资源简介

(共20张PPT)
第十章 静电场中的能量
1 电势能和电势
一个试探电荷在电场中某点由静止释放,将如何运动
E
在电场力作用下电荷做加速运动,一段时间后获得一定的速度,试探电荷的动能增加.
+
F
什么能转换为动能的呢
电场中的能量
地球
负电荷
m
+q
用类比法研究电场中的能量的性质
重力场
电场
mg
qE
场方向
场方向
地球附近的重力场跟负电荷的电场相似
1、功的计算：
2、重力做功的特点：
(1)与路径无关,由初末位置的高度差来决定.
(2)重力做功WG与重力势能变化的关系
(3)重力势能:等于将物体由该点移至零势能点重力所做的功。
重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加
3、功是能量转化的量度。
(4)重力势能是相对的,须选定零势能参考面
复习回顾
用类比法研究电场能的性质
重力场
电场
类 比
1.与路径无关,由初末位置的高度差来决定。
1.静电力做功与电荷经过的路径关系如何？？？
2.重力做功WG与重力势能变化的关系：
3.重力势能:等于将物体由该点移至零势能点重力所做的功。
2.静电力做功W电与电势能变化的关系如何？？？
3.某一点电势能如何规定？？？
M
探究：静电力做功有什么特点
E
W = qE·|AB| cosθ
= qE·|AM|
1.将电荷q从A沿直线移至B:
A
B

+
q
+
q
F
2.将电荷q从A沿折线移至B:
W1 = qE ·|AM|
W2 = 0
W = W1 + W2= qE·|AM|
M

E
A
B
+
q
F
+
q
F
3.将电荷q从A沿曲线移至B:
M

E
A
B
+
q
F
E
A
B
+
q
F
+
q
F
+
q
F
+
q
F
W = W1 + W2 + W3 +… = qE·|AM|
W1 = qE ·x1
W2 = qE ·x2
W3 = qE ·x3
… … … …
M
x1 + x2 + x3 +…=
x1
x2
B
M
A
F

q
+
甲
乙
丙
沿甲路径电场力做功:
沿乙路径电场力做功:
沿丙路径电场力做功:
沿任意路径电场力做功:
W任意=qE·|AM|
静电力做功与路径有什么关系
W丙=qE·|AM|
W乙=qE·|AM|
W甲=qE·|AM|
在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷经过的路径无关,只与电荷的起始位置和终止位置有关。
此结论对于非匀强电场也适用
一.静电力做功的特点
（小结）
静电力做功与路径也无关
重力做功与路径无关
物体在地面附近具有确定的重力势能
电荷在电场中也应该具有势能
电势能
用类比法研究电场能的性质
重力场
电场
类 比
1.静电力做功与电荷经过的路径无关,只与电荷的起始位置和终止位置有关。
2.静电力做功W电与电势能变化的关系如何？？？
1.与路径无关,由初末位置的高度差来决定。
2.重力做功WG与重力势能变化的关系：
3.重力势能:等于将物体由该点移至零势能点重力所做的功。
静电力对电荷做正功，电荷的电势能减小
静电力对电荷做负功，电荷的电势能增大
静电力做的功等于电势能的减少量
思考：怎样求电荷在电场中某位置时具有的电势能？（比如求图中电荷在A点的电势能）
②电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功。
①电势能与重力势能一样，具有相对性。要想求电荷在电场中某点具有的电势能必须先规定零电势能点。
M
E
A
B

+
q
+
q
F
比如：规定电荷在B点的电势能为零
１、定义：电荷在电场中受到电场力而具有的与位置有关的势能叫做电势能。
二、电势能
2、符号：Ep 标量
3、电场力做的功与电势能变化的关系
静电力做的功等于电势能的减少量
4、电势能具有相对性
6、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性
（小结）
重力势能和电势能类比
重力场中，重力：地球和物体之间存在的吸引力
电场中，电场力：电荷之间的作用力
有重力就有重力势能 Ep= mgh
有电场力就有电势能Ep
Ep由物体和地面间的相对位置决定
Ep由电荷间的相对位置决定
电场力做正功，电势能就减少
电场力做负功，电势能就增加
电场力做功，电势能改变
重力做功，重力势能改变
重力做正功，重力势能就减少
重力做负功，重力势能就增加
W重 = Ep1-Ep2
W电 = EpA-EpB
思考：电场的力的性质我们必须用场强E来描述，那么电场的能的性质我们又应该用什么物理量来描述呢？能否用“电势能”呢？
A
0
l
θ
E
-
该比值是一个与q无关，仅与电场及A点的位置有关的量，故其可衡量电场的性质。
设Ep0 =0，从A到O过程中
零势能参考点
电势能的大小是与试探电荷的电量q有关，故不能用“电势能”来描述电场的能的性质
∴ EpA =qElcosθ
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，叫做这一点的电势。
2、定义式：
类比
电势
高度
(计算时要代入正负号)
三、电势
2、物理意义：反映电场能的性质，由电场本身的性质决定的，与是否引入电荷，以及引入电荷的电性和电量无关。
（小结）
电势能
重力势能
4、单位：伏特，符号为V 1 V = 1 J/C
5、电势只有大小，没有方向，是标量(有正负)，正值表示该点电势比零高，负值表示该点电势比零低。
6、电势具有相对性
确定电势,应先规定电场中某处的电势为零.(通常规定离场源电荷无限远处或大地的电势为零.)
思考与讨论
如何利用电场线比较电势的高低？沿着电场线方向,电势将怎样变化
电势降低的方向就是电场线的方向吗？
A
B
E
7.沿电场线 (场强)方向电势逐渐降低
谢 谢
大 家

展开更多......

收起↑