樣去定義“電勢”呢？+·A·BEpA-0>EpB-0同理可知：若試探電荷為-q，也有：

也就是說，比值EpA/q的大小與試探電荷的正負及電量q均無關(guān)，只與電場中該點在電場中的位置有關(guān)，故其可衡量電場的性質(zhì)。三.電勢第十五頁，共39頁。取O點的電勢能為零,則:EPA=qELCOSθ討論電勢能與電荷的比值?思考與討論ALOθE+第十六頁，共39頁。電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量的比值2.公式:3.單位:伏特符號為V1V=1J/C三.電勢1.定義:第十七頁，共39頁。對電勢的理解1：電勢的相對性：某點電勢的大小是相對于零點電勢而言的。零電勢的選擇是任意的，一般選地面和無窮遠為零勢能面。2：電勢的固有性：電場中某點的電勢的大小是由電場本身的性質(zhì)決定的，與放不放電荷及放什么電荷無關(guān)。3：電勢是標量4：計算時EP,q,都帶正負號。第十八頁，共39頁。1.沿著電場線方向,電勢將怎樣變化?

思考與討論第十九頁，共39頁。1.

電場線指向電勢降低的方向

思考與討論第二十頁，共39頁。2.如何確定電場中某點的電勢?

思考與討論(提示:類比于電勢能的確定.)第二十一頁，共39頁。1.

電場線指向電勢降低的方向2.與電勢能的情況相似,應(yīng)先確定電場中某點的電勢為零.(通常取離場源電荷無限遠處或大地的電勢為零.)

思考與討論第二十二頁，共39頁。

例3.將一電量為的點電荷從電場外一點P移至電場中某點A,電場力做功,求A點的電勢.解:設(shè)場外一點P的電勢為從PA,電場力做的功PAEW-=

點評:電勢的確定首先要確定零電勢處,且電勢可以為負.第二十三頁，共39頁。3.電勢為負數(shù)時,負號表示方向嗎?思考與討論第二十四頁，共39頁。1.

電場線指向電勢降低的方向2.與電勢能的情況相似,應(yīng)先確定電場中某點的電勢為零.(通常取離場源電荷無限遠處或大地的電勢為零.)

3.電勢是標量,只有大小,沒有方向.(負電勢表示該處的電勢比零電勢處電勢低.)思考與討論第二十五頁，共39頁。思考

在上面關(guān)于電勢能和電勢的討論及插圖中,我們一直把試探電荷q當作正電荷處理.請把q當做負電荷,重復(fù)以上討論.其結(jié)果與上面的結(jié)果是否一致?第二十六頁，共39頁。高度和電勢

重力場中，同一物體在不同位置，Ep不同。電場中，同一電荷在電場中的不同位置,EP不同。不同物體在同一位置，Ep正比于質(zhì)量m不同電荷在同一位置，EP正比于電量qEp/m=gh，h只與相對位置有關(guān)EP/q叫做電勢，只與相對位置有關(guān)

第二十七頁，共39頁。

練習(xí).如圖所示,在同一條電場線上有A.B.C三點,將的點電荷由A點移動到B點,電場力做什么功?做多少功?電勢能變化了多少?在將該電荷由B點移到C點,電場力做什么功?做多少功?電勢能變化了多少?ABC第二十八頁，共39頁。等勢面地理上，等高線表示地勢的高低。在電場中常用等勢面來表示電勢的高低。電場中電勢相同的各點構(gòu)成的面叫做等勢面第二十九頁，共39頁。等勢面等勢面的特點：1、等勢面一定跟電場線垂直，在同一等勢面上的任意兩點間移動電荷，電場力不做功；2、電場線總是從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面，任意兩個等勢面都不會相交；3、等差等勢面越密的地方電場強度越大第三十頁，共39頁。等勢面幾種典型電場的等勢面：1、點電荷電場中的等勢面：以點電荷為球心的一簇球面第三十一頁，共39頁。等勢面2、等量異種點電荷電場中的等勢面：兩簇對稱曲面第三十二頁，共39頁。等勢面3、等量同種點電荷電場中的等勢面：兩簇對稱曲面第三十三頁，共39頁。等勢面5、勻強電場中的等勢面：垂直于電場線的一簇平面4、形狀不規(guī)則的帶電導(dǎo)體附近的電場線及等勢面第三十四頁，共39頁。等勢面如圖所示，虛線a、b和c是某靜電場中的三個等勢面，它們的電勢分別為、和，一帶正電粒子射入電場中，其運動軌跡如實線KLMN所示。由圖可知：A、粒子從K到L的過程中，電場力做負功B、粒子從L到M的過程中，電場力做負功C、粒子從K到L的過程中，電勢能增加D、粒子從L到M的過程中，動能減少第三十五頁，共39頁。等勢面如圖所示，三個等差等勢面上有a、b、c、d四點，若將一個正電荷由c經(jīng)a移動到d電場力做正功W1，若由c經(jīng)b移動到d電場力做正功W2，則：第三十六頁，共39頁。1.如圖所示，a、b、c、d為某電場中的等勢面，一帶正電粒子飛入電場后只在電場力作用下沿M點到N點的虛線運動．由圖可知，四個等勢面電勢Ua、Ub、Uc、Ud由高到低的排列順序是_______，帶電粒子在M、N兩點中，電勢能較大的是_________點．能力提升:第三十七頁，共39頁。2.圖一表示等量異種電荷P和Q形成的電場內(nèi)的一簇等勢面，求(1)P、Q各帶何種電荷？(2)把q=10－7C的正點電荷從A移到B