歡迎進(jìn)入物理課堂 第一章靜電場 第四節(jié)電勢能和電勢 第1課時 一個試探電荷在電場中某點(diǎn)由靜止釋放 將如何運(yùn)動 在電場力作用下電荷做加速運(yùn)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)換為動能的呢 一 靜電力做功的特點(diǎn) B M A F q W甲 F AB cos qE AM 把正電荷沿不同路徑從A點(diǎn)移到B電場力做功 甲 乙 丙 沿甲路徑電場力做功 沿乙路徑電場力做功 沿丙路徑電場力做功 W乙 qE AM W丙 qE AM 沿任意路徑電場力做功 W任意 qE AM 一 靜電力做功的特點(diǎn) 在勻強(qiáng)電場中移動電荷時 靜電力做的功與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān) 只與電荷的起始位置和終止位置有關(guān) 對于非勻強(qiáng)電場也適用 重力做功與路徑無關(guān) 由初末位置的高度差來決定 重力做功的過程是重力勢能轉(zhuǎn)化動能的過程 那么電場力做功的過程是什么能轉(zhuǎn)化為什么能呢 做功的過程是一個能量轉(zhuǎn)化的過程 正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)時 靜電力做正功 電荷的電勢能減少 正電荷從B點(diǎn)移到A點(diǎn)時 靜電力做負(fù)功 即電荷克服靜電力做功 電荷的電勢能增加 二 電勢能 電勢能是電荷在電場中所具有的能量 二 電勢能 1 電荷在電場中具有與其位置有關(guān)的能量叫電勢能 2 電場力對電荷做正功 電荷的電勢能減小 電場力對電荷做負(fù)功 電荷的電勢能增大 電場力做的功等于電勢能的減少量 例1 如圖 在場強(qiáng)E 103N C的勻強(qiáng)電場中 點(diǎn)電荷q 1c從A移動到B AB相距L 1m 電場力做功為多少 電勢能如何變化 電勢能減少 電荷在B點(diǎn)具有的電勢能多大 物體在B點(diǎn)具有的重力勢能多大 mg A B 設(shè)A點(diǎn)的重力勢能 WAB EPA EPB 103J 重力勢能為負(fù)表示的物理意義是什么 設(shè)物體在重力作用下從 運(yùn)動到B重力做功 例1 如圖 在場強(qiáng)E 103N C的勻強(qiáng)電場中 點(diǎn)電荷q 1c從A移動到B AB相距L 1m 電場力做功為多少 電勢能如何變化 電荷在B點(diǎn)具有的電勢能多大 WAB EPA EPB 103J 電勢能減少 設(shè)A點(diǎn)的電勢能 通常把電荷在離場源電荷無限遠(yuǎn)處的電勢能規(guī)定為零 或把電荷在大地表面上電勢能規(guī)定為零 電荷在某點(diǎn)的電勢能 等于靜電力把它從該處移動到零勢能位置所做的功 WAB EPA EP0 EPA WAB 電勢能為負(fù)表示電荷在該處的電勢能比零還要小 4 電勢能是電荷和電場所共有的 具有系統(tǒng)性 3 電勢能是相對的 與零電勢能面有關(guān) 5 電勢能是標(biāo)量 重力勢能和電勢能類比 重力場中 重力 地球和物體之間存在的吸引力 電場中 電場力 電荷之間的作用力 有重力就有重力勢能Ep mgh 有電場力就有相應(yīng)的能 叫電勢能EP Ep由物體和地面間的相對位置決定 EP由電荷間的相對位置決定 W重 EP1 EP2 W電 EPA EPB 一個電荷只在電場力作用下從電場中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)時 電場力做了5 10 6J的功 那么 A 電荷在B處時將具有5 10 6J的電勢能B 電荷在B處將具有5 10 6J的動能C 電荷的電勢能減少了5 10 6JD 電荷的動能增加了5 10 6J CD 將帶電量為6 10 6C的負(fù)電荷從電場中的A點(diǎn)移到B點(diǎn) 克服電場力做了3 10 5J的功 再從B移到C 電場力做了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(diǎn)的電勢能為零 則該電荷在B點(diǎn)和C點(diǎn)的電勢能分別為多少 3 如果規(guī)定B點(diǎn)的電勢能為零 則該電荷在A點(diǎn)和C點(diǎn)的電勢能分別為多少 增加了1 8 10 5J EPC 1 8 10 5J EPC 1 2 10 5J EPB 3 10 5J EPA 3 10 5J 電勢能小結(jié) 1 電場力能夠?qū)Ψ湃肫渲械碾姾勺龉?所以電荷位于電場中具有能 這和能為電勢能 3 電勢能具有相對性 5 電場力做正功 電勢能減少 電場力做負(fù)功 電勢能增大 4 電勢能是標(biāo)量 但有正負(fù) 2 電勢能由電荷和電荷在電場中的相對位置決定 a和b為電場中的兩點(diǎn) 如果把q 2X10 8C的負(fù)電荷從a點(diǎn)移動到b點(diǎn) 電場力對該電荷做了4X10 7J的正功 則該電荷的電勢能 A 增加了4X10 7JB 增加了2X10 7JC 減少了4X10 7JD 減少了8X10 7J C 如圖所示 在等量正點(diǎn)電荷形成的電場中 它們連線的中垂面ab上 有一電子 從靜止開始由a運(yùn)動到b的過程中 a b相對O對稱 下列說法正確的是 A 電子的電勢能始終增多B 電子的電勢能始終減少C 電子的電勢能先減少后增加D 電子的電勢能先增加后減少 C 如圖所示 點(diǎn)電荷的靜電場中電場線用實(shí)線表示 但其方向未標(biāo)明 虛線是某一帶電粒子通過該電場區(qū)域時的運(yùn)動軌跡 a b是軌跡上的兩點(diǎn) 若帶電粒子在運(yùn)動中只受到電場力作用 根據(jù)此圖可作出正確判斷的是 A 帶電粒子所帶電荷的性質(zhì)B 帶電粒子在a b兩點(diǎn)的受力方向C 帶電粒子在a b兩點(diǎn)的速度何處較大D 帶電粒子在a b兩點(diǎn)的電勢能何處較大 E a b BCD 如圖所示 是負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中的一條電場線 一個帶正電的粒子 不計重力 從a到b穿越這條電場線的軌跡如圖中虛線所示 則該帶電粒子在a點(diǎn)的加速度一定在b點(diǎn)的加速度 帶電粒子在a點(diǎn)的電勢能一定在b點(diǎn)的電勢能 填 大于 小于 式 等于 N b a 小于 大于 一帶電油滴在勻強(qiáng)電場E中的運(yùn)動軌跡如圖虛線所示 電場方向豎直向下 若不計空氣阻力 則此帶電油滴從a運(yùn)動到b的過程中 能量變化情況為 A 動能減小B 電勢能增加C 動能和電勢能之和減少D 重力勢能和電勢能之和增加 E a b C 再見 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全