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1.4电势能和电势课件新人教版选修3-1讲义
4.电势能和电势 ;一、静电力做功的特点
1.静电力做功的计算公式:W= .
2.静电力做功的特点:静电力对电荷所做的功与电荷的起始位置和终止位置有关,而与电荷经过的路径 .
二、电势能
1.电势能:电荷在 中具有的势能.
2.与电场力的功的关系:
静电力的功等于电势能的 即WAB= .;3.电势能的确定:
(1)先确定零电势能位置.
(2)通常把电荷离场源电荷 电势能规定为零,或把电荷在大地表面上的电势能规定为零,电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该点移动到 位置时所做的功.
电势能是相对的.;三、电势
1.概念:电荷在电场中某点的电势能与它的电荷量的 .
2.公式和单位:电势的定义公式为 ,单位是 ,符号是 .
3.相对性:电势也是相对的,常取离场源电荷无限远处电势为零,大地的电势为零,电势可以是正值,也可以是负值,没有方向,因此是 .
4.与电场线关系:沿电场线的方向电势 .;四、等势面
1.定义:电场中电势相等的各点构成的面.
2.几种典型的电场的等势面;等势面;3.等势面的特点
(1)等势面一定跟电场线垂直,即跟场强方向垂直.
(2)电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面,两个不同的等势面永不相交.
(3)两个等势面间的电势差是恒定的,但在非匀强电场中,两个等势面间的距离并不恒定,场强大的地方,两等势面间的距离小,场强小的地方,两等势面间的距离大.
(4)在同一等势面上移动电荷电场力不做功.;
4.等势面的应用
(1)由等势面可以判断电场中各点电势的高低及差别.
(2)由等势面可以判断电荷在电场中移动时静电力做功情况.
(3)已知等势面的分布和其形状,再根据电场线与等势面相互垂直的特点,就能描绘出电场线的分布情况,确定电场的分布. ;一、电场力做功与电势能的变化
1.电场力做功的特点
电场力对电荷所做的功,与电荷的初末位置有关,与电荷经过的路径无关.
(1)在匀强电场中,电场力做功为W=qEd,其中d为电荷沿电场线方向上的位移.
(2)电场力做功与重力做功相似,只要初末位置确定了,移动电荷q做的功就是确定值.;
2.电场力做功正负的判断
(1)根据电场力和位移的方向夹角判断,此法常用于匀强电场中恒定电场力做功的判断.夹角为锐角做正功,夹角为钝角做负功.
(2)根据电场力和瞬时速度方向的夹角判断,此法常用于判断曲线运动中变化电场力的做功,夹角是锐角做正功,是钝角做负功,二者垂直不做功.;3.电场力做功与电势能变化的关系
电场力做功与重力做功类似,与路径无关,取决于初末位置,类比重力势能引入了电势能的概念.电场力做功与电势能变化的关系是电场力做功量度了电势能的变化:
(1)电场力做功一定伴随着电势能的变化,电势能的变化只有通过电场力做功才能实现,与其他力是否做功,及做功多少无关.
(2)电场力做正功,电势能一定减小;电场力做负功,电势能一定增大.电场力做功的值等于电势能的变化量,即;
WAB=EpA-EpB.;
【特别提醒】 (1)电场力做功只能决定电势能的变化量,而不能决定电荷电势能的数值.
(2)电荷在电场中的起始和终止位置确定后,电场力所做的功就确定了,所以电荷的电势能的变化也就确定了.
(3)电荷在电场中移动时,电势能的变化只与电场力所做的功有关,与零电势能参考点的选取无关.; 如右图所示,a、b为某电场线上的两点,那么以下结论正确的是( )
A.把正电荷从a移到b,静电力做正功,电荷的电势能减小
B.把负电荷从a移到b,静电力做负功,电荷的电势能增加
C.把负电荷从a移到b,静电力做正功,电荷的电势能增加
D.不论正电荷还是负电荷,从a到b电势能逐渐降低;解析:
答案: AB ;二、电场强度、电势和电势能的区别与联系;; 如右图所示,真空中等量异种点电荷放置在M、N两点,在MN的连线上有对称点a、c,MN连线的中垂线上有对称点b、d,则下列说法正确的是( )
A.a点场强与c点场强一定相同
B.a点电势一定小于c点电势
C.负电荷在c点电势能一定大于在a点电势能
D.正电荷从d点移到b点电场力不做功;解析: 根据真空中等量异种点电荷电场线分布特点,在MN的连线上对称点a、c场强一定相同,故A正确;因沿着电场线方向电势逐渐降低,但电场方向未知,则a点电势不一定小于c点电势,故B错误;电荷从a点移到c点,电场力做功正负未知,则不能判断电势能增减,负电荷在c点电势能不一定大于在a点电势能,故C错误;而MN连线的中垂线是等势线,其上的对称点b、d电势相等,则正电荷从d点移到b点电场力不做功,故D正确.
答案: AD;三、对等势面的理解
1.特点
(1)在同一等势面内任意两点间移动电荷时,电场力不做功.
(2)在空间没有电荷的地方两等势面
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