1.4电势能和电势(1).ppt

第四节电势能和电势
【思考讨论1】如图所示, 质量为m 的物体在重力场中, 分别
( 1) 沿折线从A 运动到B;
( 2) 沿直线从A 运动到B ;
( 3) 沿曲线从A 运动到B .
重力分别做多少功?
重力做功有什么特点?
重力做功与重力势能的关系是什么?
(一)静电力做功的特点
( 1) 物体沿不同路径由A 到B , 重力做功仅与A 、B 两点竖直方向高度差有关, 与所走路径无关, W =mgh.
( 2) 由于重力做功与所走路径无关, 所以可以引入与位置有关的重力势能.
( 3) 重力做正功, 重力势能减小; 重力做负功, 重力势能增加. 即重力做功等于重力势能的减少.
( 4) 重力势能是地球和物体所组成系统所共有的.
【自主尝试】结合下图图分析试探电荷q在电场强度为E的均强电场中沿不同路径从A运动到B电场力做功的情况。
(1)q沿直线从A到B
(2)q沿折线从A到M、再从M到B
(3)q沿任意曲线从A到B
试探电荷沿不同路径由A 到B , 静电力所做的功都为qEh .
此结论对于非匀强电场也是适用的
静电力做功的特点: 静电力做的功
与电荷的起始位置和终止位置有关,
与电荷经过的路径无关.
【思考讨论2】移动物体时重力做的功与路径无关。静电力做功也与路径无关,它是否也是一种势能?我们可否给它一个物理名称呢?
电荷在电场中也具有与位置有关的势能-----电势能
(二)电势能
【思考讨论3】在重力场中由静止释放质点,质点一定加速运动,动能增加,势能减少;如图所示,在静电场中,静电力做功使试探电荷获得动能,是什么转化为试探电荷的动能?
(这种能量为电势能)
【思考讨论4】重力做的正功等于减少的重力势能,克服重力做的功等于增加的重力势能,用公式表示为WAB=EpA-EpB=-ΔEp。那么,静电力做功与电势能的关系呢?
根据动能定理
WAB=EkB-EkA=ΔEk
根据能量守恒增加的动能等于减少的电势能,
EkB-EkA=EpA-EpB,
所以
WAB=EpA-EpB=-ΔEp
【案例分析】分析对不同的电荷从A运动到B的过程中,电势能的变化情况: