电势能和电势

1、重力做功的特点与路径无关，只与始末位置高度差有关2、重力势能的性质相对性、标量3、重力做功和重力势能的关系重力做功等于重力势能的减少ABMNE在场强为E的匀强电场中，AM两点之间的距离为d,有一带电量为q的正电荷沿不同的路径从A移动到B，计算这几种情况下电场力对电荷q所做的功：1、沿直线从A移动到B；2、沿折线AMB从A移动到B；3、沿任意曲线ANB从A移动到B。一、电场力做功的特点1、电场力做功与路径无关，只与始末位置有关。2、匀强电场中，电场力做功：W=qEd（d是始末位置沿电场线方向的位移）3、判断功的正负(1)根据电场力和位移（或速度）夹角(2)+q顺（逆）着电场线移动，W＞0（W＜0）—q顺（逆）着电场线移动，W＜0（W＞0）二、电势能（EP）1、定义：电荷在电场中，由于电场与电荷间的相互作用而具有的能量。2、电势能具有相对性通常取无穷远或大地为电势能的零点3、标量正、负号表示大小三、电场力做功与电势能的关系1、电场力做正功，电势能减少，减少的电势能等于电场力做的功。电场力做负功，电势能增加，增加的电势能等于克服电场力做的功。2、电场力做的功等于电势能的减少量。3、电荷在某点的电势能，等于电场力把它从该点移动到零势能位置时所做的功。练习：ab为电场中的两点，如果把q=－210-8C的负电荷从a点移到b点，电场力对该电荷做了410-7J的正功，则该电荷的电势能（）A、增加了410-7JB、增加了210-8JC、减少了410-7JD、减少了810-15J无论电荷是正、是负，只要电场力做正（负）功，电势能一定减小（增大）。练习：在甲、乙两图中，AOB是两点电荷的连线的垂直平分线，O是连线的中点。问：分别在甲图和乙图中，把单位正试探电荷从O点沿OA移动到无穷远处，静电力是否做功？电势能是否变化？怎样变化？AOBAOB甲图乙图练习：有一电荷量q=－3×10－6C的点电荷，从电场中的A点移动到B点时，克服静电力做功6×10－4J，从B点移到C点时静电力做功为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点的电势能为零，则电荷在A点时的电势能EPA2又是多少？练习：将一个－7C大的电荷从无穷远处移动到图中所示电场中的A点时，电荷的电势能为－140J，问此过程中静电力做功为多少？A有一电场强度为E的匀强电场，电场中A、O两点间距为L，连线与水平方向夹角为θ。若设电荷q在O点电势能为零，则A点电势能为多少？AoLθE四、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，叫做这一点的电势。2、定义式：3、单位：V（伏特）1V=1J/C一单位正电荷在一电场中的A点具有的电势能为5J，则A点电势为____；若在该点放入单位负电荷，则A点电势为______；若在A点不放入电荷，则A点电势为______5V5V5V电势是反映电场本身能的性质的物理量，与是否存在检验电荷、检验电荷的电量及电性无关。4、物理意义：描述电场能的性质的物理量5、相对性：取无穷远处或大地的电势为零6、标量：正、负号表示大小计算时代入正、负号7、判断电势高低的方法：（1）正电荷在电势能大的地方电势高；负电荷在电势能大的地方电势低。（2）顺着电场线的方向电势降低。1、电场强度大的地方电势不一定高2、电场强度相等的地方电势不一定相等比较下列三幅图中A、B两点的场强的大小及电势的高低ABABABEAEBEAEBEAEB＜＞＞＞＝＞如图所示的电场线，可判定（）A、该点电场一定是匀强电场B、A点电势一定低于B点电势C、负电荷放在B点电势能比A点的大D、负电荷放在B点所受电场力方向向右AB判断电势能高低的方法：1、电场力做正（负）功，电势能降低（升高）。2、正电荷在电势高（低）的地方，电势能大（小）；负电荷在电势高（低）的地方，电势能小（大）。提问：1、电场力做功特点2、电势能性质3、电场力做功与电势能关系4、电势的定义、定义式、性质5、判断电势高低的方法一、电势差（U）1、定义：电场中两点间电势的差值叫做电势差，也叫电压。2、公式：电场中某点与零电势点的电势差就是该点的电势。3、单位：伏特4、标量正负用来判断电势高低如图所示，如果B板接地，则A点电势为8V，M点电势为6V，N点电势为2V，M、N两点间的电势差是多少？如果改为A板接地，问:B点、M点、N点电势分别为多大？M、N两点的电势差是多少？＋＋＋＋＋＋－－－－－－EABMN5、电势具有相对性；电势差有绝对性二、电势差与静电力做功之间的关系1.公式：2.说明：1）该公式适用于任何电场2）计算时W、U、q均代入正负号例：在电场中把2.010－9C的正电荷从A点移到B点，静电力做功1.510－7J。再把这个电荷从B点移到C点，静电力做功－4.010－7J。1）A、B、C三点中哪点电势最高？哪点电势最低？2）A、B间，B、C间，A、C间的电势差各是多少?3)把－1.510－9C的点电荷从A点移到C点，静电力做多少功？在电场中将电荷q从A点移到B点，电场力做功W，电荷的电势能改变量Ep，A和B两点间电势差为U，则()A根据U=Ep/q，可以断定，Ep越大，这两点间电势差越大B根据U=Ep/q，可以断定，q越大，这两点间电势差越小CU与Ep和q均无关，U的大小由电场和AB的位置决定D根据Ep=qU可以断定，Ep与q成正比电势差与W（Ep）和q无关，只与两点位置有关。思考：在点电荷形成的电场中有A、B两点，若把单位正电荷由A点移动到无穷远处，电场力做功为WA，把单位正电荷由B点移动到无穷远处，电场力做功为WB。如果WA=WB，则A、B两点电势有什么关系？三、等势面1、定义：电场中电势相同的各点构成的面。2、等势面的形状：（1）点电荷电场（2）匀强电场（3）带电导体（4）等量同种点电荷（5）等量异种点电荷3、等势面的特点：（1）在同一等势面上两点间移动电荷，电场力不做功。但电场力不做功，电荷不一定沿等势面移动。（2）电场线和等势面垂直，并由电势高的等势面指向电势低的等势面。（3）两个相邻等势面间的电势差是相等的，这样的等势面叫做等差等势面。等差等势面密的地方场强大，等差等势面稀疏的地方场强小。（4）任何两个等势面都不相交。如图所示，B、C、D三点都在以点电荷+Q为圆心的某同心圆弧上，将一检验电荷从A点分别移动到B、C、D各点时，电场力做功的大小比较（）A、WAB＞WACB、WAD＞WABC、WAC＞WADD、WAB=WAC+QABCD某电场中三个等势面的分布如图所示，a、b为电场中两点，一负电荷放于a、b两点时，电势能分别为EPa和EPb，受到电场力大小分别为Fa和，Fb则()A、EPa＞EPb，Fa＞FbB、EPa＜EPb，Fa＜FbC、EPa＞EPb，Fa＜FbD、EPa＜EPb，Fa＞Fb－10V－20V－30Vab在匀强电场中，如图所示分布着A、B、C三点，当把一个电量q=10－5C的正电荷从A沿AB连线移动到B点时，电场力做功为零，从B移动到C点时，电场力做功为－1.73×10－3J。试判断该电场的方向，求场强大小。20cmCBA如图所示，三条虚线表示某电场中的三个等势面，其电势分别为10v，20v，30v,一个带电粒子只受电场力作用，按图中实线轨迹从A点运动到B点，则（）A、粒子带负电B、粒子在A点的速度大于在B点的速度C、粒子在A点的加速度大于在B点的加速度D、粒子在A点的电势能大于在B点的电势能AB10V20V30V