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1、1.4 1.4 电势能和电势电势能和电势白银九中白银九中 物理组物理组一个一个试探电荷试探电荷在在电场中电场中某点由静止释放某点由静止释放, ,将如何运动将如何运动? ?E 在电场力作用下在电场力作用下电荷做加速运动电荷做加速运动, ,一段时间后获一段时间后获得一定的得一定的速度速度, ,试探电荷的试探电荷的动能动能增加增加. .+F什么能转换为动能的呢什么能转换为动能的呢 试探正电荷试探正电荷q在电场强度在电场强度为为E的匀强电场中沿几条不同的匀强电场中沿几条不同路径从路径从A点移动到点移动到B点点,静电力静电力对电荷做功分别为多少对电荷做功分别为多少?甲甲EMW=F cos|AB|=q E
2、 |AM|AB|=q E |AM|A AB B沿沿 直直 线线ABqF甲甲EA AB B沿沿 折折 线线AMBMABA MW1=qE |AM|W2=0M B所以：全过程做功所以：全过程做功 W=W1+W2=q E|AM|qFqFENAB乙乙沿曲线沿曲线ANB呢呢?F用无数组跟静电力垂直和平行的折线来逼近用无数组跟静电力垂直和平行的折线来逼近ANBANBMW = q E|AM|由以上的推导我们发现了什么由以上的推导我们发现了什么?E乙乙静电力做功静电力做功与路径无关与路径无关, ,由由初末位置初末位置来决定来决定. .做功的过程是一个能量转做功的过程是一个能量转化的过程。化的过程。那么电场力做功
3、的过程那么电场力做功的过程是什么能转化为什么能是什么能转化为什么能呢？呢？与重力做功情况相似。与重力做功情况相似。21PPGEEW复习回顾复习回顾: :重力做功与重力势能的关系重力做功与重力势能的关系WG = EP1 - EP2 1. 重力做正功重力做正功,重力势能减少重力势能减少.2. 重力做负功重力做负功,即物体克服重力做功即物体克服重力做功, 重力势能增加重力势能增加.重力做的功等于重力势能的减少量重力做的功等于重力势能的减少量.ABE+vABE+v电荷在电场中也具有势能，这种势能叫电荷在电场中也具有势能，这种势能叫电势能电势能。电势能符号：电势能符号：EP 正电荷从正电荷从A A点移到
4、点移到B B点时点时, ,静电力做正功静电力做正功, ,电荷电荷的电势能减少的电势能减少. . 正电荷从正电荷从B B点移到点移到A A点时点时, ,静电力做负功静电力做负功, , 电荷电荷的电势能增加的电势能增加. .电场力对电荷做电场力对电荷做正功正功，电荷的电势能，电荷的电势能减小减小电场力对电荷做电场力对电荷做负功负功，电荷的电势能，电荷的电势能增大增大电场力做的功等于电势能的电场力做的功等于电势能的减少量减少量PBPAABEEW 通过以上分析通过以上分析: 电场力做的功只能决定电势能的变化量电场力做的功只能决定电势能的变化量,而不能决而不能决定电荷在电场中某点的电势能定电荷在电场中某
5、点的电势能.只有先把电场中某只有先把电场中某点的电势能规定为点的电势能规定为0,才能确定电荷在电场中其他点才能确定电荷在电场中其他点的电势能的电势能. 例如例如,当当EPB=0 EPA=WAB 电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功。零势能位置时静电力做的功。 通常把电荷在离场源电荷通常把电荷在离场源电荷无限远处无限远处的电势能规定的电势能规定为为零零，或把电荷在，或把电荷在大地表面大地表面上电势能规定为上电势能规定为零零。PBPAABEEW电势能为电势能为负负表示电荷在该处的电势能比选取的表示电荷在该处的电势能比选取的势能零点
6、的电势能还要小势能零点的电势能还要小. .2 2、电势能是电荷和电场所共有的，具有、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性系统性1 1、电势能是、电势能是相对相对的，与零电势能面有关的，与零电势能面有关3 3、电势能是、电势能是标量标量阅读阅读P17教材内容教材内容 例例1. 如图如图,在场强在场强 的匀强电场的匀强电场中中,点电荷点电荷q=+1c从从A移动到移动到B,AB相距相距L=1m,电场力做功为多少电场力做功为多少?电势能如何变化电势能如何变化?CNE310E即电势能减少即电势能减少J310q qFABJqELWAB310取取O点的电势能为零点的电势能为零, 则则:EPA = q E
7、L COSELcosqEPA讨论电势能与电荷的比值讨论电势能与电荷的比值?ALOE+该比值是一个与该比值是一个与q q无关，仅与无关，仅与电场及电场及A A点的位置有关的量。点的位置有关的量。qEP1 1、定义：、定义： 电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的的比值，叫做这一点的电势电势。2 2、定义式：、定义式：（E EP P及及q q含符号）含符号）qEP电势能电势能重力势能重力势能mghEP电势电势重力势重力势gh3 3、单位：、单位：，符号为，符号为 4 4、电势只有大小，没有方向，是、电势只有大小，没有方向，是标量标量5 5、
8、电势具有相对性、电势具有相对性, ,电场中某点的电势是电场中某点的电势是定值定值. .电势是相对于零势能参考点的，电势是相对于零势能参考点的，一般选取无穷远电势为一般选取无穷远电势为0 0，实际应用中常取大地电势为，实际应用中常取大地电势为0 01.沿着电场线方向沿着电场线方向,电势将怎样变化电势将怎样变化? 2.如何确定电场中某点的电势如何确定电场中某点的电势?3.电势为负数时电势为负数时,负号表示方向吗负号表示方向吗?阅读阅读P18教材内容教材内容沿着电场线方向沿着电场线方向,电势逐渐降低电势逐渐降低1 1、定义：、定义：电场中电势相同的各点构成的面，叫做电场中电势相同的各点构成的面，叫做
9、等势面等势面。与与等高线等高线类比类比（1 1）在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功）在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功. .（2 2）电场线跟等势面垂直，且由电势较高的等势面指向电）电场线跟等势面垂直，且由电势较高的等势面指向电势势 较低的等势面较低的等势面 . .（3 3）等势面密处场强大、电场线密，等势面疏处场强小、电）等势面密处场强大、电场线密，等势面疏处场强小、电 场线疏场线疏 . .（4 4）不同等势面在空间不相交）不同等势面在空间不相交. .2 2、等势面的特点：、等势面的特点：类比地理等高线类比地理等高线等势面越密集的地方，等势面越密集的地方，电场强度
10、越大。电场强度越大。1.1.关于等势面，正确的说法是（关于等势面，正确的说法是（ ）A A电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功B B等势面上各点的场强大小相等等势面上各点的场强大小相等C C等势面一定跟电场线垂直等势面一定跟电场线垂直D D两等势面不能相交两等势面不能相交CDCD2.2.孤立点电荷电场中的一簇等势面如图所示中虚线所孤立点电荷电场中的一簇等势面如图所示中虚线所示，其电势分别为示，其电势分别为1 1、2 2、3 3，A A、B B、C C是某电场是某电场线与这簇等势面的交点，且线与这簇等势面的交点，且abab= =bcbc.
11、.现将一正电荷由现将一正电荷由a a移到移到b b，电场力做正功电场力做正功W W1 1；再由再由b b移至移至C C，电场力做正功电场力做正功W W2 2, ,则则（ ）A.WA.W1 1=W=W2 2，1 12 23 3B.WB.W1 1=W=W2 2，1 12 23 3C.WC.W1 1W W2 2，1 12 23 3D.WD.W1 1W W2 2，1 12 23 3C C1 12 23 33.3.有一电荷量有一电荷量 的点电荷的点电荷, ,从电场中的从电场中的A A点移点移到到B B点时点时, ,克服静电力做功克服静电力做功 , ,从从B B点移到点移到C C点时静电点时静电力做功力做功 . .问问 (1)(1)以以B B为零势能点为零势能点, ,电荷在电荷在A A点的电势能点的电势能E EPA1PA1是多少是多少? ?(2)(2)如果如果C C为零势能点为零势能点, ,电荷在电荷在A A点的电势能点的电势能 E EPA2 PA2 是多少是多少? ? cq6103J4106J4109作业思考与练习P19 2、3、5、7