1.4电势能和电势课件新人教版选修3-1讲义.ppt

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