电势能和电势 人教版（2019）必修三高中物理课件.pptVIP

人教版（2019） 必修三第十章1.电势能和电势 1.功的计算： 2.重力的特点: （1）与路径无关，由初末位置的高度差来决定。 3.重力势能是相对的，须选定零势能参考面。 重力做正功，重力势能减少 重力做负功，重力势能增加 新课引入 思考：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，静电力做正功还是负功？动能增加还是减少？ E + F + A B 因为静电力的方向与位移的方向相同所以静电力做正功 WAB 。 由动能定理可知，该电荷的动能增加了 WAB 。 新课引入 静电力 （1）重力的大小和方向 如图甲所示，一个质量为m的物体不管它怎样运动，在地面某位置所受的重力大小都等于mg，方向竖直向下。 （2）静电力的大小和方向 如图乙所示，一个带正电的电荷量为q的试探电荷在匀强电场中某位置，不管它怎样运动，其所受静电力的大小都等于qE，方向跟电场强度E的方向相同。 思考：类比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？ 把正电荷沿不同路径从A点移到B电场力做功是否相同？ 静电力做功 F E A B M · · （1）将正的检验电荷q分别沿直线和折线从A移至B，求电场力所做的功的表达式。 q ①沿直线A-B： WAB ＝Fcosθ|AB|＝qEcos θ|AB| ＝ qE|AM| ②沿折线A-M-B： 对AM：W1 = q E ·|AM| 对MB：W2 = 0 在整个移动过程A-M-B，静电力对 q 所做的功 WAMB = W1 + W2= q E·|AM| θ 静电力做功 （2）将正的检验电荷q从A沿曲线移至B，求电场力所做的功的表达式。 把曲线分成无数小段，每一小段中，设想 q 都从起点先沿电场方向、再沿垂直电场方向到达终点。各小段沿垂直电场方向运动时，静电力是不做功 的，各小段沿电场方向移动的位移之和等于| AM| ，q 沿任意曲线从 A 点移动到 B 点静电力所做的功也是W＝qE|AM|。 静电力做功 电荷在电场中具有的势能叫电势能，用Ep 表示。电势能是标量。 正电荷从A点移到B点时，静电力做正功，电荷的电势能减少。 正电荷从B点移到A点时，静电力做负功，即电荷克服静电力做功，电荷的电势能增加。 把正电荷从A点移到B 把正电荷从B点移到A 电势能 思考：电势能的大小由什么决定呢? 由电荷与电场的相对位置决定的 电势能 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。 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。 WAB 表示电荷由A点运动到B点静电力所做的功，EpA 和EpB 分别表示电荷在A点和B点的电势能，它们之间的关系为: (1)当WAB 为正值时，EpA > EpB ，表明静电力做正功，电势能减少 (2)当WAB 为负值时，EpA< EpB ，表明静电力做负功，电势能增加。 电势能 WAB ＝ EpA － EpB 典型例题 例1.有一电荷量q=-3×10-6的点电荷， 从电场中的A点移到B点时，克服静电力做功6×10-4J，从B点移到C点时静电力做功9×10-4J。问: ①以B为零势能点，电荷在A点时的电势能EpA1是多少? ②如选取C点的电势能为0，则电荷在A点时的电势能EpA2又是多少 解：①以B为零势能点，电荷由A移向B的过程中，静电力做功-6×10-4J，即WAB =-6×10-4J 。根据WAB = EpA1-EpB ，得EpA1=-6×10-4J 。 ②以C为零势能点，根据WAB = EpA2-EpC，因为电荷从A移 动到C，静电力做功WAC = WAB +WBC =[(-6)+9] ×10-4J =3×10-4J， 所以EpA2= 3×10-4J 。 重力势能 电势能 重力：地球和物体之间存在的吸引力 电场力：电荷之间的作用力 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 电势能 典型例题 例2.有一电荷量q=-3×10-6的点电荷， 从电场中的A点移到B点时，克服静电力做功6×10-4J，从B点移到C点时静电力做功9×10-4J。问: ①以B为零势能点，电荷在A点时的电势能EpA1是多少? ②如选取C点的电势能为0，则电荷在A点时的电势能EpA2又是多少 解：①以B为零势能点，电荷由A移向B的过程中，静电力做功-6×10-4J，即WAB =-6×10-4J 。根据WAB = EpA1-EpB ，得EpA1=-6×10-4J 。 ②以C为零势能点，根据WAB = EpA2-EpC，因为电荷从A移 动到C，静电力做功WAC = WAB +WBC =[(-6)+9] ×10-