14电势能和电势.pptx
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1、 合肥光华学校齐锁电势能和电势第一课时第一课时 电场力做功、电势能及其关系电场力做功、电势能及其关系 1 1、恒力功的计算:、恒力功的计算:2 2、重力做功的特点:、重力做功的特点:(1)(1)与路径无关与路径无关,由初末位置的高度差来决定由初末位置的高度差来决定.(2)(2)重力做功重力做功W WG G与重力势能变化的关系与重力势能变化的关系(3)(3)重力势能与零势能面选取有关重力势能与零势能面选取有关功是功是重力做重力做正功正功,重力势能,重力势能减少减少重力做重力做负功负功,重力势能,重力势能增加增加复习:复习:能量转化的量度!能量转化的量度!一个试探电荷在电场中某点由一个试探电荷在电
2、场中某点由静止静止释放释放,将如何运动将如何运动?E 在电场力作用下电荷做加速运动在电场力作用下电荷做加速运动,一段时间后获得一定的一段时间后获得一定的速度速度,试探电试探电荷的荷的动能动能增加增加.+F什么能转化为什么能转化为动能动能的呢的呢?BMAFq q W甲甲=F|AB|cos=qE|AM|把正电荷沿不同路径从把正电荷沿不同路径从A A点移到点移到B B电场力做功?电场力做功?+甲甲乙乙丙丙沿甲路径直线沿甲路径直线ABAB电场力做功电场力做功:一、电场力做功的特点一、电场力做功的特点求试探电荷求试探电荷q沿沿A-M-B移动到移动到B时电场力时电场力做的功:做的功:E+q ABMF FE
3、+q ABM求试探电荷求试探电荷q沿曲线从沿曲线从A移动到移动到B时电场力做的功时电场力做的功BMAFq q W甲甲=F|AB|cos=qE|AM|把把正正电荷沿不同路径从电荷沿不同路径从A A点移到点移到B B电场力做功?电场力做功?+甲甲乙乙丙丙沿甲路径电场力做功沿甲路径电场力做功:沿乙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丙路径电场力做功:W乙乙=qE|AM|W丙丙=qE|AM|沿任意路径电场力做功沿任意路径电场力做功:W任意任意=qE|AM|一、电场力做功的特点一、电场力做功的特点若是负电荷若是负电荷呢?呢?结论:结论:1.电场力做的功与电荷经过的电场力做的功与电荷经过
4、的路径路径无关,无关,只与电荷的只与电荷的初位置初位置和和末位置末位置有关。有关。(对于任何电场都适用对于任何电场都适用)这与什么力做功相似呢?2.匀强电场中电场力做功公式:匀强电场中电场力做功公式:W=+qEd其中其中d指指沿电场线沿电场线方向的距离方向的距离 将将+q由由A移移到到B的过程电的过程电场力对电荷做场力对电荷做功为:功为:将将-q由由A移到移到B的过程,电场的过程,电场力对电荷做功为:力对电荷做功为:dAB+qEL做功的过程是一个做功的过程是一个能量转化的过程,能量转化的过程,那么电场力做功的那么电场力做功的过程是什么能转化过程是什么能转化为什么能呢为什么能呢?引入:引入:二、
5、电势能二、电势能 电场中的电荷由于受电场中的电荷由于受到电场力作用而具有与到电场力作用而具有与位置有关的能。位置有关的能。正电荷从正电荷从A A点移到点移到B B点时点时,电场力做电场力做正正功功,电荷电荷的的动能增加动能增加,电荷的,电荷的电电势能减少势能减少.正电荷从正电荷从B B点移到点移到A A点时点时,电场力做电场力做负负功功,即即电荷电荷克服克服静电力做功静电力做功,电电荷的荷的动能减少动能减少,电荷的,电荷的电势能增加电势能增加.ABE+vABE+v如果是负电荷呢?如果是负电荷呢?二、电势能二、电势能1 1、定义定义:电荷在电场中具有与其:电荷在电场中具有与其位置位置有关的有关的
6、能量叫电势能。能量叫电势能。势,因其所在状态不同,使其某一性质的大小、强度不同二、电势能二、电势能1 1、定义定义:电荷在电场中具有与其:电荷在电场中具有与其位置位置有关的有关的能量叫电势能。能量叫电势能。2 2、电场力做功与电势能变化的关系、电场力做功与电势能变化的关系电场力对电荷做电场力对电荷做正正功,电荷的电势能功,电荷的电势能减小减小电场力对电荷做电场力对电荷做负负功,电荷的电势能功,电荷的电势能增加增加3.电场力做的功等于电势能减少量电场力做的功等于电势能减少量a a和和b b为电场中的两点为电场中的两点,如果把如果把q=-2X10q=-2X10-8-8C C的负的负电荷从电荷从a
7、a点移动到点移动到b b点点,电场力对该电荷做了电场力对该电荷做了4X104X10-7-7J J的正功的正功,则该电荷的电势能则该电荷的电势能()()A.A.增加了增加了4X104X10-7-7J B.J B.增加了增加了2X102X10-7-7J JC.C.减少了减少了4X104X10-7-7J D.J D.减少了减少了8X108X10-7-7J JC 例例1.1.如图如图,在场强在场强 的匀强电场中的匀强电场中,点电点电荷荷q=+1cq=+1c从从A A移动到移动到B,ABB,AB相距相距L=1m,L=1m,电场力做电场力做功为多少功为多少?电势能变化多少电势能变化多少?问:电荷在问:电荷
8、在B B点具有的电势能多大?点具有的电势能多大?电势能减少电势能减少103JEqFAB设设A A点的电势能点的电势能WAB=EPAEPB=103J电势能为负表示电势能为负表示的物理意义是什的物理意义是什么?么?+通常把电荷在离场源电荷通常把电荷在离场源电荷无限远处无限远处的的电势能规定为零,或把电荷在大地表面电势能规定为零,或把电荷在大地表面上电势能规定为零。上电势能规定为零。4.电势能的另一定义:电势能的另一定义:电荷在某点的电势能,等于电场力电荷在某点的电势能,等于电场力把它从该处移动到零势能位置所做把它从该处移动到零势能位置所做的功的功电势能为负表示电荷在该处的电势能比电势能为负表示电荷
9、在该处的电势能比 零零还要小还要小.6.6.电势能是电势能是标量标量,正负表示大小,正负表示大小5.电势能是电势能是相对相对的,与零势能面的选择的,与零势能面的选择有关有关。7.电势能是电荷和电场所电势能是电荷和电场所共有共有的,具有的,具有系统系统 性性重力势能和电势能类比重力势能和电势能类比 重力场中,重力:地球和重力场中,重力:地球和物体之间存在的吸引力物体之间存在的吸引力电场中,电场力:电荷之电场中,电场力:电荷之间的作用力间的作用力有重力就有重力势能有重力就有重力势能Ep=mgh有电场力就有相应的能,有电场力就有相应的能,叫电势能叫电势能EPEp由物体和地面间的相对由物体和地面间的相
10、对位置决定位置决定EP由电荷间的相对位置决定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正功,电势能就减少电场力做负功,电势能就增加电场力做负功,电势能就增加电场力作功,电势能改变电场力作功,电势能改变重力做功,重力势能改变重力做功,重力势能改变重力做正功,重力势能就减少重力做正功,重力势能就减少重力做负功,重力势能就增加重力做负功,重力势能就增加WW重重 =E=EP1P1-E-EP2P2WW电电 =E=EPAPA-E-EPBPB1、下列说法中,正确的是:、下列说法中,正确的是:A、把两个同种点电荷间的距离增大一些,电荷的电势、把两个同种点电荷间的距离增大一些,电荷的电势能一定增加
11、能一定增加B、把两个同种点电荷间的距离减小一些,电荷的电势、把两个同种点电荷间的距离减小一些,电荷的电势能一定增加能一定增加C、把两个异种点电荷间的距离增大一些,电荷的电势、把两个异种点电荷间的距离增大一些,电荷的电势能一定增加能一定增加D、把两个异种点电荷间的距离减小一些,电荷的电势、把两个异种点电荷间的距离减小一些,电荷的电势能一定增加能一定增加课堂训练:课堂训练:2、把电量、把电量q1=510-5C的电荷从电场中的的电荷从电场中的A点移点移到到B点,电场力做功点,电场力做功W1=10-3J,则电荷则电荷q1在在A、B两点的电势能两点的电势能EA1与与EB1之差之差EA1-EB1=_J;1
12、0-33.有一带有一带负负电的点电荷,从电场中的电的点电荷,从电场中的A点移到点移到B点时,点时,克克服服电场力做功电场力做功6104 J从从B点移到点移到C点,电场力做功点,电场力做功9104 J,问:,问:(1)若以若以A为零势能点,为零势能点,B、C两点的电势能各为多少?两点的电势能各为多少?A、C间的电势能之差为多少?间的电势能之差为多少?(2)若以若以B为零势能点,为零势能点,A、C两点的电势能各为多少?两点的电势能各为多少?A、C间的电势能之差为多间的电势能之差为多少?解:解:(1)电荷从电荷从A点移到点移到B点,克服电场力做功点,克服电场力做功6104 J,电势能增,电势能增加加
13、6104 J故故B点电势能为点电势能为6104 J.从从B点移到点移到C点,电场力做功点,电场力做功9104 J,电势能减少,电势能减少9104 J,故,故C点电势能为点电势能为3104 J.由于由于A为零势能点,故为零势能点,故A、C间的电势能之差为间的电势能之差为3104 J.(2)由由(1)知,以知,以B点为零势能点,电荷从点为零势能点,电荷从A点移到点移到B点,电势能增加点,电势能增加6104 J后电势能成为零,故后电势能成为零,故A点电势能为点电势能为6104 J.从从B点移到点移到C点,电势能减少点,电势能减少9104 J,故,故C点电势能为点电势能为9104 JA、C间的电势能之
14、差为间的电势能之差为3104 J.小结:小结:1.电场力做功特点:电场力做的功与电荷经过的电场力做功特点:电场力做的功与电荷经过的路路径径无关,只与电荷的无关,只与电荷的起始位置和终止位置起始位置和终止位置有关。有关。2.匀强电场中电场力做功公式:匀强电场中电场力做功公式:W=+qEd其中其中d指指沿电场线沿电场线方向的距离方向的距离3.电势能电势能(1)定义()定义(2)相对性()相对性(3)标量()标量(4)系系统性统性 4.电场力做功与电势能关系电场力做功与电势能关系5.电势能大小的判断电势能大小的判断根据做功判断根据做功判断注意:电势能变化无相对性注意:电势能变化无相对性当堂训练:当堂
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