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1、4 电势能和电势 思考 试探电荷静止的放入电场中 将如何运动 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 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 W Fcos AB qE AM q W1 qE AM W2 0 所以 全过程做功W W1 W2 qE AM 乙 沿曲线ANB呢 用无数组跟静电力垂直和平行的折线来逼近ANB W qE AM 由以上的推导我们发现了什么 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 W Eqd 适合匀强电场 d为沿电场线方向距
2、离 二 电势能 电场中的电荷由于受到电场力作用而具有的势能 重力做功与重力势能的关系 1 定义 WG EP1 EP2 EP 1 重力做正功 重力势能减少 重力做负功 即物体克服重力做功 重力势能增加 重力做的功等于重力势能的减少量 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 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 如果放在电场中的不是正电荷而是负电荷 情况又是怎么样 二 电势能 电荷在电场中由相对位置决定的能量叫电势能 1 定义 2 静电力做的功等于电势能的减少量 WAB EPA EPB 电荷在某点的电势能 在数值上等于把它从该点移动到零势能位
3、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 4 理解 1 电荷在电场中每一个位置都有一定的电势能 2 电势能大小具有相对性 与参考平面有关 电势能的变化是绝对的与零电势能位置的选择无关 3 电势能是标量 但有正负 4 电势能是属于电荷和电场所共有 5 电势能的变化仅由电场力做功引起 与其他力做功无关 例1 如图 在场强的匀强电场中 点电荷q 1c从A移动到B AB相距L 1m 电场力做功为多少 电势能如何变化 即电势能减少 A B 沿电场线方向电势逐点降低 取O点的电势能为零 则 EPA qELCOS 讨论电势能与电荷的比值 比值与试探电荷无关 反应电场本身的性质 电荷
4、在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值 标量 2 公式 3 单位 伏特符号为V 1V 1J C 三 电势 1 定义 带符号运算 不能说 与q成反比 与EP成正比 4 理解 1 电势是标量 但有正负 2 电势具有相对性 电势的值与零电势的选取有关 3 沿着电场线的方向 电势越来越低 4 电势由电场本身决定 与试探电荷无关 2 关于公式可知 A 电场中某点的电势 与放在该点电荷具有的电势能成正比B 电场中某点的电势 与放在该点电荷的电荷量成反比C 电场中某点的电势 与该点是否有电荷 电荷的正负及电荷量的大小无关D 放入电场中某点的点电荷不同 电势能也不同 但电势能与电荷量的比值保持不变 CD 1
5、 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 3 电势为负数时 负号表示方向吗 例3 将一电量为的点电荷从电场外一点P移至电场中某点A 电场力做功 求A点的电势 解 设场外一点P的电势为 点评 电势的确定首先要确定零电势处 且电势可以为负 思考电势高低判断方法 1 电场线法2 计算法 四 等势面 1 定义 电场中电势相同的个点构成的面 认识几种等势面 2 特点 1 等势面与电场线处处垂直 2 电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面 3 匀强电场中等差等势面间距相等 小结 1 电场力做功特点 匀强电场电场力做功计算 3 电势的计算 相对性 2 电势能和电场力做功与电势能变化关
6、系 达标训练 1 一个点电荷 从静电场的a点移到b点 其电势变化为零 则 A a b两点场强一定相等B 该点电荷一定沿等势面移动C 作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是垂直的D a b两点的电势一定相等 D 2 如图四所示 为电场中心一条电场线 一个点电荷由静止开始 只在电场力作用下 从A点移到B点 下面论述正确的是 A A处场强大于B处场强 B 点电荷在A处电势能大于在B处电势能 C 点电荷带负电 D 由A到B点电荷受到电场力越来越小 B 3 下列说法中正确的是 A 沿着电场线的方向场强一定越来越弱B 沿着电场线的方向电势一定越来越低C 匀强电场中 各点的场强一定大小相等 方向相同D 匀强电场中 各点的电势一定相等 BC 4 有一个电量q 3 10 6C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B点为零电势 求 A C两点的电势和该电荷在A C两点的电势能
