1-4-電勢(shì)能-電勢(shì)與電勢(shì)差課件

4、電勢(shì)能電勢(shì)與電勢(shì)差1.點(diǎn)電荷+q在電場(chǎng)中由靜止釋放,將如何運(yùn)動(dòng)?EF+qAB2.能否從能量的角度討論動(dòng)能的增加?電荷做勻加速運(yùn)動(dòng),一段時(shí)間后獲得一定的速度,試探電荷的動(dòng)能增加.M一、靜電力做功有什么特點(diǎn)?EW=F·|AB|

cosθ=qE·|AM|1.將電荷q從A沿直線移至B:AB?+q+qFM?EAB2.將電荷q從A沿折線移至B:對(duì)AM:W1=qE·|AM|對(duì)MB:W2=0對(duì)全程:W=W1+W2=qE·|AM|+qF+qF3.將電荷q從A沿曲線移至B:M?EAB+qFEAB+qF+qF+qF+qFW=W1+W2+W3+…

=qE·|AM|W1=qE·x1W2=qE·x2W3=qE·x3…………Mx1+x2+x3+…=?X1x24.將電荷q從A沿其它曲線移至B，靜電力做功？5.如果移動(dòng)負(fù)電荷，1—4結(jié)論又如何？M?EABqF－B+MAF?q+6.靜電力做功有什么特點(diǎn)？

在勻強(qiáng)電場(chǎng)中移動(dòng)電荷時(shí),靜電力做的功與電荷經(jīng)過(guò)的路徑無(wú)關(guān),與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)，與電荷量有關(guān)。7.結(jié)論適用于任何靜電場(chǎng)!

將+q由A移到B的過(guò)程電場(chǎng)力對(duì)電荷做功為：將-q由A移到B的過(guò)程，電場(chǎng)力對(duì)電荷做功為：dAB+qELθ做功的過(guò)程是一個(gè)能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，那么電場(chǎng)力做功的過(guò)程是什么能轉(zhuǎn)化為什么能呢？h回顧重力做功的特點(diǎn)是什么?ABCmg

mg

mg

1.在這三次情況下重力做功關(guān)系？2.WG

=mgh3.重力勢(shì)能的概念EP

=mgh因?yàn)橹亓ψ龉εc路徑無(wú)關(guān)，只與初末位置的高度差有關(guān)，所以可以引入重力勢(shì)能的概念。同理，因?yàn)殡妶?chǎng)力做功只與初末位置有關(guān)，也可以引入電勢(shì)能的概念。二、電勢(shì)能電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能有什么關(guān)系？（聯(lián)系重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系）電荷在電場(chǎng)中具有的與電荷位置有關(guān)的能，叫電勢(shì)能。物體被舉高具有重力勢(shì)能。1、電荷在電場(chǎng)中具有電勢(shì)能。重力對(duì)物體做正功，物體的重力勢(shì)能減小

2、電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功，電荷的電勢(shì)能減小重力對(duì)物體做負(fù)功，物體的重力勢(shì)能增大

3、電場(chǎng)力對(duì)電荷做負(fù)功，電荷的電勢(shì)能增大因?yàn)樵陔妶?chǎng)中移動(dòng)電荷時(shí)靜電力做功與移動(dòng)路徑無(wú)關(guān),所以電荷在電場(chǎng)中有一種勢(shì)能(Ep)電場(chǎng)力做的功等于起點(diǎn)的電勢(shì)能與終點(diǎn)的電勢(shì)能之差，或者說(shuō)電場(chǎng)力做的功等于電勢(shì)能變量的負(fù)值。重力做多少功，物體重力勢(shì)能就變化多少。

4、電場(chǎng)力做多少功，電荷電勢(shì)能就變化多少。重力勢(shì)能是相對(duì)的，與零勢(shì)能面有關(guān)5、電勢(shì)能是相對(duì)的，與零電勢(shì)能面有關(guān)通常把電荷在離場(chǎng)源電荷無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)能規(guī)定為零，或把電荷在大地表面上電勢(shì)能規(guī)定為零。電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能，等于靜電力把它從該處移動(dòng)到零勢(shì)能位置所做的功重力勢(shì)能是物體和地球所共有的，具有系統(tǒng)性6、電勢(shì)能是電荷和電場(chǎng)所共有的，具有系統(tǒng)性7、電勢(shì)能是標(biāo)量由此可見(jiàn)，電場(chǎng)力做功與重力做功、電勢(shì)能與重力勢(shì)能都很相似，所以大家在學(xué)習(xí)電勢(shì)能過(guò)程中應(yīng)該多聯(lián)系重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系幫助理解電勢(shì)能。討論:下列電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí),靜電力做什么功?電荷的電勢(shì)能如何變化?EABAB+若在電場(chǎng)中移動(dòng)的是負(fù)電荷呢?FF+E--FF盡管重力做功與電場(chǎng)力做功很相似，

但還是存在很大差異正電荷順電場(chǎng)線移動(dòng)，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少負(fù)電荷順電場(chǎng)線移動(dòng)，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加正電荷逆電場(chǎng)線移動(dòng)，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加負(fù)電荷逆電場(chǎng)線移動(dòng)，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少—存在兩種電荷

例1.如圖,在場(chǎng)強(qiáng)的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,點(diǎn)電E荷q=+1c從A移動(dòng)到B,AB相距L=1m,靜電力做功為多少?電勢(shì)能如何變化?若規(guī)定EPA=0,則EPB=?ABFq+如規(guī)定EPB=0,則EPA=?重力勢(shì)能和電勢(shì)能類比

重力場(chǎng)中，重力：地球和物體之間存在的吸引力電場(chǎng)中，電場(chǎng)力：電荷之間的作用力有重力就有重力勢(shì)能Ep=mgh有電場(chǎng)力就有相應(yīng)的能，叫電勢(shì)能EPEp由物體和地面間的相對(duì)位置決定EP由電荷間的相對(duì)位置決定電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能就減少電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能就增加電場(chǎng)力作功，電勢(shì)能改變重力做功，重力勢(shì)能改變重力做正功，重力勢(shì)能就減少重力做負(fù)功，重力勢(shì)能就增加W重=EP1-EP2W電=EPA-EPB如圖所示，點(diǎn)電荷的靜電場(chǎng)中電場(chǎng)線用實(shí)線表示，但其方向未標(biāo)明，虛線是某一帶電粒子通過(guò)該電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡。a、b是軌跡上的兩點(diǎn)。若帶電粒子在運(yùn)動(dòng)中只受到電場(chǎng)力作用，根據(jù)此圖可作出正確判斷的是()A.帶電粒子所帶電荷的性質(zhì)B.帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的受力方向C.帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的速度何處較大D.帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)能何處較大BCDab課堂小練EPA

=qELCOSθ討論:2.若取B點(diǎn)的電勢(shì)能為零,則電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能為多少?1.若在AB兩點(diǎn)間移動(dòng)正電荷q，請(qǐng)討論電荷電勢(shì)能的變化M?EABL3.正點(diǎn)電荷的電量為2q、3q、…則電荷A點(diǎn)的電勢(shì)能為多少?+qF2qELCOSθ3qELCOSθ討論:M?EABL4.分析EPA/qEPA/q

=ELCOSθ+qFEPA/q一定,與q無(wú)關(guān).若在AB兩點(diǎn)間移動(dòng)負(fù)電荷，重復(fù)上面的討論也就是說(shuō)，比值EpA/q的大小與試探電荷的正負(fù)及電量q均無(wú)關(guān)，只與電場(chǎng)中該點(diǎn)在電場(chǎng)中的位置有關(guān)，故其可衡量電場(chǎng)的性質(zhì)。

電場(chǎng)的力的性質(zhì)我們必須用場(chǎng)強(qiáng)E來(lái)描述，那么電場(chǎng)的能的性質(zhì)我們又應(yīng)該用什么物理量來(lái)描述呢？能否用“電勢(shì)能”呢？

電場(chǎng)的能的性質(zhì)也是電場(chǎng)本身的一種屬性，它只能由場(chǎng)源本身所決定，而與電場(chǎng)中有無(wú)放入試探電荷無(wú)關(guān)。而電勢(shì)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(chǎng)力就越大，具有的做功本領(lǐng)大，電勢(shì)能也就大），故不能用“電勢(shì)能”來(lái)描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)，我們引入一個(gè)新的物理量——“電勢(shì)”來(lái)表示它。電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與1V=1J/C三、電勢(shì)1.定義:它的電荷量的比值，叫做這一點(diǎn)的電勢(shì)。2.公式:3.單位:伏特(V)(計(jì)算時(shí)要代入正負(fù)號(hào))4.對(duì)電勢(shì)的理解

（1）電勢(shì)的相對(duì)性：某點(diǎn)電勢(shì)的大小是相對(duì)于零點(diǎn)電勢(shì)而言的。確定電勢(shì),應(yīng)先規(guī)定電場(chǎng)中某處的電勢(shì)為零。零電勢(shì)的選擇是任意的，(通常規(guī)定離場(chǎng)源電荷無(wú)限遠(yuǎn)處或大地的電勢(shì)為零.)例2.將一電量為的點(diǎn)電荷從電場(chǎng)外無(wú)窮遠(yuǎn)處一點(diǎn)P移至電場(chǎng)中某點(diǎn)A,電場(chǎng)力做功,求A點(diǎn)的電勢(shì).解:設(shè)場(chǎng)外一點(diǎn)P的電勢(shì)為從PA,電場(chǎng)力做的功PAEW0-=注意:1、計(jì)算電勢(shì)首先要規(guī)定零電勢(shì)處,

2、電勢(shì)可以為負(fù).(2)電勢(shì)的固有性：電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)的大小是由電場(chǎng)本身的性質(zhì)決定的，與放不放電荷及放什么電荷無(wú)關(guān)。例3.試探電荷q1放在電場(chǎng)中的A點(diǎn),電勢(shì)能為Ep(規(guī)定無(wú)限遠(yuǎn)處電勢(shì)能為零),A點(diǎn)的電勢(shì)為_(kāi)_______,若把試探電荷q1換成試探電荷

q2放在電場(chǎng)中的A點(diǎn),A點(diǎn)的電勢(shì)為_(kāi)__________(仍規(guī)定無(wú)限遠(yuǎn)處電勢(shì)能為零).Ep/q1Ep/q1(3)電勢(shì)是標(biāo)量有正負(fù),數(shù)值取決于零電勢(shì)的選取.

(負(fù)電勢(shì)，表示該處的電勢(shì)比零電勢(shì)處電勢(shì)低.)(4)計(jì)算時(shí)EP,q,都帶正負(fù)號(hào)。5、沿著電場(chǎng)線方向,電勢(shì)將怎樣變化?

AB沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低A

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B6、正電荷的電場(chǎng)中電勢(shì)為正，負(fù)電荷的電場(chǎng)中電勢(shì)為負(fù)。7、電勢(shì)是標(biāo)量，在規(guī)定了零電勢(shì)后，電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)可能是正值，也可能是負(fù)值。正值表示該點(diǎn)電勢(shì)比零高，負(fù)值表示該點(diǎn)電勢(shì)比零低。高度和電勢(shì)

重力場(chǎng)中，同一物體在不同位置，Ep不同。電場(chǎng)中，同一電荷在電場(chǎng)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(duì)位置有關(guān)EP/q叫做電勢(shì)，只與相對(duì)位置有關(guān)

如圖所示，電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn)，則下列說(shuō)法中正確的是（）A、電勢(shì)ψA

>ψB

場(chǎng)強(qiáng)EA>EBB、電勢(shì)ψA

>ψB

場(chǎng)強(qiáng)EA<EBC、將+q由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功D、將-q分別放在A、B兩點(diǎn)時(shí)具有電勢(shì)能EpA>EpB課堂小練ABEBC四、電勢(shì)差與電勢(shì)的關(guān)系1、電勢(shì)差：電場(chǎng)中兩點(diǎn)間電勢(shì)的差值叫電勢(shì)差，也叫電壓。則有或者表示成顯然設(shè)電場(chǎng)中A點(diǎn)的電勢(shì)為，B點(diǎn)的電勢(shì)為思考（1）電勢(shì)差可以是正值也可以是負(fù)值，電勢(shì)差的正負(fù)表示什么意義？（2）電勢(shì)的數(shù)值與零電勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān)，電勢(shì)差的數(shù)值與零電勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān)嗎？表示兩點(diǎn)電勢(shì)高低無(wú)關(guān)2、靜電力做功與電勢(shì)差的關(guān)系電荷q從電場(chǎng)中A點(diǎn)移到B點(diǎn)，即或思考1、UAB由什么決定？跟WAB、q有關(guān)嗎？2、WAB跟q、UAB有關(guān)嗎？由電場(chǎng)本身的因素決定與WAB、q無(wú)關(guān)跟q、UAB都有關(guān)

應(yīng)用公式,時(shí)應(yīng)注意各物理量都有符號(hào)計(jì)算時(shí)可代入符號(hào)進(jìn)行運(yùn)算,結(jié)果的正負(fù)就說(shuō)明所求物理量的大小高低和正負(fù),也可將各物理量均取絕對(duì)值代入,然后再由題意分析判斷兩點(diǎn)間的電勢(shì)高低關(guān)系或其他問(wèn)題.EE地理上，等高線表示地勢(shì)的高低。在電場(chǎng)中常用等勢(shì)面來(lái)表示電勢(shì)的高低。電場(chǎng)中電勢(shì)相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢(shì)面五、等勢(shì)面等勢(shì)面等勢(shì)面的特點(diǎn)：1、等勢(shì)面一定跟電場(chǎng)線垂直，在同一等勢(shì)面上的任意兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力不做功；2、電場(chǎng)線總是從電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面，任意兩個(gè)等勢(shì)面都不會(huì)相交；3、等差等勢(shì)面越密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越大。等勢(shì)面幾種典型電場(chǎng)的等勢(shì)面：1、點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的等勢(shì)面：以點(diǎn)電荷為球心的一簇球面等勢(shì)面2、等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的等勢(shì)面：兩簇對(duì)稱曲面等勢(shì)面3、等量同種點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的等勢(shì)面：兩簇對(duì)稱曲面等勢(shì)面5、勻強(qiáng)電場(chǎng)中的等勢(shì)面：垂直于電場(chǎng)線的一簇平面4、形狀不規(guī)則的帶電導(dǎo)體附近的電場(chǎng)線及等勢(shì)面如圖，虛線a、b、c是某靜電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，它們的電勢(shì)a最高，c最低，一帶正電的粒子射入電場(chǎng)中，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖實(shí)線KLMN所示，由圖可知（）粒子從K到L的過(guò)程中，

電場(chǎng)力做負(fù)功粒子從L到M的過(guò)程中，

電場(chǎng)力做負(fù)功粒子從K到L的過(guò)程中，

電勢(shì)能增加粒子從L到N的過(guò)程