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1、第四节 电势能本讲稿第一页，共十六页学习目标学习目标1、知道电场力做功的特点，掌握电场、知道电场力做功的特点，掌握电场力做功与电势能变化的关系。力做功与电势能变化的关系。2、知道电势能、电势的概念及相互之、知道电势能、电势的概念及相互之间的关系。间的关系。3、能说出等势面的概念及其与电场线的、能说出等势面的概念及其与电场线的关系。关系。本讲稿第二页，共十六页自学提纲自学提纲1、与重力做功相类比，推导电场力做功、与重力做功相类比，推导电场力做功 的特点。的特点。2、仿照重力势能与重力做功的关系，推、仿照重力势能与重力做功的关系，推 导一下导一下电势能与电场力做功的关系电势能与电场力做功的关系。3
2、、怎样确定某点的电势能的数值？、怎样确定某点的电势能的数值？4、电势的定义是怎样的？、电势的定义是怎样的？电势的变化与电势的变化与 电场线的关系是怎样的电场线的关系是怎样的？5、等势面的定义是什么？、等势面的定义是什么？等势面与电场线等势面与电场线 的关系是怎样的的关系是怎样的？有什么性质？有什么性质？本讲稿第三页，共十六页1.4 电势能和电势电势能和电势推导：推导：请与重力做功相类比推导静电力做功的特点请与重力做功相类比推导静电力做功的特点ACBDLmg重力做功重力做功ACBDLqE电场力做功电场力做功一、静电力做功的特点：一、静电力做功的特点：本讲稿第四页，共十六页1.4 电势能和电势电势
3、能和电势特点特点 与路径无关，只与初末位置有关与路径无关，只与初末位置有关 在任何电场中都成立在任何电场中都成立 本讲稿第五页，共十六页二、电势能二、电势能 1、定义：、定义：我们知道，由于重力做的功与运动的路径我们知道，由于重力做的功与运动的路径无关，我们引入了重力势能的概念。无关，我们引入了重力势能的概念。同样，由于静电力做功与运动的路径也是同样，由于静电力做功与运动的路径也是无关的，于是我们也引入一个势能的概念，无关的，于是我们也引入一个势能的概念，叫做叫做电势能。电势能。用用 表示。表示。1.4 电势能和电势电势能和电势本讲稿第六页，共十六页2、静电力做功与电势能的关系：、静电力做功与
4、电势能的关系：（1）重力做功与重力势能的关系：）重力做功与重力势能的关系：重力做正功时，重力势能减小。重力做正功时，重力势能减小。重力做负功时，重力势能增大。重力做负功时，重力势能增大。（2）静电力（电场力）做功与电势能的关系：）静电力（电场力）做功与电势能的关系：静电力做正功时，电势能减小。静电力做正功时，电势能减小。静电力做负功时，电势能增大。静电力做负功时，电势能增大。本讲稿第七页，共十六页LABE（1）当为正电荷时：）当为正电荷时：由由A到到B静电力做正功，静电力做正功，电荷的电势能减小。电荷的电势能减小。（2）当为负电荷时：）当为负电荷时：由由A到到B静电力做负功，静电力做负功，电荷
5、的电势能增大。电荷的电势能增大。LABEFF 分别看一看，在电场中移动电荷的过程中，分别看一看，在电场中移动电荷的过程中，电荷的电势能是怎样变化的：电荷的电势能是怎样变化的：本讲稿第八页，共十六页3、电势能特点、电势能特点 电势能具有电势能具有相对性相对性，零势能面可以任意选取，零势能面可以任意选取，通通 常选取大地或无穷远处电势为零常选取大地或无穷远处电势为零。选定零电势能的位置以后，选定零电势能的位置以后，某点的电势能等于静某点的电势能等于静电力把它从该点移到零势能位置时所做的功电力把它从该点移到零势能位置时所做的功。电荷在电场中某点的电荷在电场中某点的电势能大小与零势能电势能大小与零势能
6、 面的面的 选取有关选取有关，但电荷在某两点之间的，但电荷在某两点之间的电势能之差与零势电势能之差与零势能面的选取无关能面的选取无关。电势能是对放入电场中的电势能是对放入电场中的电荷电荷而言的，不同的而言的，不同的 电荷在同一位置可能具有不同的电势能。电荷在同一位置可能具有不同的电势能。本讲稿第九页，共十六页练习练习1：下列说法正确的是（下列说法正确的是（）A、无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，、无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，电场力做的正功越多，电荷在该点的电势能就越大。电场力做的正功越多，电荷在该点的电势能就越大。B、无论是正电荷还是负电荷，从电场中某
7、点移到无穷远处时，、无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，电场力做的正功越少，电荷在该点的电势能就越大。电场力做的正功越少，电荷在该点的电势能就越大。C、无论是正电荷还是负电荷，从无穷远处移到电场中的某、无论是正电荷还是负电荷，从无穷远处移到电场中的某点时，克服电场力做功越多，电荷在该点的电势能越大。点时，克服电场力做功越多，电荷在该点的电势能越大。D、无论是正电荷还是负电荷，从无穷远处移到电场中某、无论是正电荷还是负电荷，从无穷远处移到电场中某点时，电场力做功越多，电荷在该点的电势能越大。点时，电场力做功越多，电荷在该点的电势能越大。ACAC本讲稿第十页，共十六页三、电势：三、
8、电势：1、定义：、定义：电荷在电场中的电势能与电量的比电荷在电场中的电势能与电量的比值叫做电势。值叫做电势。2、定义式：、定义式：3、说明：、说明：（1）单位：伏特；）单位：伏特；V（2）是标量）是标量,只有大小，没有方向；正、负表示小。只有大小，没有方向；正、负表示小。（3）电势是由电场本身决定的，与放入该点的电）电势是由电场本身决定的，与放入该点的电 荷无关。荷无关。（4）电势具有相对性，通常选取无穷远或大地）电势具有相对性，通常选取无穷远或大地 电势为零。电势为零。本讲稿第十一页，共十六页4、电势与电场线的关系、电势与电场线的关系 沿电场线方向电势越来越低沿电场线方向电势越来越低 ABE
9、练习练习2：如图所示，电场中有如图所示，电场中有A、B两点，则下列说法正确的是（两点，则下列说法正确的是（）C、将、将+q从从A点移到点移到B点，电场力做正功。点，电场力做正功。D、将、将-q分别放在分别放在A、B两点时具有电势能两点时具有电势能BCBC1.4 电势能和电势电势能和电势本讲稿第十二页，共十六页四、等势面：四、等势面：1、定义：、定义：电势相同的各点构成的面叫等势面。电势相同的各点构成的面叫等势面。2、几种常见的带电体的等势面、几种常见的带电体的等势面点电荷的等势面点电荷的等势面等量异种点电荷的等势面等量异种点电荷的等势面本讲稿第十三页，共十六页本讲稿第十四页，共十六页3、等势面
10、的特点：、等势面的特点：（1）在同一等势面上，任意两点间的电势之差为零，）在同一等势面上，任意两点间的电势之差为零，所以在同一等势面上移动电荷时静电力不做功。所以在同一等势面上移动电荷时静电力不做功。（2）电场线与等势面相互垂直（证明）。）电场线与等势面相互垂直（证明）。（5）等势面不会相交（证明）。）等势面不会相交（证明）。（3）电场线总是有高电势指向低电势。）电场线总是有高电势指向低电势。（4）电场线越密的地方等势面越密。）电场线越密的地方等势面越密。本讲稿第十五页，共十六页五、总结：五、总结：1、电势高低的判断：、电势高低的判断：电场线指向电势降低的方向电场线指向电势降低的方向2、电荷电势能的变化与电势变化的关系：、电荷电势能的变化与电势变化的关系：正电荷电势能电势增大增大增大增大减小减小减小减小负电荷电势能电势增大增大减小减小减小减小增大增大本讲稿第十六页，共十六页