電勢(shì)能和電勢(shì)(貫穿類比和微元法)

1、+q,,重力不計(jì)的帶電粒子靜止放入勻強(qiáng)電場(chǎng)中靜止釋放,情景一,,,,+q,,重力不計(jì)的帶電粒子在沒有電場(chǎng)的區(qū)域靜止釋放,重力不計(jì)的不帶電粒子在有電場(chǎng)的區(qū)域靜止釋放,各會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？,情景二,情景三,情景一：在靜電力作用下電荷做加速運(yùn)動(dòng),一段時(shí)間后獲得一定的速度,試探電荷的動(dòng)能增加.,什么能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的呢?,,,,+q,A,,B,M,W乙= qE·|AB|cosθ=qE·|AM|,W甲= W1+W2=qE·

2、|AM|+0=qE ·|AM|,甲,乙,問題1：勻強(qiáng)電場(chǎng)中，靜電力做功的特點(diǎn),,+q,A,B,M,,,,,,,,,,,,,,,W丙= qE·|AM|,結(jié)論：勻強(qiáng)電場(chǎng)中，靜電力做功與路徑無(wú)關(guān),由初末位置來決定.,W甲= W1+W2=qE·|AM|,丙,W乙= qE·|AB|cosθ=qE·|AM|,.,.,.,.,問題1：勻強(qiáng)電場(chǎng)中，靜電力做功的特點(diǎn),微元法,問題2：在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中，靜電力

3、做功也與具體路徑無(wú)關(guān)嗎？,把非勻強(qiáng)電場(chǎng)無(wú)限細(xì)分為無(wú)數(shù)個(gè)小塊兒電場(chǎng)，要多小有多小，直到每一塊可以看做勻強(qiáng)電場(chǎng)為止。當(dāng)然每小塊電場(chǎng)中靜電力做功與路徑都無(wú)關(guān)，所以可以得出結(jié)論，整個(gè)電場(chǎng)中靜電力做功與路徑都無(wú)關(guān)。,結(jié)論：靜電力做功特點(diǎn)——做的功與路徑無(wú)關(guān)，只與初末位置有關(guān),微元法,重力做功與通過的路徑無(wú)關(guān)，只與始末位置的相對(duì)高度有關(guān)。,靜電力做功與通過的路徑無(wú)關(guān)，只與始末位置在電場(chǎng)線方向上的距離有關(guān)。,重力勢(shì)能：物體由于高度和位置而具有的能量，

4、叫重力勢(shì)能（EP）。,,電勢(shì)能：由于移動(dòng)電荷時(shí)靜電力做功與移動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)，電荷在電場(chǎng)中也具有勢(shì)能，這種勢(shì)能我們叫做電勢(shì)能。電勢(shì)能用Ep表示。,1、定義：電荷在電場(chǎng)中具有與其位置有關(guān)的能量叫電勢(shì)能。,一、靜電力做功特點(diǎn)：做的功與路徑無(wú)關(guān)，只與初末位置有關(guān),二、電勢(shì)能,符號(hào)：EP 標(biāo)量,單位：焦耳（J） 常用單位：電子伏特（eV） 1eV=1.6×10-19J,,重力做正功，重力勢(shì)能減少；重力做負(fù)功，重

5、力勢(shì)能增加。,靜電力做正功，電勢(shì)能減少；靜電力做負(fù)功，電勢(shì)能增加。,靜電力做的功等于電勢(shì)能的減少量。,重力做的功等于重力勢(shì)能的減少量。,電勢(shì)能與重力勢(shì)能的對(duì)比,+q,重力勢(shì)能是相對(duì)零勢(shì)能面的。,某點(diǎn)的電勢(shì)能也是相對(duì)零電勢(shì)能點(diǎn)的。,電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能，等于把它從該點(diǎn)移動(dòng)到零勢(shì)能位置時(shí)所靜電力做的功。,,某點(diǎn)的重力勢(shì)能，等于把物體從該點(diǎn)移到零勢(shì)能面重力做的功！,,電勢(shì)能與重力勢(shì)能的對(duì)比,,1、定義：電荷在電場(chǎng)中具有與其位置有關(guān)的能量叫電勢(shì)能

6、。,一、靜電力做功特點(diǎn)：做的功與路徑無(wú)關(guān)，只與初末位置有關(guān),二、電勢(shì)能,符號(hào)：EP 標(biāo)量,單位：焦耳（J） 常用單位：電子伏特（eV） 1eV=1.6×10-19J,2、相對(duì)性。通常把電荷在離場(chǎng)源電荷無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)能規(guī)定為0，或把電荷在大地表面上的電勢(shì)能規(guī)定為0.,3、系統(tǒng)性，電荷和電場(chǎng)系統(tǒng)所共有的。,q,A,已知AB=BC=L,取電荷在C點(diǎn)的電勢(shì)能為零，分析不同的電荷在電場(chǎng)中的A點(diǎn)和B點(diǎn)具有的電

7、勢(shì)能？,B,C,,+,B點(diǎn)EPB/q,B點(diǎn)q/EPB,+q,+2q,-q,+nq,-2q,EqL,2EqL,nEqL,-EqL,-2EqL,-nEqL,2EqL,4EqL,2nEqL,-2EqL,-4EqL,-2nEqL,A點(diǎn)EPA/q,EL,EL,EL,EL,EL,EL,2EL,2EL,2EL,2EL,2EL,2EL,1/EL,1/EL,1/EL,1/EL,1/EL,1/EL,+,,,+,+,-nq,問題：能否用電勢(shì)能表示電場(chǎng)能的特性

8、？,,,,,A,C,思考討論：能否證明，對(duì)于非勻強(qiáng)電場(chǎng)，電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能與電荷量之間的比值，也是確定的？,+q,+2q,-q,+nq,-2q,-nq,B,w1,w2,2w1,2w2,nw1,nw2,-w1,-w2,-2w1,-2w2,-nw1,-nw2,w1/q,w1/q,w1/q,w1/q,w1/q,w1/q,q/w1,q/w1,q/w1,q/w1,q/w1,q/w1,w2/q,w2/q,w2/q,w2/q,w2/q,w2/

9、q,當(dāng)電荷帶電量為+qB到C靜電力做功w1A到C靜電力做功w2,微元法,電荷電場(chǎng)中在某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量的比值,1 V = 1 J/C,三、電勢(shì),1. 定義:,2. 公式:,3. 單位: 伏特(V),例題1、 （1）把 的試探電荷放在電場(chǎng)中的A點(diǎn)，具有 的電勢(shì)能 ,求A點(diǎn)的電勢(shì)？,（2）若把 的試探電荷放在電場(chǎng)中的A點(diǎn),則A點(diǎn)電勢(shì)變?yōu)椋?,（3

10、）若沒有試探電荷放在電場(chǎng)中的A點(diǎn),則A點(diǎn)電勢(shì)變?yōu)椋?電荷電場(chǎng)中在某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量的比值,1 V = 1 J/C,三、電勢(shì),1. 定義:,2. 公式:,3. 單位: 伏特(V),4、電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)的大小是由電場(chǎng)本身的性質(zhì)決定的，與放不放電荷及放什么電荷無(wú)關(guān)。即 與Ep、q無(wú)關(guān),1、定義：電荷在電場(chǎng)中具有與其位置有關(guān)的能量叫電勢(shì)能。,一、靜電力做功特點(diǎn)：做的功與路徑無(wú)關(guān)，只與初末位置有關(guān),二、電勢(shì)能,2、電勢(shì)能是相對(duì)的，

11、與零電勢(shì)能面選擇有關(guān),3、電場(chǎng)力做的功與電勢(shì)能變化的關(guān)系,即：靜電力對(duì)電荷做正功，電荷的電勢(shì)能減少靜電力對(duì)電荷做負(fù)功，電荷的電勢(shì)能增加,電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，靜電力做的功等于電勢(shì)能的減少量WAB = EPA- EPB＝-△EPAB,電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能，等于把它從該點(diǎn)移動(dòng)到零勢(shì)能位置時(shí)靜電力所做的功。,將帶電量為6×10-6C的負(fù)電荷從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)，克服電場(chǎng)力做了3×10-5J的功，再?gòu)腂移到C，電場(chǎng)力做了

12、1.2×10-5J的功，則（1）電荷從A移到B，再?gòu)腂移到C的過程中電勢(shì)能共改變了多少？（2）如果規(guī)定A點(diǎn)的電勢(shì)能為零，則該電荷在B點(diǎn)和C點(diǎn)的電勢(shì)能分別為多少？（3）如果規(guī)定B點(diǎn)的電勢(shì)能為零，則該電荷在A點(diǎn)和C點(diǎn)的電勢(shì)能分別為多少？,增加了1.8×10-5J.,EPC=1.8×10-5 J,EPC=-1.2×10-5 J,EPB=3×10-5 J,EPA= -3×10-

13、5 J,例題1、 （1）把 的試探電荷放在電場(chǎng)中的A點(diǎn)，具有 的電勢(shì)能 ,求A點(diǎn)的電勢(shì)？,（2）若把 的試探電荷放在電場(chǎng)中的A點(diǎn),則A點(diǎn)電勢(shì)變?yōu)椋?（3）若沒有試探電荷放在電場(chǎng)中的A點(diǎn),則A點(diǎn)電勢(shì)變?yōu)椋?（4）若把 的試探電荷放在電場(chǎng)中的B點(diǎn),電荷所具有的電勢(shì)能為 ，分析該電荷在A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)和電勢(shì)能