高二物理电势和电势差.ppt

第五节 电势差 电势 从能量的角度认识电场 复习回顾 1、功的计算： 2、重力做功有什么特点？ (1)与路径无关,由初末位置的高度差来决定. (2)WG与重力势能的关系. (3)重力势能是相对的,有零势能面（人为选定） 重力势能具有系统性 功是能量转化的量度！ 一、电场力做功与路径无关 正电荷q在电场 强度为E的匀强 电场中由A运动 到M电场力做功 吗？做了多少功 ？ E q q受力吗？多 大？ A M d W=qEAM 求试探电荷q沿直线AB移动到B时电场 力做的功： E +q A B M E +q A B M 结论： 在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功 与电荷经过的路径无关,但与电荷的起始 位置和终止位置有关。 (对于非匀强电场也适用) 这与什么 力做功相 似呢？ 将+q由A移 到B的过程电 场力对电荷做 功为： 将-q由A移到B的过程，电场 力对电荷做功为： d A B +q E L 做功的过程是一个 能量转化的过程， 那么电场力做功的 过程是什么能转化 为什么能呢？ 二、电场力做功与电势能变化的关系 电场力做功与电势能有什么关系？（联系重力 做功与重力势能的关系） 1、定义：电荷在电场中具有的与电荷 位置有关的能，叫电势能。 物体被举高具有重力势能。2、电荷在电场中具有电势能。 重力对物体做正功，物体的重力势 能减小 3、电场力对电荷做正功，电荷的电势 能减小 重力对物体做负功，物体的重力 势能增大 4、电场力对电荷做负功，电荷的电势能 增大 重力做多少功，物体重力势能 就变化多少。 5、电场力做多少功，电荷电势能就变 化多少。 重力势能是相对的，与零势能面有关 6、电势能是相对的，与零电势能面有关 通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势 能规定为零，或把电荷在大地表面上电势 能规定为零。 电荷在某点的电势能，等于静电力把它从 该处移动到零势能位置所做的功 重力势能是物体和地球所共有的，具 有系统性 7、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统 性 8、电势能是标量，但有正负 由此可见，电场力做功与重力做功，电势能 与重力势能都很相似，所以大家在学习电势 能过程中应该多联系重力做功与重力势能的 关系帮助理解电势能。 重力势能和电势能类比 重力场中，重力：地球和 物体之间存在的吸引力 电场中，电场力：电荷之 间的作用力 有重力就有重力势能Ep= mgh 有电场力就有相应的能， 叫电势能EP Ep由物体和地面间的相对 位置决定 EP由电荷间的相对位置决定 电场力做正功，电势能就减少 电场力做负功，电势能就增加 电场力作功，电势能改变重力做功，重力势能改变 重力做正功，重力势能就减少 重力做负功，重力势能就增加 W重 = EP1-EP2 W电 = EPA-EPB 尽管重力做功与电场力做功很相似，但还是 存在很大差异存在两种电荷 n正电荷顺电场线移动， n电场力做正功，电势能减少 n 负电荷顺电场线移动， n电场力做负功，电势能增加 n 正电荷逆电场线移动， n电场力做负功，电势能增加 n 负电荷逆电场线移动， n电场力做正功，电势能减少 例1右图中MN为电场中某一条电场线方 向向右，在线取两点a、b 今将一电荷q 从a移到b则（ ） A.电场力做正功，q的电势能增加； B.电场力做负功，q的电势能增加； C.电场力做正功，q的电势能减少； D.电场力做负功，q的电势能减少。 C 1、定义： 单位电荷电场力做的功。 2、单位：伏特（V） 1V=1J/C 3、电势差是标量，但有正有负 4、决定的因素：只与电场及始末两点的位置有关，与 检验电荷以及电场力对检验电荷所做的功无关。 注意：电场力做的功WAB=qUAB （WAB、q、UAB都有正负号) 5、 UABUBA， UAC UAB+UBC 三、 电势差（电压） 例2：A、B、C为电场中的点，将q=610-6C 的负电荷从A点移到B点需克服电场力做功3 10-5J，再将电荷从B点移到C点，电场力做 功1.210-5J，则 （1）电场方向由AB还是BA？ （2）A与B、B与C、A与C间的电势差？ 单位: 伏特 符号为V1 V = 1 J/C 四、 电势 1.电势 定义：电场中某点的电势，等于单位正电荷 由该点移动到参考点（零电势点）时电场力 所做的功。 （P为零电势点） 2.对电势的理解 （1）电势是相对的，是相对于零势面而言的，一 般选大地或无穷远为零势面。 （2）沿着电场线方向电势降低。 （3）正点电荷电场中各点电势均为正；负点电荷 电场中各点电势均为负。 （4）电势是标量，但有正负（负电势表示比零电 势低） n1电势 n2电势差与电势的关系 n3电势能与电势的关系 （E pA、q、都有正负号) 例3. 如图所示,在同一条电场线上有A . B .C 三点,将 的点电荷由A点移 动到B点,电场力做什么功?做多少功?电势能 变化了多少?再将该电荷由B点移到C点,电场 力做什么功?做多少功?电势能变化了多少? A B C n例4在370JRB22彩色显像管中，阴极A与阳 极B间电势差UAB=-22.5kv，电子从阴极到阳 极加速，试求电场力做功多少？电子到达阳极 的速度为多少？ 五、等势面 n1定义：电场中电势相等的点构成的面叫做等势面。 n2等势面的性质 （1）沿等势面移动电荷时，电场力不做功 （2）电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电 势低的等势面 （3）电场线密的区域等势面密，电场线疏的区域等势面疏 （4）任意两个电势不等的等势面不能相交 3.几种常见电场的等势面分布： 电势差与电势 习题课 n例1关于电势差的说法中，正确的是 （ ） A、两点间的电势差等于电荷从其中一点移到另一点时 ，电场力所做的功 B、1C电荷从电场中一点移动到另一点，如果电场力做 了1J的功，这两点间的电势差就是1V C、在两点间移动电荷时，电场力做功的多少跟这两点 间的电势差无关 D、两点间的电势差的大小跟放入这两点的检验电荷的 电量成反比 B n例2下列说法中正确的是 （ ） A、在场强较小处，电荷在该处的电势能也较小 ； B、电荷在场强为零处的电势能也为零； C、在场强相等的各点，电荷的电势能必相等； D、在选定为零电势的位置处，任何电荷的电势 能必为零. D n例3关于电势和电势能的关系，下列各种 说法中正确的是： （ ） A、某点电势高，说明该点电势能大； B、某点电势高，说明该点电场做功本领强； C、若带电粒子在电场中移动时，电势能减少 ，则电势一定降低； D、负电荷在电场中无初速度，只在电场力作 用下运动，电势能一定减少，同时它一定 是从电势低处移向电势高处. D n例4如图，AB和CD为等势面，电势分别为 和，则_ (填、或)，负电荷 q在M点和N点的电势能大小，M _N；若 把q从M移到N是 _（克服电场力还是电 场力）做功，做了 功. Ekb D 粒子在经过a、b两等势面上时的电势 能一定有ab C n例7在点电荷Q产生的电场中，有三个等 势面a、b、c，如图所示.Ua30V，Ub 20V，Uc10V，则点电荷Q所带的电荷是 正电荷还是负电荷? .若使一带电粒子 沿K