电场力做功与电势能1.ppt

二、电势能 电荷在某点的电势能，等于电场力把它从该处移动到零势能位置所做的功 三、电场力做功与电势能变化的关系 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? 取O点的电势能为零, 则: EPA = q E L COSθ 讨论电势能与电荷的比值? A L O θ E + * * * * * 试探电荷静止的放入电场中,将如何运动? E 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. + F 什么能转换为动能的呢? 第1节 电场力做功与电势能 M 一、电场力做功 E W = F·|AB| cosθ = q E·|AM| （1）.将电荷q从A沿直线移至B: A B ? + q + q F 1.公式推导 M ? E A B （2）.将电荷q从A沿折线移至B: 对A——M: W1 = q E ·|AM| 对M——B: W2 = 0 对全程: W = W1 + W2= q E·|AM| + q F + q F （3）.将电荷q从A沿曲线移至B: M ? E A B + q F E A B + q F + q F + q F + q F W = W1 + W2 + W3 +… = q E·|AM| W1 = q E ·x1 W2 = q E ·x2 W3 = q E ·x3 … … … … M x1 + x2 + x3 +…=? X1 x2 （4）.将电荷q从A沿其它曲线移至B，静电力做 功？ （5）. 如果移动负电荷，1—4结论又如何？ M ? E A B q F － E B + M A F ? q + 2. 静电力做功的特点 (1) 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,与电荷的起始位置和终止位置有关,与初、末两点在电场线上的距离有关 (2) 正电荷顺电场线移动，电场力做正功，负电荷顺电场线移动，电场力做负功， 正电荷逆电场线移动，电场力做负功，负电荷逆电场线移动，电场力做正功 (3). 这个结论适合于其它电场吗？ W = q E d 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? h 回顾重力做功的特点是什么? A B C mg mg mg 1.在这三次情况下 重力做功关系？ 2.WG = m g h 3.可以引进重力势 能的概念 1、定义：电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能，叫电势能。 2、特点 ①、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性 ②、电势能是标量。电势能为负表示电荷在该处的电势能小于零电势能处. ③、电势能是相对的，与零电势能面有关 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。 如图所示，匀强电场的场强方向水平向右，场强大小E=300N/C。一个质量为m=1.0g的带点小球，用长L=0.4m的丝线系住，丝线的另一端固定于电场中的O点。带点小球静止时，悬线与竖直方向的夹角为37。，现将带点小球拉至O的右方，从丝线水平的位置由静止释放， 求：（1）它下摆到最低点时的速度和最低点时悬线的张力？ （2）在下摆过程中小球的最大速度？ 讨论：在求重力势能时需要注意什么？其大小如何算？ 先选择零势能面，其数值等于从该点移到零势能点重力所做的功。可正可负,是标量 类比：根据重力势能的计算，试讨论如何计算电势能，需要注意什么问题？ 先选择零电势能点，其数值等于从该点移到零电势能点时电场力所做的功所做的功。可正可负 注意：标量，正负表示大小，正值说明电势能比零电势能大，负值说明电势能比零电势能小。 例：有一个带负电的点电荷，从某电场中的A点移动到B点，电荷克服电场力何做了6×10-4J的功，从B点移至C点，电场力对电荷做了9×10-4J的功，设A点为零电势能点，求：B、C两点的电势能各为多少？A与C之间的电势能之差为多少？ 一变：若以B点为零电势能点，A、C两点的电势能各为多少？ A与C之间的电势能之差为多少？ 二变：若以C点为零电势能点，A、C两点的电势能各为多少？ A与C之间的电势能之差为多少？ 结论：选择不同的零势能点，两点的电势能发生变化，但两点间的电势能之差却不变 电场力做功与电势能有什么关系？（联系重力做功与重力势能的关系） 电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能，叫电势能。 物体被举高具有重力势能。 1、电荷在电场中具有电势能。 重力对物体做正功，物体的重力势能减小 2、电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小 重力对物体做负功，物体的重力势能增大 3、电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大 重力做功的过程，就是重力势能改变的过程。 重力做正功，重力势能减小； 重力做负功，重力势能增加，且有：