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(共24张PPT)
§10.1.1 电势能和电势
新课标物理必修3
情景1：一个试探电荷+q（不计重力）在匀强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_________运动,一段时间后获得一定的速度,试探电荷的_______增加.
+
F
什么能转换为动能的呢
匀加速
动能
情景2：在光滑绝缘水平面上有两个带同种电荷的小球A、B相距一定的距离，现给A球一个初速度v0，同时由静止释放球B，设两球质量均为m，运动过程中不会相撞。则
（1）当两球距离最小时，两球的速度为____
（2）从初始时刻到两者距离最小，两球组成的系统总动能变化了多少？
A
A
B
v0
M
E
A
B
+
q
一、静电力做功的特点
如图把试探电荷q在场强大小为E的匀强电场中从A点移动到B点，讨论电场力做的功？
如何移动？
N
M

E
A
B
+
q
F
如图把试探电荷q在场强大小为E的匀强电场中从A点移动到B点，讨论电场力做的功？
WAB = F·|AB| cosθ
= q E·|AM|
WAMB = WAM + WMB
1、沿直线A→B移动
2、沿折线A→M→B移动
= q E·|AM|
E
A
B
+
q
F
+
q
+
q
3、沿任意曲线A→N→B移动
N
M
X1
x2
W1 = q E·x1
W2 = q E·x2
W3 = q E·x3
WANB = W1 + W2 + W3 +… = q E·(x1+x2+x3…)
WANB = W1 + W2 + W3 +… = q E·|AM|
M

E
A
B
+
q
F
E
A
B
+
q
F
+
q
F
+
q
F
+
q
F
WANB = W1 + W2 + W3 +… = q E·|AM|
M
X1
x2
WAB = F·|AB| cosθ
= q E·|AM|
WAMB = W1 + W2= q E·|AM|
结论：静电力做功与与电荷经过的路径无关,与电荷的初位置和末位置有关。
(也适用于非匀强电场)
N
1.定义:由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能叫电势能.
二、电势能
符号:EP
E
+
F
E
+
v
静电力做正功电势能减少；
静电力做负功电势能增加。
思考:静电力做功与电势能有什么关系？
类比法
E
-
V
E
-
F
静电力做正功电势能减少；
静电力做负功电势能增加。
思考:静电力做功与电势能的关系跟
重力做功与重力势能的关系是否相同？
做正功势能减少；做负功势能增加。
重力做功等于重力势能的减少量。
类比可得：
静电力做功等于电势能的减少量。
1.定义:由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能叫电势能.
符号:EP
2.电场力做功与电势能的关系:
静电力做的功等于电势能的减少量.
3.如何求电荷在电场中某点时具有的电势能
电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该处移动到零势能位置所做的功
WA0 = EPA - 0
EPA = WA0
4、电势能是相对的，与零电势能面的选取有关
通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上电势能规定为零。
6、电势能是标量
电势能为负表示电荷在该处的电势能比零势能点还要小;电势能为正表示电荷在该处的电势能比零势能点要大。（电势能的正负不表示方向，而是表示大小）
5、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性
练1. 下列说法中正确的是（ ）
A.当两正点电荷相互靠近时，它们的电势能增大
B.当两负点电荷相互靠近时，它们的电势能增大
C.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能减小
D.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能增大。
ABC
电势能是电场与检验电荷共有的
“电势是表征电场性质的物理量”是什么意思？
含义是：电势能的表达式中哪一部分只
与电场有关而与检验电荷无关
相当于：重力势能的表达式中哪一部分只
与重力场有关而与物体的质量无关
三、电势
为了只描述电场本身能的性质，物理学引进了电势的概念
取O点的电势能为零, EPA =？（已知q、E、L、θ）
EPA = q E L COSθ
如何做才可以与试探电荷无关
A
L
O
θ
E
+
问题探究
电荷（试探电荷）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. 公式:
3. 单位: 伏特 符号为V
1. 定义:
计算时要代入正负号
三、电势
1 V = 1 J/C
4.电势是标量,只有大小,没有方向.(负电势表示该处的电势比零电势处电势低；正电势表示该处的电势比零电势处电势高。也就是说正负不表示方向，而是表示大小)
5.电势具有相对性，应先确定电场中某点的电势为零.
(通常取离场源电荷无限远处或大地的电势为零)
（1）要确定某点电势或电势能都应先确定零势点
（2）电势能是检验电荷与电场系统共有的；电势只与电场有关，与检验电荷无关。
重力场和电场类比
重力场中，重力：地球和物体之间存在的吸引力G=mg
电场中，电场力：电荷之间的作用力F=qE
有重力就有重力势能Ep= mgh
有电场力就有相应的能，叫电势能EP=qφ
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
电场力作功，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 = EP初-EP末
W电 = EP初-EP末
重力势和电势类比
电势
重力势
问题：沿电场线方向,电势怎样变化
6. 顺着电场线的方向电势降低
A
B
假设一个正电荷q从A移动到B,电场力做的功如何计算？
假设一个负电荷q从A移动到B,电场力做的功如何计算？
E
练2. 如图所示，电场中有A、B两点，则下列说法中正确的是（ ）
A、电势φA> φB 场强EA>EB
B、电势φA> φB 场强EAC、将+q由A点移到B点，电场力做正功
D、将-q分别放在A、B两点时具有电势能EpA>EpB
A
B
E
BC
练3. 将一电量为 的点电荷从电场外一点P移至电场中某点A, 克服电场力做功 ,求A点的电势. （设P点的电势为0 ）
解:P→A电场力做的功
点评: ①电势的确定首先要确定零电势位置
②电势可以为负.
-4×10-5 = 0 - EPA
EPA =4 × 10-5 J
小结:
电场力做功的特点
电势
电势能
如右图所示，固定于同一条竖直线上的A、B是两个带等量异种电荷的点电荷，电荷量分别为＋Q和－Q，A、B相距为2d.MN是竖直放置的光滑绝缘细杆，另有一个穿过细杆的带电小球p，质量为m、电荷量为＋q(可视为点电荷，不影响电场的分布)，现将小球p从与点电荷A等高的C处由静止开始释放，小球p向下运动到距C点距离为d的O点时，速度为v.已知MN与AB之间的距离为d，静电力常量为k，重力加速度为g.求：
(1)C、O间的电势差UCO；
(2)O点处的电场强度E的大小；
(3)小球p经过O点时的加速度；
(4)小球p经过与点电荷B等高的
D点时的速度．
祝同学们学习愉快！
再见！

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