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人教版高中物理选修3-1《静电场》电势能和电势课件
a
B.带电粒子在a、b两点的受力方向
b
C.带电粒子在a、b两点的速度何处较大
D.带电粒子在a、b两点的电势能何处较大
一、如何比较电荷电势能的大小呢?
根据电场力做功的正负判断: 电场力做正功,电势能减少; 电场力做负功,电势能增加。
二、如何判断电势的高低呢?
沿着电场线的方向,电势逐渐降低。
例4. 如图所示,在同一条电场线上有A . B
.C 三点,将 q=-6×10 -6C的点电荷由A点移动
到B点,电场力做什么功?做多少功?电势能变
化了多少?在将该电荷由B点移到C点,电场力 做什么功A?做多少功?电C势能变B化了多少?
A 5V
C 2V
B 0
1、定义:电场中电势相同的各点构成的面,叫做等势面。 2、几种常见的等势面
(对于非匀强电场也适用)
一、静电力做功的特点
与电荷的始、末位置有关,与电 荷经过的路径无关。
做功的过程是一个
能量转化的过程,
那么电场力做功的
过程是什么能转化
为什么能呢?
+
A
B
如图所示,在 一个正电荷Q形 成的电场中,将 +q从A点由静止 释放,只在电场 力的作用下,该 电荷怎么运动? 电场力做正功还 是负功?点电荷 +q的动能怎么变?
5、重电力势势能能是是电物荷体和和电地场球所所共共有有的的,,具有系统 性 6、具电有势系能统是性标量,负值说明该点的电势能 小于零。
由此可见,电场力做功与重力做功,电势能 与重力势能都很相似,所以大家在学习电势 能过程中应该多联系重力做功与重力势能的
比较同一电荷在A、B两点的电势能的大小
+ A+
⑴电场方向由A→B还是B→A? ⑵电荷在哪点时电势能大?大多少? (3)如果取A B点为零势能B 点,A点的电势 能是多少?
讨论电势能与电荷的比值? 取O点的电势能为零, 则:
EPA = q E L COSθ
A+
E
L
θO
EPA ELCOS θ q
三. 电势
1. 定义: 电荷在电场中某一点的电势能与
它的电荷量的比值
2. 公式: EqP(计算时各量都带正负号)
3. 单位: 伏特 符号为V 1 V = 1 J/C
4. 标量:负值表示该点电势比零低
5. 相对性:一般选地面或无穷远电势为零
6. 电势的固有性:
电场中某点的电势的大小是由电场本 身的性质决定的,与放不放电荷及放什么 电荷无关。
例3. 将一电量为 q 2106 c 的点电
荷从零电4势点10P5移J 至电场中某点A, 电场
力做 功
,求A点的电势.
解:
从P A,电场力做的功 W 0E PA
EPA W 4 10 5 J
A
EPA q
4 10 5 2 10 6
V
20V
若从零电势点P移至电场中某点B, 电场力
做 功 4
,求B点的电势.
7. 沿着电场线的方向,电势逐渐降低。
电重场力力做做多多少少功功,,重电力荷势电势能能就就变变化化多多少少。。
2、电场力对电荷了多少做正(负)功,电荷的 电势能减小(增加)多少。
WAB EPA EPB
3重、力电势势能是是相相对对的的,,与与零零电势势能面面有有关关
通常规定无限远处或大地表面上电势能为零。
4、电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该 处移动到零势能位置所做的功
+B
-
-A
-B
例2.右图中MN为电场中某一条电场线方
向向右,在线取C两点a、b 今将一电荷+q
从a移到b则( ) A.电场力做正功,+q的电势能增加; B.电场力做负功,+q的电势能增加; C.电场力做正功,+q的电势能减少; D.电场力做负功,+q的电势能减少。
例2:A和B为电场中某条电场线上的 点,如图:将q=4×10-9的正电荷从A 点移到B点需克服电场力做功5 ×107J,则
电势能和电势
复习回顾
功是能量转化的量度!
1、功的计算: W F L cos 2、重力做功有什么特点?
(1)与路径无关,由初末位置的高度差来决定. (2)WGW 与G重力E势P能1 的E关P系2 .
(3)重力势能是相对的,有零势能面.(人为选定)
重力势能具有系统性
一、静电力做功的特点
正电荷q在电场 强度为E的匀强 电场中由A运动 到M电场力做功 吗?做了多少功?
+
E
-
3、等势面的特点: (1)在同一等势面上的任意两点间移动电荷,电场力不做功 (2)电场线总是与等势面垂直,且由电势较高的等势面指
向电势较低的等势面 (3)闭合, 不相交、不相切, (4)等差等势面密处场强大(电场线密) (5)沿电场线方向电势逐渐降低,且降低最快
(6)匀强电场中电势均匀变化。
B.W1 W2,1 2
c b
C.W1 W2,1 2 D.W1 W2,1 2
d
1 2 3
D
例7、孤立点电荷电场中的一簇等势面如图所示中虚线所示,
其电势分别为ψ1、ψ2、ψ3,A、B、C是某电场线与这簇等势
面的交点,且ab=ac.现将一负电荷由Ca移到b,电场力做正功
W1;再由b移至C,电场力做正功W2,则( )
q受力吗?多 大?
A
qF
M E
W=qE·|AM|
W F L cos
求试探电荷+q沿直线AB移动到B时电场 力做的功:
B
E
+q
A
F
M
W F cos • AB qE • AM
求试探电荷+q沿曲线由A移动到B时电场 力做的功:
B
E
+q
A
M
W qE • AM
结论: 在匀强电场中移动电荷时,静电力做的功 与电荷的起始位置和终止位置有关,但与 电荷经过的路径无关。
2 0 1 0
• 甲是等量异号电荷的电场线分布图,乙是等量同号点电荷 的电场线分布图。AOB是两点电荷的连线的垂直平分线, O是连线中点。
(1)在甲图中,把单位正试探电荷从O点沿OA移动到无限远 处,静电力是否做功?电势能是否变化?怎样变化? (2)在乙图中,把单位正试探电荷从O点沿OA移动到无限远 处,静电力是否做功?电势能是否变化?怎样变化?
A.W1=W2,ψ1<ψ2<ψ3
B.W1=W2,ψ1>ψ2>ψ3
C.W1>W2,ψ1>ψ2>ψ3
D.W1<W2,ψ1>ψ强电场中有a、b、c三点,位置关系如图 52-6所示,其中ab=√3 cm,bc=1cm已知电场 线与abc三点所在的平面平行,若将电量为-2×10- 8C的点电荷从a 移到b,电场力不做功,而把该电 荷从a移到c,电场力做功为1.8×10-7J
(1)画出通过 a、b、c
(2)求该匀强电场的电场强度
答案:9×102N/C
例9、如图所示,点电荷的静电场中电场线用实线表示,但其方
向未标明,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹。
a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受到电场力作用,
根据此图可作出正确判断的是(
)
BCD
A.带电粒子所带电荷的性质
二、电势能
1、电荷在电场中具有的与电荷位置 有电关场的力做能功,与叫电势电能势有什能么。关系?(联系重力
做功与重力势能的关系)
物电体荷被在举电高场具中有具重有力电势势能。能。
电重场力力对对物电体荷做做正正功功,,物电体荷的的重电力势势能能减减小小 重电力场对力物对体电做荷负做功负,功物,体电的荷重的力 电势能增大
例5、关于等势面,正确的说法是( CD ) A.电荷在等势面上移动时不受电场力作用,所以不做功 B.等势面上各点的场强大小相等 C.等势面一定跟电场线垂直 D.两等势面不能相交
例6、如图所示,三个等差等势面上有a、b、c、d四点,
若将一个正电荷由c经a移动到d电场力做正功W1,若由
cA经.Wb移1 动W到2, d电场1 力 做2正功W2,则: a