4 电势能 电势与电势差 第一章 静电场 重力做功与路径无关，只与初、末位置的高度差有关. 复习回顾 WG = Ep1-Ep2 B h1 参考平面 h2 A h θ m l Δh1 Δh2 Δh3 物体从A沿直线运动到B 物体从A沿任意曲线运动到B 1.类比重力做功，理解电场力做功的特点. 2.用类比法研究电场能的性质，理解电势能、电势、电势差之间的联系. 3.会从电场力做功的角度分析电势能、电势的变化. (重点) 4.了解用等势面描述电场的方法. 一、电场力做功的特点 一个电荷在电场中某点由静止释放,将如何运动? 在电场力作用下电荷将做加速运动,一段时间后, 电荷的动能增加.是什么能转化为电荷的动能呢? E + F 地球 m mg 场方向 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，只与电荷的起点位置和终点位置有关. 对于非匀强电场也适用 B + M A F ? q + WAB = F·|AB|cosθ=qE·|AM| 把正电荷沿不同路径从A点移到B点，电场力做功有何不同？ E 类比：重力和电场力做功的特点 做功的过程是一个能量转化的过程.重力做功改变物体的重力势能. 与重力势能类似，电荷在静电场中也具有势能，叫做电势能，用符号Ep表示 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. A B E + v A B E + v 如果是负电荷情况相反 二、电势能 电场力做的功等于电势能的减少量 重力做正功,重力势能减少. 电场力做正功,电势能减少. 重力做负功,重力势能增加. 电场力做负功,电势能增加. 电荷在电场中具有的与其位置有关的能量. 电势能为负表示电荷在该处的电势能比零还要小. 2.电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性. 1.电势能是相对的，与零电势能面有关. 3.电势能是标量. 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的电势能规定为零. 注意： 用类比法研究电场能的性质 重力场 电场 势 差 1.WAB∝G， WAB/G ———恒量hAB 1.WAB∝q， WAB/q———恒量UAB 2.比值定义法： 高度差hAB=WG/G 2.比值定义法： 电势差UAB=WAB/q hAB与G无关，只取决于始、末的位置. UAB与q（包括大小、正负）无关，只取决于始、末的位置. 1.定义:规定A、B两点的电势之差φA-φB为A、B两点的电势差 3.单位: 伏特(V) 4.电势差是标量: 1V=1J/C 2.定义式: 正负代表一点比另一点电势高或低. 电场中A、B两点间的电势差UAB,在数值上等于把单位正电荷由A点移动到B点时,电场力所做的功WAB. 三、电势差 WAB=qUAB 6.电场力做功： 5.决定因素: WAB跟路径无关,UAB也跟路径无关，且跟WAB 和q都无关,只是由电场本身和两点位置决定. 7.拓展：电子伏特 电子伏特: 1.定义：1电子伏特(简称电子伏，符号：eV)，就是在电压为1V的两点间移动一个电子时电场力所做的功. 2.应用：在W=qU中. q — 元电荷.U — 伏.W — 电子伏特 3.物理意义：电子伏特是电场力的功的一种单位，即为能量单位. 4.电子伏与焦耳的关系： 1 eV=1.6×10－19J 用类比法研究电场能的性质 重力场 电场 高度是特殊的高度差 电势是特殊的电势差 高度差hAB =hA - hB hA = hAO = hA - hO hA=hAO =WAO/G UAB =φA-φB φA =UAO= φA - φO φA=UAO = WAO/q 一般取地面或最低点为参考点 一般取无穷远处或电场中的接地点为参考点 1.定义: 场中某点的电势数值上等于把单位正电荷由该点移动到参考点(零电势点)时电场力所做的功. 4.单位:伏特(V) 3.标量:正负代表高低 5.电势差和电势的关系: 四、电势 2.公式： 1.高度差、高度与零高度点的选择有关吗？ 2.电势差、电势与零电势点的选择有关吗？ 【交流讨论】 A B C D 0V 1V 2V 3V 高度差是绝对量,高度是相对量 E 0V 1V 2V -1V 电势差和电势的关系 电势差是绝对量,电势是相对量 电势差与零电势点的选 ... ...
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