人教版 (2019)必修 第三册1 电势能和电势精品ppt课件
展开一个正电荷在电场中只受到静电力F的作用,它在电场中由A点运动到B点时,静电力做了正功WAB。
由动能定理可知,该电荷的动能增加了WAB。
从能量转化的角度思考,物体动能增加了,意味着有另外一种形式的能量减少了。这是一种什么形式的能量呢?
一个质量为m的物体在地面某位置的重力mg是一定的,与运动状态无关;
一个带电量为q的正电荷在匀强电场中某位置的电场力Eq也是一定的,与运动状态也无关。
重力做功具有跟路径无关的特点
静电力做功是否也具有这一特点?
1、将电荷q从A沿直线移至B
静电力做功WAB = F·|AB|csθ=qE·|AM|
2、将电荷q从A沿折线移至B
W1 = q E ·|AM|
W = W1 + W2= q E·|AM|
3、将电荷q从A沿曲线移至B:
W = W1 + W2 + W3 +… = q E·|AM|
W1 = q E ·x1
W2 = q E ·x2
W3 = q E ·x3
x1 + x2 + x3 +…=?
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,与电荷的起始位置和终止位置有关。
上述结论对非匀强电场也是成立的
物体在重力场中具有重力势能EP
电荷在电场中具有电势能EP
物体下降时,重力做正功,重力势能减小,即重力做的功等于重力势能的减少量。
当正电荷在电场中从A移到B,静电力做正功,电势能减小,即静电力做的功等于电势能的减少量。
物体上升时,重力做负功,重力势能增加。
当正电荷在电场中从B 移到A ,静电力做负功,电势能增加。
WAB=EpA-EpB
与重力势能相似,电势能的大小也具有相对性,都是相对于选定的零势能面来说的。
电荷在某点的电势能,等于把它从该点移动到零势能面时静电力所做的功。
若以A点作为零势能面,则有0-EPB=WABEPA=0 EPB= -WAB
如图,若A→B电场力所做功为WAB
若以B点作为零势能面,则有EPA-0=WABEPA=WAB EPB=0
选择不同的零势能面,对于同一个带电体在同一点来说电势能大小是不相同的。
通常情况下,我们把无穷远处的电势能规定为0或把电荷在大地表面的电势能规定为0.
电场力做功与电势能的关系
电势能是相互作用的电荷所共有的,或者说是电荷及对它作用的电场所共有的。
该比值是一个与q无关,仅与电场及A点的位置有关的量。
定义:电荷在电场中某点的电势能与它所带电荷量的比值叫电势,用符号φ表示。
单位:伏特,简称伏,符号V。
含义:在电场中的某一点,如果电荷量为1C的电荷在这点的电势能为1J,则该点的电势为1V。即1V=1J/C。
性质:选定零势能面后,某点的电势是固定的,即不管带电体是带正电还是负电,不影响该点的电势。电势只与电场和零势能面的选取有关。
相对性:电势有正也有负,电势为正,表示电势相对于零势能面高;电势为负,表示电势相对于零势能面电势低;(电势是标量,电势的正负只表示相对于零势能面来说电势是高还是低)
电势高低判断方法(1)沿电场线 (场强)方向电势逐渐降低。即电场线指向电势降低的方向。
(2)场源电荷判断法:离场源正电荷越近,电势越高,离场源负电荷越近,电势越低.若以无穷远处电势为零,正点电荷周围各处的电势都为正,负点电荷周围各处的电势都为负。(3)电势能判断法:正电荷在高电势处电势能较大;负电荷在低电势处电势能较大.
标量性、相对性、系统性
沿着电场线方向电势逐渐降低
WAB=EpA-EpB= - ΔEP
由电场本身性质决定,与检验电荷无关,某点电势的大小与参考点的选取有关
由电场本身性质决定,与检验电荷无关
(1)沿着电场强度的方向,电势降低得最快(2)二者大小之间无直接关系,φ为零的点,E不一定为零;φ高的地方,E不一定大;E为零的点,φ不一定为零;E大的点,φ不一定高。
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。
2、如图所示,真空中O点处有一点电荷,在它产生的电场中有a、b两点,a点的场强大小为Ea与ab连线成53°角,b点的场强大小为Eb与ab连线成37°角.关于a、b两电场Ea、Eb及φa、φb关系,正确的是( )A.25Ea=9Eb,φa>φbB.16Ea=9Eb,φa<φb C.9Ea=25Eb,φa>φbD.9Ea=16Eb,φa<φb
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