2.1 电场力做功与电势能 课件(鲁科版选修3-1) (1)

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1、2.1电场力做功与电势能1．理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系．2．理解电势的概念，知道电势是描述电场的能的性质的物理量．了解等势面的意义及与电场线的关系．3．理解电势差是描述电场的能的性质的物理量，熟练应用其概念及定义式：UAB＝WAB/q进行相关的计算．4．知道电势与电势差的关系UAB＝φA－φB，电势与零势面的选取有关.qEd路径初末位置重力电场减少量WAB＝EpA－EpB减少增加无限远处零势能参考点比值伏特标量降低电势无关φB－φA－UBA标量电压伏特V电势差路径五、等势面1．定义：电场中电势相等的点构成

2、的曲面叫等势面．2．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不相交．(3)电场线总是和等势面垂直，且从电势较高的等势面指向电势较低的等势面．等势面可以是封闭的，也可以是不封闭的．(4)在电场线密集的地方，等差等势面密集．在电场线稀疏的地方，等差等势面稀疏．(5)等势面是虚拟的，为描述电场的性质而假想的面.一、电场力做功与电势能的关系1．电场力做功和重力做功类比重力做功电场力做功相似点重力对物体做正功，物体重力势能减少，重力对物体做负功，物体重力势能增加．其数值与路径无关，只与始末位置

3、有关电场力对电荷做正功，电荷电势能减少，电场力对电荷做负功，电荷电势能增加．其数值与路径无关，只与始末位置有关重力做功电场力做功不同点重力只有引力，正、负功比较容易判断．例如，物体上升，重力做负功由于存在两种电荷，电场力做功和重力做功有很大差异．例如：在同一电场中沿同一方向移动正电荷与移动负电荷，电荷电势能的变化是相反的，电场力做功的正负也是相反的应用由重力做功的特点引入重力势能由电场力做功的特点引入了电势能特别提醒电场力做功只与始末位置有关，与之对应的能量变化也只与位置有关，所以当零势点确定后电荷在某一位置具有确定的能量——电势能．2．

4、电场力做功与电势能的关系(1)电场力做功一定伴随有电势能的变化，电势能的变化只有通过电场力做功才能实现．(2)电场力做正功，电势能一定减少，电场力做负功，电势能一定增加，电场力做功的值等于电势能的变化量，即WAB＝EpA－EpB.3．电场力做功的计算方法(1)功的定义法由公式WAB＝FxABcosθ计算，此公式只适用于匀强电场，又可变形为WAB＝Eqx，式中E为匀强电场的电场强度，x为电荷初、末位置在电场方向上的位移．(2)电势差法：WAB＝qUAB.(3)电势能变化法：WAB＝－ΔEAB＝EpA－EpB.(4)动能定理法：W电场力＋W其

5、他力＝ΔEk.二、电势1．电势的相对性(1)电势是相对的，只有先确定了零电势的位置，才能确定其它点的电势．(2)电场中某点的电势跟零电势位置的选择有关．(3)实际问题中，常选取无限远处电势为零，还常取大地电势为零．2．电势的固有性电势φ是表示电场能量属性的一个物理量，电场中某处φ的大小是由电场本身的条件决定的，与在该点处是否放着电荷、电荷的电性、电荷量均无关，这和许多用比值定义的物理量相同，如前面学过的电场强度E＝F/q.3．电势的标矢性(1)电势是标量，只有大小，没有方向．(2)电势有正、负，正值表示该点电势比零电势高，负值表示该点电势

6、比零电势低．(3)当规定了无限远处为零电势时，正电荷产生的电场中各点的电势均为正值，且越靠近正电荷的地方电势越高．负电荷形成的电场则相反．4．判断电势高低的方法电场具有力的性质和能的性质，描述电场的物理量有电势、电势能、静电力、静电力做功等，为了更好地描述电场，还有电场线、等势面等概念，可以从多个角度判断电势高低．(1)在正电荷产生的电场中，离电荷越近电势越高，在负电荷产生的电场中，离电荷越近，电势越低．(2)电势的正负．若以无穷远处电势为零，则正点电荷周围各点电势为正，负点电荷周围各点电势为负．(3)利用电场线判断电势高低．沿电场线的方

7、向电势越来越低．(4)根据只在静电力作用下电荷的移动情况来判断．只在静电力作用下，电荷由静止开始移动，正电荷总是由电势高的点移向电势低的点；负电荷总是由电势低的点移向电势高的点．但它们都是由电势能高的点移向电势能低的点．5．电势与电势能的区别与联系电势φ电势能Ep物理意义反映电场的能的性质的物理量，即已知电势就可以知道任意电荷在该点的电势能电荷在电场中某点所具有的能量相关因素电场中某一点的电势φ的大小，只跟电场本身有关，跟检验电荷q无关电势能大小是由点电荷q和该点电势φ共同决定的大小电势沿电场线逐渐下降，取定零电势点后，某点的电势高于零者

8、，为正值；某点的电势低于零者，为负值正点电荷(＋q)：电势能的正负跟电势的正负相同．负点电荷(－q)：电势能的正负跟电势的正负相反单位伏特V焦耳J联系Ep＝qφ3．电势差和电势的区别与联系电势