高中物理 選修3-1 電勢能和電勢

試探電荷靜止的放入電場中,將如何運動?E電荷做加速運動,一段時間后獲得一定的速度,試探電荷的動能增加.+F2024/8/22第1頁（共24頁）重慶市石柱中學(xué)校姚國均電勢能和電勢2024/8/22第2頁（共24頁）

試探正電荷q在電場強度為E的勻強電場中沿幾條不同路徑從A點移動到B點,靜電力對電荷做功分別為多少?討論M?ABqFEM?ABqFqFEENAB乙F沿直線AB沿折線AMB沿曲線ANB2024/8/22第3頁（共24頁）甲EM?W=Fcosθ·|AB|=qE·|AM|AB沿直線ABqF2024/8/22第4頁（共24頁）甲EAB沿折線AMBM?ABAMW1=qE·|AM|W2=0MB所以：全過程做功W=W1+W2=qE·|AM|qFqF2024/8/22第5頁（共24頁）ENAB乙沿曲線ANB呢?2024/8/22第6頁（共24頁）用無數(shù)組跟靜電力垂直和平行的折線來逼近ANBMW=qE·|AM|由以上的推導(dǎo)我們發(fā)現(xiàn)了什么?E乙2024/8/22第7頁（共24頁）

在勻強電場中移動電荷時,靜電力做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).推廣:非勻強電場也適用.一.靜電力做功的特點W=qEd(適合勻強電場，d為沿電場線方向距離)2024/8/22第8頁（共24頁）二、電勢能重力做功與重力勢能的關(guān)系?思考電場中的電荷由于受到電場力作用而具有的勢能。1.定義:2024/8/22第9頁（共24頁）WG=EP1-EP2=-ΔEP1.重力做正功,重力勢能減少.重力做負功,即物體克服重力做功,重力勢能增加.重力做的功等于重力勢能的減少量.重力做功與重力勢能的關(guān)系2024/8/22第10頁（共24頁）

正電荷從A點移到B點時,靜電力做正功,電荷的電勢能減少.

正電荷從B點移到A點時,靜電力做負功,即電荷克服靜電力做功,電荷的電勢能增加.ABE+vABE+v電場力做功與電勢能的關(guān)系（討論）若是負電荷,情況又是怎么樣?2024/8/22第11頁（共24頁）靜電力做的功等于電勢能的減少量WAB=EPA-EPB電荷在某點的電勢能,等于靜電力把它從該點移動到零勢能位置時電場力所做的功.(通常把離場源無限遠處或大地表面或接地的電勢能規(guī)定為零)2024/8/22第12頁（共24頁）幾點注意電勢能為負表示電荷在該處的電勢能比選取的勢能零點的電勢能還要小.2、電勢能是電荷和電場所共有的，具有系統(tǒng)性1、電勢能是相對的，與零電勢能面有關(guān)3、電勢能是標(biāo)量2024/8/22第13頁（共24頁）例1.如圖,在場強的勻強電場中,點電荷q=+1c從A移動到B,AB相距L=1m,電場力做功為多少?電勢能如何變化?E即電勢能減少qFAB2024/8/22第14頁（共24頁）取O點的電勢能為零,則:EPA=qELCOSθ討論:不同電量電荷在A點電勢能與電荷的比值?思考與討論ALOθE+比值與試探電荷無關(guān)，反應(yīng)電場本身的性質(zhì)。2024/8/22第15頁（共24頁）1、定義：

電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量的比值，叫做這一點的電勢。2、定義式：（EP及q帶符號計算）電勢能類比重力勢能電勢高度三、電勢2024/8/22第16頁（共24頁）3、單位：伏特，符號為V

4、電勢是標(biāo)量，但有正負5、電勢具有相對性電勢是相對于零勢能參考點的，一般選取無窮遠電勢為0，實際應(yīng)用中常取大地電勢為02024/8/22第17頁（共24頁）例2、關(guān)于公式可知：（）A、電場中某點的電勢，與放在該點電荷具有的電勢能成正比B、電場中某點的電勢，與放在該點電荷的電荷量成反比C、電場中某點的電勢，與該點是否有電荷，電荷的正負及電荷量的大小無關(guān)D、放入電場中某點的點電荷不同，電勢能也不同，但電勢能與電荷量的比值保持不變CD2024/8/22第18頁（共24頁）例3：如果把q=1.0×10-8C的電荷從無窮遠處移至電場中的A點，需克服電場力做功W=1.2×10-4J.那么⑴q在A點的電勢能和在A點的電勢各是多少？⑵q未移入電場前A點的電勢是多少？2024/8/22第19頁（共24頁）沿電場線(場強)方向電勢越來越低即電場線指向電勢降低的方向ABE電荷由A點運動的B點正電荷負電荷電場力做功電勢能變化電勢變化減少減少如何比較電勢的高低正功減少負功增大2024/8/22第20頁（共24頁）例4：如圖所示，電場中有A、B兩點，則下列說法中正確的是（）A、電勢ψA>ψB

場強EA>EBB、電勢ψA>ψB

場強EA<EBC、將+q由A點移到B點，電場力做正功D、將-q分別放在A、B兩點時具有電勢能EpA>EpBABEBC2024/8/22第21頁（共24頁）1、定義：電場中電勢相同的各點構(gòu)成的面，叫做等勢面。與等高線類比（1）在同一等勢面上的任意兩點間移動電荷，電場力不做功（2）電場線跟等勢面垂直，且由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面（3）等勢面密處場強大、電場線密，等勢面疏處場強小、電場線疏

（4）不同等勢面在空間不相交、不相切2、等勢面的特點：四、等勢面2024/8/22第22頁（共24頁）3、幾種帶電體周