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1、4.电势能和电势第一章 静电场思思考考EF+qAB1.1.点电荷点电荷q q在电场中由静止释放在电场中由静止释放, ,将如何运动将如何运动? ?2.2.能否从能量的角度解释动能的增加能否从能量的角度解释动能的增加? ?静静电电力力做做功功MEW = F|AB| cos = qE|AM|AM|1.1.将电荷将电荷q q从从A A沿直线移至沿直线移至B:B:AB+q q+q qF静静电电力力做做功功MEAB2.2.将电荷将电荷q q从从A A沿折线移至沿折线移至B:B:对对AM:AM:W1 = q E |AM|对对MB:MB:W2 = 0对全程对全程: : W = W1 + W2= q E|AM|
2、+q qF+q qF静静电电力力做做功功3.3.将电荷将电荷q q从从A A沿曲线移至沿曲线移至B:B:MEAB+q qFEAB+q qF+q qF+q qF+q qFW = W1 + W2 + W3 + = q E|AM|W1 = q E x1W2 = q E x2W3 = q E x3 Mx1 + x2 + x3 +=?X1x2静静电电力力做做功功4.4.将电荷将电荷q q从从A A沿其它曲线移至沿其它曲线移至B B，静电力，静电力做功？做功？5. 5. 如果移动负电荷，如果移动负电荷，1414结论又如何？结论又如何？MEABq qFB+MAFq q+静静电电力力做做功功特特点点 在在匀强
3、电场匀强电场中移动电荷时中移动电荷时,静电力静电力做的功与电荷经过的做的功与电荷经过的路径无关路径无关,与电与电荷的荷的起始起始位置和位置和终止终止位置有关（位置有关（与初、与初、末两点在末两点在电场线上的距离电场线上的距离有关）。有关）。这个结论适合于其这个结论适合于其它电场吗？它电场吗？(对于对于非匀强电场非匀强电场也适用也适用)回回顾顾：重重力力做做功功特特点点hABCmg mg mg 1.1.在这三次情况下：重力做功关系？在这三次情况下：重力做功关系？2.WG = m g h3.3.可以引进可以引进重力势能重力势能的概念的概念电电势势能能1. 1. 因为在电场中移动电荷时因为在电场中移
4、动电荷时静电力做功静电力做功与与移动路径无关移动路径无关, ,所以电荷在电场中有所以电荷在电场中有电势能电势能(Ep)(Ep)讨讨论论下列电荷在电场中移动时下列电荷在电场中移动时, ,静电力做什么功静电力做什么功? ?电荷的电势能如何变化电荷的电势能如何变化? ?若在电场中移动的是负电荷呢若在电场中移动的是负电荷呢? ?EABAB+FF+E-FF电电势势能能1.1.因为在电场中移动电荷时因为在电场中移动电荷时静电力做功静电力做功与与移动路径无关移动路径无关, ,所以电荷在电场中所以电荷在电场中有有电势能电势能(Ep)(Ep)2.2.静电力对电荷做静电力对电荷做正功正功 , , 电荷的电势能电荷
5、的电势能减少减少 。( (负功负功) )W WF F = E = EP1P1 - E - EP2P2 = - = -EEP P(增加增加)静电力做的功等于电势能的静电力做的功等于电势能的减少量减少量. .练练习习有一电荷量有一电荷量q=-310q=-310-6-6C C的点电荷的点电荷, ,从电场中从电场中的的A A点移到点移到B B点时点时, ,克服静电力做功克服静电力做功610610-4-4J,J,从从B B点移到点移到C C点时静电力做功点时静电力做功910910-4-4J.J.问问: :1.1.以以B B为零势能点，电荷为零势能点，电荷A A点时的电势能点时的电势能E EPA1PA1是
6、多少是多少? ?2.2.如选取如选取C C点的电势能为零点的电势能为零, ,则电荷则电荷A A点时的点时的电势能电势能E EPA2PA2又是多少又是多少? ?电电势势能能1.1.因为在电场中移动电荷时因为在电场中移动电荷时静电力做功静电力做功与与移动路径移动路径无关无关, ,所以电荷在电场中有所以电荷在电场中有电势能电势能(Ep)(Ep)2.2.静电力对电荷做静电力对电荷做正功正功 , , 电荷的电势能电荷的电势能减少减少 。( (负功负功) )W WF F = E = EP1P1 - E - EP2P2 = - = -EEP P(增加增加)静电力做的功等于电势能的静电力做的功等于电势能的减少
7、量减少量. .3.3.电势能具有相对性电势能具有相对性, ,电荷在某点的电势能电荷在某点的电势能, ,等于静电等于静电力力把它从该点移动到零势能位置时把它从该点移动到零势能位置时所做的功。所做的功。 (通常把离场源通常把离场源无限远处无限远处或或大地表面大地表面的的电势能规定为零电势能规定为零)讨讨论论1.1.若在若在ABAB两点间分别移动正、负电荷，请比较电两点间分别移动正、负电荷，请比较电荷电势能的变化荷电势能的变化MEABL+q qFE EPAPA = q E L COS = q E L COS2.2.若取若取B B点的电势能为零点的电势能为零, ,则则A A点的电势能为多少点的电势能为
8、多少? ?3.3.点电荷的电量为点电荷的电量为2q2q、3q3q、 则则A A点的电势能为多少点的电势能为多少? ?4.4.分析分析E EPAPA/q/q一定吗？一定吗？E EPAPA / q = E L COS / q = E L COS5.5.点电荷的电量为点电荷的电量为-q-q、-2q-2q、 -3q -3q、 则则A A点的电点的电势能为多少势能为多少? ?电势能与电量的比值为多少电势能与电量的比值为多少? ?电电势势电荷在电场中某一点的电势能电荷在电场中某一点的电势能与与它的电荷量的比值它的电荷量的比值1 V = 1 J/C1. 1. 定义定义: :2. 2. 公式公式: :3. 3
9、. 单位单位: : 伏特伏特(V)(V) ( (计算时要代入正负号计算时要代入正负号) )1. 电势具有电势具有相对性相对性,确定电势确定电势,应先规定应先规定电场中某处的电势为零电场中某处的电势为零.(.(通常规定离场通常规定离场源电荷源电荷无限远处无限远处或或大地大地的电势为零的电势为零.).)结论：结论：此比值与电荷的电量此比值与电荷的电量 、电性都无关，是定值！、电性都无关，是定值！练练习习 例例3. 将一电量为将一电量为 的点电荷的点电荷从电场外一点从电场外一点P移至电场中某点移至电场中某点A, 电场力电场力做做 功功 ,求求A点的电势点的电势.解解: 场外一点场外一点P的电势为的电
10、势为从从P A,电场力做的功电场力做的功 PAEW-= 点评点评: :计算电势首先要规定计算电势首先要规定零电势处零电势处, ,且电势可以为负且电势可以为负. .电电势势2. 2. 电势是电势是标量标量, ,有正负有正负, ,数值取决于数值取决于零零电势电势的选取的选取.(.(负电势表示该处的负电势表示该处的电势电势比比零电势处零电势处电势电势低低.).)1. 1. 电势具有电势具有相对性相对性, ,确定电势确定电势, ,应先规应先规定电场中某处的电势为零定电场中某处的电势为零.(.(通常规定离通常规定离场源电荷场源电荷无限远处无限远处或或大地大地的电势为零的电势为零.).)3.3.沿着电场线方向沿着电场线方向, ,电势降低电势降低. .
