人教版高中物理选修3-1课件：14电势能和电势(共31张)000

3.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.)
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例2. 将一电量为 ,求A点的电势.
的点电荷从电场q外一2点P移1至0电6场c中某点A, 电场力做 功
4105J
解:
设场外一点P的电势为
p 0
从P A,电场力做的功
W E PA
E P A W 4 1 5 0 J
的电场分布图又是怎样的呢？（正像地理上描绘的地形图与矿产资源分布图不一样，电场 的力的分布图与能的分布图肯定也是不一样的。）用什么办法可以描绘出电场的能的分布 图呢？
我们知道，电场中每个点的电势一般是不相同的，但仍
然有许多点的电势是相同的。例如点电荷形成的电场中，离 场源距离相等的各点电势都是相同的（ φA=φB ），若把这 些点连起来，则构成一个曲面，我们把这个面叫做“等势 面”。
2. 静电力做的功等于电势能的减少量 WAB = EPA - EPB
3. 电荷在某点的电势能,等于静电力把它 从该点移动到零势能位置时电场力所做的功.
(通常把离场源无限远处或大地表面的电势能规定为零)
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什么是比值定义法?之前学过的什么物理量是通过它定义 的?
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势面的法线表示了电场的方向，电场线的方 向是由高等势面指向低等势面。 （4）匀强电场的等势面是一组相互平行的疏密均 匀的平面；
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几种常见电场的等势面分布图谱：
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离导体表面越近，等势面的形状与 导体表面越相似。
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1.处于静电平衡状态的导体上各点的电势处处相等，整个导体是一个等势体。
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讨论电势能与电荷的比值? 取O点的电势能为零, 则:
EPA = q E L COSθ 2020/12/18
+ A
E
L θ
O
EPA ELCOSθ q
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三. 电势
1. 定义:
电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值
2. 公式:
EP q
3. 单位: 伏特 符号为V
1 V = 1 J/C
AEqPA2 4 1 1 0 06 5V2V 0
点评:电势的确定首先要确定零电势处,且电势可以为负.
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思考
在上面关于电势能和电势的讨论及插图中,我们一直把试探电荷q当作正 电荷处理.请把q当做负电荷,重复以上讨论.其结果与上面的结果是否一致?
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前面我们曾经用电场线描绘了电场的力的性质的分布图，那么从能量的角度描绘出来
·B ·A
·Q ·C
在地图上我们常用等高线来表示地形的高低，与此相似，电场中常用“等势面”来表 示电势的高低。
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四、等势面：电场中电势相同的各点构成的面。
（1）在同一等势面上移动电荷，电场力不做功； （2）等势面与电场线处处垂直； （3）等势面间的疏密程度表示了场强的大小；等
节电势能和电势
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试探电荷静止的放入电场中,将如何运动? +
E F
电荷做加速运动,一段时间后获得一定的速度,试探电荷的动能增加.
讨论：什么能转换为动能的呢?
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将试探正电荷q在电场强度为E的匀强电场中沿几条不同路径从A点移动 到B点,静电力对电荷做功分别为多少?
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A
沿直线
B
q ө A
甲
W=F cosθ·|AB|=q E ·|AM|
E B F M
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4
A
沿 折 线AMB
B
A
M
өq A
B q
F M
甲 W1=qE ·|AM|
E F
M
B
W2=0
所以：全过程做功 W=W1+W2=q E·|AM|
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因为处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零，在导体的任意
B·
两点间移动电荷电场力都不做功，表明导体内各点（包括表面）
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类似重力势能,首先要确定零电势能处.
设A点的电势能
EPA 0
W ABEPA EPB
E PB W AB 130 J
点评:
1.确定电势能,首先要确定零电势能处. 2.电势能为负表示电荷在该处的电势能小于势能 1. 定义:
电场中的电荷由于受到电场力 作用而具有的势能。
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我们学过了什么物理量做功与路径无关,只与初末位置有关?
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重力场
重力场与电场的类比
电场
m mg
场方向
地球
+q qE 场方向
负电荷
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地球附近的重力场跟电荷的电场相似
-q qE 场方向
正电 荷
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重力做功与重力势能的关系
重力做的功等于重力势能的减少量. WG = EP1 - EP2 = -ΔEP
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例1. 如图,在场强 功为多少?电势能如何变化?
E 1 0 NC 的匀强电场中,点电荷q=+1C3从A移动到B,AB相距L=1m,电场力做
W=E q L=
103 J
A
q
EpW13 0J
即电势能减少
103 J
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E B F
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要想确定电荷q在B点的电势能,该怎么办? ( 提示:类似于重力势能的确定 )
沿曲线ANB呢?
E B N F A 乙
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用无数组跟静电力垂直和平行的折线来逼近ANB E
M
乙 W = q E·|AM|
由以上的推导我们发现了什么?
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一.静电力做功的特点
在匀强电场中移动电荷时,静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关,但与 电荷经过的路径无关.
推广:非匀强电场也适用.
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1.沿着电场线方向,电势将怎样变化?
2.如何确定电场中某点的电势?
(提示:类比于电势能的确定.) 3.电势为负数时,负号表示方向吗?
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1. 电场线指向电势降低的方向
2.与电势能的情况相似,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. 重力做正功,重力势能减少. 2. 重力做负功,即物体克服重力做功, 重力势能增加.
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电场力做功与电势能的关系
E
v
A
+
B
E
v
A
+
B
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.
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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.