1.4 電勢能和電勢

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1、2021/6/16 1湛江市第二十中學(xué) 全劭珩 1.4 電勢能和電勢 2021/6/16 2 復(fù)習(xí)回顧1.計 算 電 場 強 度 有 幾 個 公 式 ?,它 們 有 什 么 區(qū) 別 ?3. 電 場 線 是 如 何 反 映 電 場 的 強 弱 及 方 向 的 ?E qFE 2rQkE 定 義 式 ,適 用 于 任何 電 場只 適 用 于 點 電 荷4. 電 場 線 相 交 嗎 ?電 場 線 是 運 動 軌 跡 嗎 ? 2021/6/16 3 電場力做功的特點帶箭頭的直線是某區(qū)域電場線的一條，用EA、EB來表示A、B兩點的電場強度，則下列說法正確的是( ) A BB、 EAEBC、 E AEBD、

2、 EA、EB的大小關(guān)系不確定 A、 EA=EB D 2021/6/16 4 電場力做功的特點 將靜止的試探電荷放入電場中，電荷在電場力的作用下做加速帶動，運動一段時間后獲得一定的速度，試探電荷的動能增加了?！舅伎肌渴裁戳ψ龉σ鹉芰哭D(zhuǎn)化，什么能轉(zhuǎn)化為動能？ A 2021/6/16 5 電場力做功的特點萬 有 引 力 電 場 力 2 21rQQkF 庫 侖 定 律 與 與 萬 有 引 力 定 律 極 其 類 似 ,因 此 我們 可 以 把 電 場 力 與 重 力 (也 是 萬 有 引 力 )類 比 ,想 一 想 ,重 力 做 功 有 哪 些 特 點 ?2 21rmmGF 2021/6/16 6

3、電場力做功的特點3.類 比 聯(lián) 想 :電 場 力 做 功 與 路 徑 有 關(guān) 嗎 ?4.類 比 聯(lián) 想 :電 荷 在 電 場 中 具 有 勢 能 ?電 場 力 做功 與 這 種 勢 能 的 變 化 應(yīng) 是 什 么 關(guān) 系 ?1.重 力 做 功W=mghA-mghB=EpA-EpB2.重 力 做 正 功 ， 重 力 勢 能 減 小 ， 重 力 做 負 功 ， 重 力 勢 能 增 加 。 2021/6/16 7 電場力做功的特點重力做功與路徑無關(guān),電荷在勻強電場中運動,電場力對它做的功與路徑有關(guān)嗎?M EW = F|AB| cos = q E |AM|1.將電荷q從A沿直線移至B:A B +q F

4、 2021/6/16 8 電場力做功的特點M EA B2.將電荷q從A沿折線移至B:對AM: W1 = q E |AM|對MB: W 2 = 0對 全 程 : W = W1 + W2= q E|AM|+q FF 2021/6/16 9 電場力做功的特點3.將電荷q從A沿曲線移至B:M EA B+q F EA B+q F +q F+q F+q FW = W 1 + W2 + W3 + = q E |AM|W1 = q E x1 W2 = q E x2 W3 = q E x3 Mx1 + x2 + x3 + =?X1x2 2021/6/16 10 電場力做功的特點 在勻強電場中移動電荷時,靜電力做

5、的功與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān),只與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)。即：與初、末兩點在電場線上的距離有關(guān)。實驗證明，這個結(jié)論在非勻強電場中也成立。 2021/6/16 11 電勢能 一 個 不 計 重 力 的 試 探 電 荷 在 電 場 中 某 點 由靜 止 釋 放 ,將 如 何 運 動 ? E+ F 2021/6/16 12 電勢能1. 定義：電荷在靜電場中也具有勢能，這個勢能叫做靜電勢能，簡稱電勢能，用符號EP表示。2.電場力對電荷做正功 ,電荷的電勢能減少(負 功 )WAB=-EP=EPA-EPB (增 加 )即：靜電力做的功等于電勢能變化量的相反數(shù)。3.電勢能具有相對性 (通常把離場源無限遠處

6、或大地表面的電勢能規(guī)定為零)3.電勢能是標量，正負表示大小 2021/6/16 13 電勢能例1右圖中MN為電場中某一條電場線方向向右，在線取兩點a、b 今將一電荷q從a移到b則（ ）A.電場力做正功，q的電勢能增加；B.電場力做負功，q的電勢能增加；C.電場力做正功，q的電勢能減少；D.電場力做負功，q的電勢能減少。C 2021/6/16 14 電勢能 正 電 荷 從 A點 移 到 B點 時 ,電場 力 做 ,電 荷的 電 勢 能 怎 么 變化 ?A B E+ v A BE一v 負電荷從A點移到B點時,電場力做 , 該電荷在 點的電勢能較大. 負 功B減 小正 功 2021/6/16 15

7、電勢重 力 勢 能 由 什 么 因 素 決 定 ？物 體 質(zhì) 量 試 探 電 荷 的 電 荷 量物 體 所 處位 置 高 度 試 探 電 荷 在 電 場中 的 位 置 “ 高 度 ” 2021/6/16 16 電勢電荷在電場中某一點的電勢能EP與它的電荷量q的比值。qE P 1 V = 1 J/C1. 定義:2. 公式:3. 單位: 伏特(V) (計算時要代入正負號)4. 理解：描述電荷在電場中的位置 2021/6/16 17 電勢例 3.將 一 電 量 為 q=+2 10-6c的 點 電 荷 從 電 場 外一 點 P(零 電 勢 點 )移 至 電 場 中 某 點 A, 電 場 力 做 功4

8、10-5J,求 A點 的 電 勢 。解: 場外一點P的電勢為: 0 pJWE PAPA 5104 VVqEAPA 20102 104 65 從P A,電場力做的功 提 示 :計 算 電 勢 首 先 要 規(guī) 定 零 電 勢 處 ,且 電 勢 可 以為 負 。 2021/6/16 18 電勢設(shè)正電荷由a運動到b,qE P 【思考】如下圖MN是一條電場線，比較a、b兩點的電勢大小。+電場線指向電勢降低的方向電場力做正功,電勢能減小 2021/6/16 19 電勢1. 電 勢 具 有 相 對 性 ,確 定 電 勢 ,應(yīng) 先 規(guī) 定 電 場 中某 處 的 電 勢 為 零 。 (通 常 規(guī) 定 離 場 源

9、 電 荷 無 限遠 處 或 大 地 的 電 勢 為 零 。 )2. 電 勢 是 標 量 ,有 正 負 ,數(shù) 值 取 決 于 零 電 勢 的選 取 。 (負 電 勢 表 示 該 處 的 電 勢 比 零 電 勢處 電 勢 低 。 ) 2021/6/16 20 等勢面 地圖中常用等高線來表示地勢的高低，那么，是否能用類似的方法表示電勢的高低？ 2021/6/16 21 等勢面電 場 中 電 勢 相 等 的 點 構(gòu) 成 的 曲 面 叫 做 等 勢 面 。1. 同 一 等 勢 面 上 的 點 電 勢 相 等 。2.沿 著 等 勢 面 移 動 電 荷 時 ， 電 場 力 所 作 的 功 為 零 。3.在

10、任 何 靜 電 場 中 電 場 線 與 等 勢 面 是 互 相 垂 直 的 。 4.等 勢 面 越 密 ， 場 強 越 大 2021/6/16 22 等勢面幾 種 常 見 電 場 的 等 勢 面 分 布 ： 2021/6/16 23 等勢面 2021/6/16 24 電場與重力場的類比項 目 重 力 場 電 場定 義 場 強（ 矢 量 ）場 力場 力 做功 特 點 地 球 附 近 的 引 力 場 存 在 于 電 荷 周 圍 的 場重 力 場 強 度 g=G/m， 方 向 ： 垂 直 于 該 點 的 切面 向 下 電 場 強 度 E=F/q ， 方 向 ： 正 電 荷 在 該 點所 受 電 場

11、力 方 向重 力 G=mg 電 場 力 F=qE只 與 始 、 末 位 置 有 關(guān) ，與 路 徑 無 關(guān) 只 與 始 、 末 位 置 有 關(guān) ，與 路 徑 無 關(guān) 2021/6/16 25 項 目 重 力 場 電 場 勢（ 標 量 ）勢 能（ 標 量 ）場 力 做功 與 勢能 變 化的 關(guān) 系 重 力 勢 能 EP=mgh，與 參 考 平 面 選 取 有 關(guān) 電 勢 能 EP=q， 與 參考 平 面 選 取 有 關(guān)重 力 做 正 功 ， 重 力 勢能 減 少 （ 轉(zhuǎn) 化 為 其 他形 式 的 能 ） ； 重 力 做負 功 ， 重 力 勢 能 增 加W AB=EPA-EPB 電 場 力 做 正

12、功 ， 電 勢能 減 少 （ 轉(zhuǎn) 化 為 其 他形 式 的 能 ） ； 電 場 力做 負 功 ， 電 勢 能 增 加 。WAB= EA- EB 高 度 h與 參 考 點 的 選 取有 關(guān) ， 具 有 相 對 性 電 勢 與 參 考 點 的 選取 有 關(guān) ， 具 有 相 對 性 2021/6/16 26 小結(jié) WAB=-EP=EPA-EPB與初、末兩點在電場線上的距離有關(guān)。 qEP 2021/6/16 27 隨堂訓(xùn)練 1下列說法中正確的是 （ ）A、在場強較小處，電荷在該處的電勢能也較??；B、電荷在場強為零處的電勢能也為零；C、在場強相等的各點，電荷的電勢能必相等；D、在選定為零電勢的位置處，任

13、何電荷的電勢能必為零. D 2021/6/16 28 隨堂訓(xùn)練 2關(guān)于電勢和電勢能的關(guān)系，下列各種說法中正確的是： （ ）A、某點電勢高，說明該點電勢能大；B、某點電勢高，說明該點電場做功本領(lǐng)強；C、若帶電粒子在電場中移動時，電勢能減少，則電勢一定降低；D、負電荷在電場中無初速度，只在電場力作用下運動，電勢能一定減少，同時它一定是從電勢低處移向電勢高處. D 2021/6/16 29 隨堂訓(xùn)練3、下列關(guān)于電勢高低的判斷正確的是（ ） 負電荷從A移動到B時，外力做正功，A點的電勢一定較高。 負電荷從A移動到B時，電勢能增加，A點的電勢一定較低。 負電荷從A移動到B時，電勢能增加，A點的電勢一定較

14、高。 初速度為零的正電荷只在電場力的左右下從A移動到B，A點的電勢一定較高。CD 2021/6/16 30 隨堂訓(xùn)練 a b4、如圖，某電場中的一條直線，一電子在a點由靜止釋放，它將沿直線向b點運動，下列說法正確的是（ ） 該電場移動是勻強電場 場強Ea一定小于Eb 電子具有的電勢能EpaEpb a點的電勢一定低于b的電勢C 2021/6/16 31 隨堂訓(xùn)練5、如圖，虛線a、b、c勢某靜電場中的三個等勢面，它們的電勢a最大，c最少，一帶正電的粒子射入電場中，其運動軌跡如圖實線KLMN所示，由圖可知（ ） 粒子從K到L的過程中，電場力做負功 粒子從L到M的過程中，電場力做負功 粒子從K到L的過程中，電勢能增加 粒子從L到N的過程中，動能減少 AC K NMLabc 若 有 不 當 之 處 ， 請 指 正 ， 謝 謝 ！