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1、10.1 10.1 电势能和电势电势能和电势重力做功与路径无关重力做功与路径无关问：问：重力做功有什么特点？重力做功有什么特点？一、电势能一、电势能E Eq qF F 重力做正功重力做正功,重力势能减少；重力势能减少；重力做负功重力做负功,重力势能增加；重力势能增加；2.2.静电力做正功静电力做正功,电势能减少；电势能减少；静电力做负功静电力做负功,电势能增加；电势能增加；A AB B1 12 2mgmg问：静电力做功有什么特点？问：静电力做功有什么特点？甲甲E EM MB BA Aq qF F+q由由A A到到B B，静电力做功：，静电力做功：+q由由A A到到M M再到再到B B，静电力做
2、功：，静电力做功：乙乙E EM M结论：静电力做功与路径无关。结论：静电力做功与路径无关。适用范围：所有电场适用范围：所有电场重力做功与静电力做功特点相同重力做功与静电力做功特点相同一、电势能一、电势能重力做功等于重力势能的减少量重力做功等于重力势能的减少量A AB Bmgmg（初（初-末）末）3.3.静电力做功等于电势能的减少量静电力做功等于电势能的减少量类比法学习类比法学习E EB BA Aq q（初（初-末）末）重力势能为零的点可以任意选择的，重力势能为零的点可以任意选择的，一般选地面。一般选地面。4.4.电势能为零的点可以任意选择，电势能为零的点可以任意选择，一般规定无限远处电势能为零
3、。一般规定无限远处电势能为零。一、电势能一、电势能类比法学习类比法学习E EO OA Aq q规定电荷在规定电荷在O O点电势能为零，将点电势能为零，将电荷电荷+q+q由由A A移到移到O O，则有，则有5.5.电荷在某点的电势能等于把它从这点移动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。到零势能位置时静电力做的功。6.6.电势能具有相对性，大小与零势能位置的电势能具有相对性，大小与零势能位置的 选择有关。选择有关。一、电势能一、电势能(O(O点电势能为零点电势能为零)类比法学习类比法学习（1 1）将电荷）将电荷+q由由A移到移到O，则有，则有E EO OA Aq qF
4、 FE EO OA A-q-qF F规定电荷在规定电荷在O点电势能为零点电势能为零+q在在A点的电势能点的电势能:（2 2）将电荷）将电荷-q由由A移到移到O，则有，则有-q在在A点的电势能点的电势能:7.7.电势能是标量，有正负，但没有方向。电势能是标量，有正负，但没有方向。一、电势能一、电势能类比法学习类比法学习3.3.电荷在某点的电势能等于把它从这点移动到零势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。能位置时静电力做的功。1.1.静电力做正功电势能减少，做负功电势能增加；静电力做正功电势能减少，做负功电势能增加；2.2.静电力做的功等于电势能的减少量静电力做的功等
5、于电势能的减少量（初（初-末）末）4.4.电势能为零的点可以任意选择的，一般规定无限远电势能为零的点可以任意选择的，一般规定无限远 处电势能为零，电势能的大小与零电势能点有关。处电势能为零，电势能的大小与零电势能点有关。5.5.电势能是标量，有正负，但没有方向。电势能是标量，有正负，但没有方向。一、电势能一、电势能(O(O点电势能为零点电势能为零)二、电势二、电势类比法学习类比法学习（1 1）将电荷）将电荷+q由由A移到移到O，则有，则有E EO OA Aq qF FE EO OA A-q-qF F规定电荷在规定电荷在O点电势能为零，点电势能为零，AO距离为距离为d（2 2）将电荷）将电荷-q
6、由由A移到移到O，则有，则有比值只与电场及场中两点位置有关，与试探电荷无关。比值只与电场及场中两点位置有关，与试探电荷无关。二、电势二、电势电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。电荷量的比值，叫做这一点的电势。2.2.公式公式:3.3.单位单位:伏特伏特 符号为符号为V V1 V=1 J/C1 V=1 J/C1.1.定义定义:带正负号计算带正负号计算5.5.电势是标量，有正负，但没有方向。电势是标量，有正负，但没有方向。6.6.电势为零的点可以任意选择的，一般规定无限电势为零的点可以任意选择的，一般规定无限 远处电势为零，电势的大小与零
7、电势点有关。远处电势为零，电势的大小与零电势点有关。4.4.只由电场本身性质决定，与试探电荷无关。只由电场本身性质决定，与试探电荷无关。类比法学习类比法学习E EO OA Aq q将电荷将电荷+q由由A移到移到O，则有，则有A A点电势：点电势：F F规定规定O点电势为零点电势为零B B7.7.沿着电场线方向电势逐渐降低。沿着电场线方向电势逐渐降低。二、电势二、电势二、电势二、电势电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。电荷量的比值，叫做这一点的电势。2.2.公式公式:3.3.单位单位:伏特伏特 符号为符号为V V1 V=1 J/C1 V
8、=1 J/C1.1.定义定义:带正负号计算带正负号计算5.5.标量，正负表示大小，没有方向。标量，正负表示大小，没有方向。6.6.电势为零的点可以任意选择的，一般规定无限电势为零的点可以任意选择的，一般规定无限 远处电势为零，电势的大小与零电势点有关。远处电势为零，电势的大小与零电势点有关。4.4.只由电场本身性质决定，与试探电荷无关。只由电场本身性质决定，与试探电荷无关。7.7.沿着电场线方向电势逐渐降低。沿着电场线方向电势逐渐降低。三、等势面三、等势面1.1.电场中电势相同的点构成的面叫等势面。电场中电势相同的点构成的面叫等势面。（1 1）在同一等势面上移动电荷时静电力不做功；）在同一等势
9、面上移动电荷时静电力不做功；（2 2）电场线与等势面垂直，并指向电势低的等势面。）电场线与等势面垂直，并指向电势低的等势面。将将q q由由A A移到移到B B，静电力做功：，静电力做功：A A、B B两点电势相同，则有：两点电势相同，则有：（3 3）等势面密的区域，场强大）等势面密的区域，场强大2.2.常见等势面常见等势面三、等势面三、等势面无限远处电势为零无限远处电势为零正点电荷：正点电荷：同心圆是等势面，相邻等势面之差相同，等势面密，同心圆是等势面，相邻等势面之差相同，等势面密，电场场强大。电场场强大。负点电荷：负点电荷：沿电场线方沿电场线方向电势降低向电势降低匀强电场匀强电场三、等势面三
10、、等势面不规则带电物不规则带电物2.2.常见等势面常见等势面电场强度、电势、电势能三者大小无必然联系电场强度、电势、电势能三者大小无必然联系三、等势面三、等势面电场强度、电势、电势能三者大小无必然联系电场强度、电势、电势能三者大小无必然联系2.2.常见等势面常见等势面规定无限远处电势为零规定无限远处电势为零（1 1）中垂线为等势线）中垂线为等势线（2 2）连线上：）连线上：电势从正电荷向负电荷减少电势从正电荷向负电荷减少2.2.几种等势面几种等势面三、等势面三、等势面规定无限远处电势为零规定无限远处电势为零（1 1）中垂线：）中垂线：与连线交点处最高与连线交点处最高（2 2）连线上：中点处最低
11、）连线上：中点处最低两等量正电荷两等量正电荷（1 1）中垂线：）中垂线：与连线交点处最低与连线交点处最低（2 2）连线上：中点处最高）连线上：中点处最高两等量负电荷两等量负电荷沿电场线方沿电场线方向电势降低向电势降低3.3.电荷在电荷在A A点的电势能等于把它从点的电势能等于把它从A A点移动到零势点移动到零势 能位置能位置O O点时静电力做的功。点时静电力做的功。1.1.静电力做正功电势能减少，做负功电势能增加；静电力做正功电势能减少，做负功电势能增加；2.2.静电力做功等于电势能的减少量静电力做功等于电势能的减少量（初（初-末）末）(O(O点电势能为零点电势能为零)4.4.电势电势(带正负
12、号计算带正负号计算)5.5.电势只由电场本身性质决定，与试探电荷无关。电势只由电场本身性质决定，与试探电荷无关。6.6.沿电场线方向电势逐渐降低。沿电场线方向电势逐渐降低。7.7.电场线与等势面垂直，并指向电势低的等势面。电场线与等势面垂直，并指向电势低的等势面。记住并学会运用记住并学会运用一一.电势能增减的判断：电势能增减的判断：1.1.静电力做功：静电力做功：2.2.电势判断：电势判断：静电力静电力F与速度与速度v（或位移（或位移s）成锐角，则做正功；）成锐角，则做正功；静电力静电力F与速度与速度v（或位移（或位移s）成钝角，则做负功；）成钝角，则做负功；二二.电势高低的判断：电势高低的判
13、断：1.1.沿着电场线方向电势降低。沿着电场线方向电势降低。2.2.做功：做功：三三.电场强度、电势、电势能的关系电场强度、电势、电势能的关系4.4.电场强度大的，电势不一定高；电场强度大的，电势不一定高；1.1.电场强度、电势、电势能三者大小无必然联系电场强度、电势、电势能三者大小无必然联系；2.2.电势电势为零的点为零的点电势能电势能一定为零，场强不一定为零；一定为零，场强不一定为零；3.3.电场强度为零，电势及电势能不一定为零；电场强度为零，电势及电势能不一定为零；q q情景：电场线由情景：电场线由A A指向指向B B1.1.一条电场线无法判断场强的大小一条电场线无法判断场强的大小2.2
14、.如果正点电荷由如果正点电荷由A A向向B B运动：运动：F F向右，位移向右，位移S S向右向右3.3.如果是负点电荷由如果是负点电荷由A A向向B B运动：运动：F F向左，位移向左，位移S S向右向右场源场源电荷电荷P P点电点电势势P P的正负的正负q q 在在P P点电势能点电势能E Eq q的正的正负负-q-q 在在P P点点电势能电势能E E-q-q的正负的正负当当P P点移至场源电荷较近点移至场源电荷较近的位置时的位置时P P怎样怎样变化变化E Eq q怎怎样变化样变化E E-q-q怎样怎样变化变化Q QQ Q课本课本P20P205 5正正负负正正负负负负正正升高升高降低降低变
15、大变大变小变小变小变小变大变大全优全优P10 P10 例例 2:2:两个带等量正电的点电荷，固定在图中两个带等量正电的点电荷，固定在图中P P、Q Q两点，两点，MNMN为为PQPQ连线的中垂线，交连线的中垂线，交PQPQ于于O O点，点，A A点为点为MNMN上上的一点一带负电的试探电荷的一点一带负电的试探电荷q q，从，从A A点由静止释放，只在点由静止释放，只在静电力作用下运动取无限远处的电势为零，则静电力作用下运动取无限远处的电势为零，则()A Aq q 由由A A 向向O O 的运动是匀加速直线运动的运动是匀加速直线运动B Bq q 由由A A 向向O O 运动的过程电势能逐渐减小运
16、动的过程电势能逐渐减小C Cq q 运动到运动到O O 点时的动能最大点时的动能最大D Dq q 运动到运动到O O 点时电势能为零点时电势能为零A A错，场强变化，电场力变化。错，场强变化，电场力变化。B B对，电势能变化从做功的角度判断。对，电势能变化从做功的角度判断。电场力做正功，电势能减少电场力做正功，电势能减少D D错，电势为零的点，电势能为零。错，电势为零的点，电势能为零。沿电场线方向电势降低，故沿电场线方向电势降低，故答案：答案：BCBC全优全优P11 P11 例例 3:3:如图所示，直线如图所示，直线a a、b b和和c c、d d是处于匀强电是处于匀强电场中的两组平行线，场中
17、的两组平行线，M M、N N、P P、Q Q是它们的交点，四点处的电是它们的交点，四点处的电势分别为势分别为M M、N N、P P、Q.Q.一电子由一电子由M M点分别运动到点分别运动到N N点和点和P P点的过程中，电场力所做的负功相等，则点的过程中，电场力所做的负功相等，则()A A直线直线a a位于某一等势面内，位于某一等势面内，B B直线直线c c位于某一等势面内，位于某一等势面内，C C若电子由若电子由M M点运动到点运动到Q Q点，电场力做正功点，电场力做正功D D若电子由若电子由P P点运动到点运动到Q Q点，电场力做负功点，电场力做负功关键词：关键词：1.1.电子电子带负电带负
18、电答案：答案：B B2.2.做负功做负功力与位移方向相反力与位移方向相反力方向由力方向由N N指向指向M M -负电荷受力方向与负电荷受力方向与E E方向相反方向相反EE方向由方向由M M指向指向N N -沿电场线方向电势减低沿电场线方向电势减低-3.3.做功相等做功相等-全优全优P11 P11 例例 4:4:如图甲，如图甲，ABAB是某电场中一条电场线，若将是某电场中一条电场线，若将正点电荷从正点电荷从A A点由静止自由释放，沿电场线从点由静止自由释放，沿电场线从A A到到B B运动过程中运动过程中的速度图线如图乙所示，则的速度图线如图乙所示，则A A、B B两点场强大小和电势高低关两点场强
19、大小和电势高低关系是系是()答案：答案：D D1.1.正电荷正电荷FF与与E E方向相同方向相同FF方向由方向由A A指向指向B B -E -E方向由方向由A A指向指向B-B-沿电场线方向电势减低沿电场线方向电势减低2.2.由由vtvt图看斜率图看斜率k k=a kk k=a k减小减小 a a 减小减小 全优全优P12 2P12 2在点电荷在点电荷Q Q形成的电场中有一点形成的电场中有一点A A，当一个当一个q q的试探电荷从电场的无限远处被移到电场的试探电荷从电场的无限远处被移到电场中的中的A A点时，电场力做的功为点时，电场力做的功为W W，无限远处电势为零，无限远处电势为零，则试探电荷在则试探电荷在A A点的电势能及电场中点的电势能及电场中A A点的电势分别为点的电势分别为电荷在电荷在A A点的电势能等于把它从点的电势能等于把它从A A点移动到零势能位置点移动到零势能位置O O点时点时静电力做的功。静电力做的功。由由“-q-q从无限远移到从无限远移到A A点，电场力做功点，电场力做功W W”得：得：将将“-q-q从从A A点移到无限远，电场力做功点移到无限远，电场力做功-W-W”答案：答案：A A