电势能电势与电势差.ppt
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1 4电势能电势与电势差 复习回顾 1 功的计算 3 重力做功 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 重力做正功 重力势能减少重力做负功 重力势能增加 2 动能定理 一 电场力做功的特点 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 对于非匀强电场也适用 WAB Fxcos qEd 课本P17讨论交流把正电荷沿不同路径从A点移到B电场力做功相同吗 1在匀强电场中电场力做功 W qEd2在任何电场中 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 一 电场力做功的特点 一个试探电荷在电场中某点由静止释放 将如何运动 在电场力作用下电荷做加速运动 一段时间后 试探电荷的动能增加 是什么能转化为电荷的动能呢 二 电势能 1 定义 电荷在电场中所具有的与电荷位置有关的势能叫电势能 2 电场力做功与电势能的变化关系 重力做正功 重力势能减小 电场力做正功 电势能减小 重力做负功 重力势能增加 电场力做负功 电势能增加 电场力做的功等于电势能的减少量 课本P19讨论交流 2 负电荷顺着电场线方向移动 电势能增大 逆着电场线方向移动 电势能减小 3 由电场线法判断电势能的变化 1 正电荷顺着电场线方向移动 电势能减小 逆着电场线方向移动 电势能增大 电势能为负表示电荷在该处的电势能比零还要小 4 电势能是电荷和电场所共有的 具有系统性 5 电势能是相对的 与零电势能面有关 6 电势能是标量 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 课本P19讨论交流 2w0 nw0 3w0 nw0 w0 2w0 3w0 W0 q 2w0 2q 3w0 3q nw0 nq 三 电势 1 定义 电场中某点的电势 等于该点电势能与电荷的比值 4 单位 伏特 V 3 标量 正负代表高低 计算时要代入正负号 2公式 5 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 6 电势的决定因素 电场中某点的电势的大小是由电场本身的性质决定的 与放不放电荷及放什么电荷无关 即与Ep q无关 7 沿电场线方向电势降低 如以无穷远处电势为零 则 1 正电荷 Q 形成的电场中各点的电势均为正值 且离场源近处电势大 2 负电荷 Q 形成的电场中各点的电势均为负值 且离场源近处电势小 课堂训练 有关电场中某点的电势 下列说法中正确的是 A 由放在该点的电荷所具有的电势能的多少决定B 由放在该点的电荷的电量多少来决定C 与放在该点的电荷的正负有关D 是电场本身的属性 与放入该点的电荷情况无关 D 例4 将一电量为的点电荷从电场外一点P移至电场中某点A 电场力做功为 以P点为零势点 求A点的电势 注意 计算电势首先要规定零电势处 且电势可以为负 解 因为所以 四 电势差 电势间的差值叫电势差 四 电势差 1 定义 电荷q在电场中由一点A移动到另一点B时 电场力所做的功WAB与电荷量q的比值WAB q 叫做A B两点间的电势差 两点间的电势差也叫这两点间的电压 2 定义式 电场中A B两点间的电势差UAB 在数值上等于单位正电荷由A点移动到B点时 电场力所做的功WAB 计算时要代入正负号 5 决定因素 WAB跟路径无关 UAB也是跟路径无关 且跟WAB和q都无关 只是由电场本身和两点位置有关 3 单位 伏特 V 1v 1J c 4 是标量 正负代表一点比另一点电势高或低 例 在如图所示的电场中 把点电荷q 2 10 11C 由A点移到B点 电场力做功WAB 4 10 11J A B两点间的电势差UAB等于多少 B A两点间的电势差UBA等于多少 UAB 2VUBA 2V WAB UABq 6 电场力做功 例 如图所示的电场中 A B两点间的电势差UAB 20V 将点电荷q 2 10 9C 由A点移到B点 静电力所做的功是多少 WAB 4 0 10 8J 将UAB和q的正负号代入计算 想一想 1 高度差 高度与零高度点的选择有关吗 2 电势差 电势与零电势点的选择有关吗 A B C D 0V 1V 2V 3V 结论 电势和高度都具有相对性 与参考点的选择有关 而电势差和高度差与参考点的选择无关 E 0V 1V 2V 1V 思考 怎么比较电场中两点电势高低呢 方法一 根据电场线方向来确定电势高低 沿着电场线的方向 电势逐渐降低 方法二 根据电势差定义式来判断 练习 下列关于电势高低的判断正确的是 负电荷从A移动到B时 外力做正功 A点的电势一定较高 负电荷从A移动到B时 电势能增加 A点的电势一定较低 负电荷从A移动到B时 电势能增加 A点的电势一定较高 初速度为零的正电荷只在电场力的左右下从A移动到B A点的电势一定较高 CD 小结 一 电势能 电场力做正功 电势能减小 电场力做负功 电势能增加 二 电势差 三 电势 五 电场力的功 电势能 电势 电势差 电场线的关系 五 等势面 1定义 电势相等的点所构成的面 等势面是虚拟的 为了描述电场的性质而假象出来的 实际上不存在的 点电荷的电场的等势线 等量异种电荷电场的等势面 等量同种电荷电场的等势面 匀强电场的等势面 2特点 1 在同一等势面上的任意两点间移动电荷 电场力不做功 2 电场线跟等势面垂直 且由电势较高的等势面指向电势较低的等势面 3 等差等势面密处场强大 电场线密 等差等势面疏处场强小 电场线疏 4 不同等势面在空间不相交 不相切 例 关于等势面正确的说法是 A 电荷在等势面上移动时不受电场力作用 所以不做功B 等势面上各点的场强大小相等C 等势面一定跟电场线垂直D 两等势面不能相交 CD 3 几种常见电场的等势面 1 匀强电场的等势面 a 电场线和等势面都是均匀分布的 b 电场线越密 场强越强 等差等势面越密 c 电场线方向就是电势降落的方向 2 点电荷电场的等势面 a 等势面为同心球面 b 越近电荷 等差等势面越密 c 沿电场线方向电势降低 练习 如图 虚线a b c势某静电场中的三个等势面 它们的电势a最大 c最少 一带正电的粒子射入电场中 其运动轨迹如图实线KLMN所示 由图可知 粒子从K到L的过程中 电场力做负功粒子从L到M的过程中 电场力做负功粒子从K到L的过程中 电势能增加粒子从L到N的过程中 动能减少 AC 3 等量异种电荷电场的等势面 a 以两点连线为轴 等势面上下对称 轴上电势由正电荷指向负电荷逐渐降低 b 以两点连线中垂线为轴 等势面左右对称 中垂线即为一个等势面 若无穷远处电势为零 则该等势面上的电势也为零 c 接近点电荷处 等势面的形状接近圆形 a 以两点连线为轴 等势面上下对称 连线上电势由两边向中间逐渐降低 b 以两点连线中垂线为轴 等势面左右对称 在中垂线上从中间相两边电势逐渐降低 c 接近点电荷处 等势面的形状接近圆形 4 等量同种正电荷的电场的等势面 地球附近的引力场 存在于电荷周围的场 重力场强度g G m 方向 垂直于该点的切面向下 电场强度E F q 方向 正电荷在该点所受电场力方向 重力G mg 电场力F qE WAB mghAB只与始 末位置有关 与路径无关 WAB qUAB只与始 末位置有关 与路径无关 高度差hAB hA hB 与参考点选取无关 电势差UAB A B 与参考点选择无关 构建知识结构 重力势能EP mgh 与参考平面选取有关 电势能 q 选学 与参考平面选取有关 重力做正功 重力势能减少 转化为其他形式的能 重力做负功 重力势能增加WAB EPA EPB 电场力做正功 电势能减少 转化为其他形式的能 电场力做负功 电势能增加 WAB A B 高度h与参考点的选取有关 具有相对性 电势 与参考点的选取有关 具有相对性- 配套讲稿:
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- 关 键 词:
- 势能 电势 电势差
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