電勢能和電勢(貫穿類比和微元法)

1、+q,,重力不計的帶電粒子靜止放入勻強電場中靜止釋放,情景一,,,,+q,,重力不計的帶電粒子在沒有電場的區(qū)域靜止釋放,重力不計的不帶電粒子在有電場的區(qū)域靜止釋放,各會發(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動,一段時間后獲得一定的速度,試探電荷的動能增加.,什么能轉(zhuǎn)化為動能的呢?,,,,+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：勻強電場中，靜電力做功的特點,,+q,A,B,M,,,,,,,,,,,,,,,W丙= qE·|AM|,結(jié)論：勻強電場中，靜電力做功與路徑無關,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：勻強電場中，靜電力做功的特點,微元法,問題2：在非勻強電場中，靜電力

3、做功也與具體路徑無關嗎？,把非勻強電場無限細分為無數(shù)個小塊兒電場，要多小有多小，直到每一塊可以看做勻強電場為止。當然每小塊電場中靜電力做功與路徑都無關，所以可以得出結(jié)論，整個電場中靜電力做功與路徑都無關。,結(jié)論：靜電力做功特點——做的功與路徑無關，只與初末位置有關,微元法,重力做功與通過的路徑無關，只與始末位置的相對高度有關。,靜電力做功與通過的路徑無關，只與始末位置在電場線方向上的距離有關。,重力勢能：物體由于高度和位置而具有的能量，

4、叫重力勢能（EP）。,,電勢能：由于移動電荷時靜電力做功與移動的路徑無關，電荷在電場中也具有勢能，這種勢能我們叫做電勢能。電勢能用Ep表示。,1、定義：電荷在電場中具有與其位置有關的能量叫電勢能。,一、靜電力做功特點：做的功與路徑無關，只與初末位置有關,二、電勢能,符號：EP 標量,單位：焦耳（J） 常用單位：電子伏特（eV） 1eV=1.6×10-19J,,重力做正功，重力勢能減少；重力做負功，重

5、力勢能增加。,靜電力做正功，電勢能減少；靜電力做負功，電勢能增加。,靜電力做的功等于電勢能的減少量。,重力做的功等于重力勢能的減少量。,電勢能與重力勢能的對比,+q,重力勢能是相對零勢能面的。,某點的電勢能也是相對零電勢能點的。,電荷在某點的電勢能，等于把它從該點移動到零勢能位置時所靜電力做的功。,,某點的重力勢能，等于把物體從該點移到零勢能面重力做的功！,,電勢能與重力勢能的對比,,1、定義：電荷在電場中具有與其位置有關的能量叫電勢能

6、。,一、靜電力做功特點：做的功與路徑無關，只與初末位置有關,二、電勢能,符號：EP 標量,單位：焦耳（J） 常用單位：電子伏特（eV） 1eV=1.6×10-19J,2、相對性。通常把電荷在離場源電荷無限遠處的電勢能規(guī)定為0，或把電荷在大地表面上的電勢能規(guī)定為0.,3、系統(tǒng)性，電荷和電場系統(tǒng)所共有的。,q,A,已知AB=BC=L,取電荷在C點的電勢能為零，分析不同的電荷在電場中的A點和B點具有的電

7、勢能？,B,C,,+,B點EPB/q,B點q/EPB,+q,+2q,-q,+nq,-2q,EqL,2EqL,nEqL,-EqL,-2EqL,-nEqL,2EqL,4EqL,2nEqL,-2EqL,-4EqL,-2nEqL,A點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：能否用電勢能表示電場能的特性

8、？,,,,,A,C,思考討論：能否證明，對于非勻強電場，電荷在電場中某點的電勢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,電荷電場中在某一點的電勢能與它的電荷量的比值,1 V = 1 J/C,三、電勢,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中的A點，具有 的電勢能 ,求A點的電勢？,（2）若把 的試探電荷放在電場中的A點,則A點電勢變?yōu)椋?,（3

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

11、與零電勢能面選擇有關,3、電場力做的功與電勢能變化的關系,即：靜電力對電荷做正功，電荷的電勢能減少靜電力對電荷做負功，電荷的電勢能增加,電荷從A點移動到B點，靜電力做的功等于電勢能的減少量WAB = EPA- EPB＝-△EPAB,電荷在某點的電勢能，等于把它從該點移動到零勢能位置時靜電力所做的功。,將帶電量為6×10-6C的負電荷從電場中的A點移到B點，克服電場力做了3×10-5J的功，再從B移到C，電場力做了

12、1.2×10-5J的功，則（1）電荷從A移到B，再從B移到C的過程中電勢能共改變了多少？（2）如果規(guī)定A點的電勢能為零，則該電荷在B點和C點的電勢能分別為多少？（3）如果規(guī)定B點的電勢能為零，則該電荷在A點和C點的電勢能分別為多少？,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中的A點，具有 的電勢能 ,求A點的電勢？,（2）若把 的試探電荷放在電場中的A點,則A點電勢變?yōu)椋?（3）若沒有試探電荷放在電場中的A點,則A點電勢變?yōu)椋?（4）若把 的試探電荷放在電場中的B點,電荷所具有的電勢能為 ，分析該電荷在A、B兩點的電勢和電勢能