电势能电势与电势差

1、第五节第五节 电势差电势差 电势电势从能量的角度认识电场从能量的角度认识电场复习回顾复习回顾12GPPPWEEE 1、功的计算：、功的计算：2、重力做功有什么特点？、重力做功有什么特点？(1)与路径无关与路径无关,由物体的质量及初末位置的高由物体的质量及初末位置的高度差来决定度差来决定.(2)WG与重力势能的关系与重力势能的关系.(3)重力势能是相对的重力势能是相对的,有零势能面（人为选定）有零势能面（人为选定） 重力势能具有系统性重力势能具有系统性功是能量转化的量度！功是能量转化的量度！cosFSW 一、电场力做功与路径无关一、电场力做功与路径无关 正电荷正电荷q在电场在电场强度为强度为E的

2、匀强的匀强电场中由电场中由A运动运动到到M电场力做功电场力做功吗？做了多少功？吗？做了多少功？Eqq受力吗？多大？AMdW=qEAM求试探电荷求试探电荷q沿直线沿直线AB移动到移动到B时电场时电场力做的功：力做的功：E+q ABMcosWFABqEAME+q ABWqEAMM结论：结论： 静电力做的功与电荷经过的静电力做的功与电荷经过的路径路径无关无关,但与电荷的但与电荷的电荷量电荷量及及起点和终点的位置起点和终点的位置有有关。关。这与什么力做功相似呢？ 将将+q由由A移移到到B的过程电的过程电场力对电荷做场力对电荷做功为：功为：将将-q由由A移到移到B的过程，电场的过程，电场力对电荷做功为：

3、力对电荷做功为：dAB+qELcosWqEdqEl电cosWqEdqEl 电做功的过程是一个做功的过程是一个能量转化的过程，能量转化的过程，那么电场力做功的那么电场力做功的过程是什么能转化过程是什么能转化为什么能呢？为什么能呢？二、电场力做功与电势能变化的关系二、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）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、定义：电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能，叫位置有关的能，叫电势能电势能。物体被举高具有重力势能。物体被举高具有重力势能。2、电荷在电场中具有电势

4、能。、电荷在电场中具有电势能。 重力对物体做正功，物体的重力势重力对物体做正功，物体的重力势能减小能减小 3、电场力对电荷做正功，电荷的电势、电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小能减小 重力对物体做负功，物体的重力重力对物体做负功，物体的重力势能增大势能增大 4、电场力对电荷做负功，电荷的电势能、电场力对电荷做负功，电荷的电势能 增大增大12GPPPWEEE 重力做多少功，物体重力势能重力做多少功，物体重力势能就变化多少。就变化多少。 5、电场力做多少功，电荷电势能就变、电场力做多少功，电荷电势能就变化多少。化多少。重力势能是相对的，与零势能面有关重力势能是相对的，与零势能面有关6、电势能是相

5、对的，与零电势能面有关、电势能是相对的，与零电势能面有关ABPAPBPWEEE 通常把通常把无穷远处无穷远处的电势能规定为的电势能规定为零零，或把，或把地球表面地球表面上电势能规定为上电势能规定为零零。电荷在某点的电势能大小等于将电荷从该电荷在某点的电势能大小等于将电荷从该点移动到零势能位置电场力所做的功。点移动到零势能位置电场力所做的功。重力势能是物体和地球所共有的，重力势能是物体和地球所共有的，具有系统性具有系统性7、电势能是、电势能是电荷和电场电荷和电场所共有的，具有系统所共有的，具有系统性性8、电势能是标量，但有正负、电势能是标量，但有正负由此可见，电场力做功与重力做功，电势能由此可见

6、，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。关系帮助理解电势能。重力势能和电势能类比重力势能和电势能类比 重力场中，重力：地球和重力场中，重力：地球和物体之间存在的吸引力物体之间存在的吸引力电场中，电场力：电荷之电场中，电场力：电荷之间的作用力间的作用力有重力就有重力势能有重力就有重力势能EpEp= = mghmgh有电场力就有相应的能，有电场力就有相应的能，叫电势能叫电势能EPEpEp由物体和地面间的相对由物体和地面间的相对位置决定位置

7、决定EP由电荷间的相对位置决定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正功，电势能就减少电场力做负功，电势能就增加电场力做负功，电势能就增加电场力作功，电势能改变电场力作功，电势能改变重力做功，重力势能改变重力做功，重力势能改变重力做正功，重力势能就减少重力做正功，重力势能就减少重力做负功，重力势能就增加重力做负功，重力势能就增加W W重重 = E= EP1P1-E-EP2P2W W电电 = E= EPAPA-E-EPBPB尽管重力做功与电场力做功很相似，但还是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很大差异存在两种电荷存在两种电荷n正电荷顺电场线移动，正电荷顺电

8、场线移动，n电场力做正功，电势能减少电场力做正功，电势能减少n 负电荷顺电场线移动，负电荷顺电场线移动，n电场力做负功，电势能增加电场力做负功，电势能增加n 正电荷逆电场线移动，正电荷逆电场线移动，n电场力做负功，电势能增加电场力做负功，电势能增加n 负电荷逆电场线移动，负电荷逆电场线移动，n电场力做正功，电势能减少电场力做正功，电势能减少例例1右图中右图中MN为电场中某一条电场线方为电场中某一条电场线方向向右，在线取两点向向右，在线取两点a、b 今将一电荷今将一电荷q从从a移到移到b则则（ ）A.电场力做正功，电场力做正功，q的电势能增加；的电势能增加；B.电场力做负功，电场力做负功，q的电

9、势能增加；的电势能增加；C.电场力做正功，电场力做正功，q的电势能减少；的电势能减少；D.电场力做负功，电场力做负功，q的电势能减少。的电势能减少。CqEqWPAAPA单位单位: 伏特伏特 符号为符号为V1 V = 1 J/C四、四、 电势电势1.电势电势定义：电荷在电场中某点的电势能与它的电定义：电荷在电场中某点的电势能与它的电荷量的比值。荷量的比值。（P为零电势点）为零电势点）都有正负）、（qEWPAAPA2.对电势的理解对电势的理解 （1）电势是相对的，是相对于零势面而言的，）电势是相对的，是相对于零势面而言的，一一 般选大地或无穷远为零势面。般选大地或无穷远为零势面。（2）沿着电场线方

10、向电势降低。）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）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。电场中各点电势均为负。（4）电势是标量，但有正负）电势是标量，但有正负（负电势表示比零电（负电势表示比零电 势低）势低）（5）电势只与场中位置有关的物理量，与检验电荷无）电势只与场中位置有关的物理量，与检验电荷无关。关。1、定义：、定义： qWUABAB 2、单位：伏特（、单位：伏特（V） 1V=1J/C3、电势差是标量，但有正有负、电势差是标量，但有正有负4、决定的因素：、决定的因素：只与电场及始末两点的位置有关，只与电场及始末两点的位置有关，与与

11、检验电荷以及电场力对检验电荷所做的功无关。检验电荷以及电场力对检验电荷所做的功无关。注意：电场力做的功注意：电场力做的功WAB=qUAB（WAB、q、UAB都有正负号都有正负号)5、 UABUBA， UAC UAB+UBC三、三、 电势差（电压）电势差（电压）BAABU 例例2：A、B、C为电场中的点，将为电场中的点，将q=610-6C的负电荷从的负电荷从A点移到点移到B点需克服点需克服电场力做功电场力做功3 10-5J，再将电荷从，再将电荷从B点移点移到到C点，电场力做功点，电场力做功1.210-5J，则，则（1）电场方向由）电场方向由AB还是还是BA？（2）A与与B、B与与C、A与与C间的

12、电势差？间的电势差？n1电势电势n2电势差与电势的关系电势差与电势的关系n3电势能与电势的关系电势能与电势的关系BAABUAPAqEqEqWPAAPA（E pA、q、都有正负号、都有正负号)例例3. 如图所示如图所示,在同一条电场线上有在同一条电场线上有A . B .C 三点三点,将将 的点电荷由的点电荷由A点移点移动到动到B点点,电场力做什么功电场力做什么功?做多少功做多少功?电势能电势能变化了多少变化了多少?再将该电荷由再将该电荷由B点移到点移到C点点,电场电场力做什么功力做什么功?做多少功做多少功?电势能变化了多少电势能变化了多少? cq6106VA5VC20BABCn例例4在在370J

13、RB22彩色显像管中，阴极彩色显像管中，阴极A与阳与阳极极B间电势差间电势差UAB=-22.5kv，电子从阴极到阳，电子从阴极到阳极加速，试求电场力做功多少？电子到达阳极极加速，试求电场力做功多少？电子到达阳极的速度为多少？的速度为多少？五、等势面五、等势面n1 1定义：电场中电势相等的点构成的面叫做等势面。定义：电场中电势相等的点构成的面叫做等势面。n2 2等势面的性质等势面的性质（1 1）电场线密（场强大）的区域等势面密，电场线疏（场强小）的区）电场线密（场强大）的区域等势面密，电场线疏（场强小）的区域等势面疏域等势面疏 （2 2）电场线跟等势面垂直，且等势面与场强垂直，）电场线跟等势面垂

14、直，且等势面与场强垂直，（3 3）沿着电场线方向电势逐渐降低（由电势高的等势面指向电势低的）沿着电场线方向电势逐渐降低（由电势高的等势面指向电势低的等势面）任意两个电势不等的等势面不能相交等势面）任意两个电势不等的等势面不能相交（4 4）沿等势面移动电荷时，电场力不做功）沿等势面移动电荷时，电场力不做功 w=w=ququ3.3.几种常见电场的等势面分布：几种常见电场的等势面分布： 电势差与电势电势差与电势 习题课习题课n例例1 1关于电势差的说法中，正确的是关于电势差的说法中，正确的是 （ ）A A、两点间的电势差等于电荷从其中一点移到另一点、两点间的电势差等于电荷从其中一点移到另一点时，电场

15、力所做的功时，电场力所做的功B B、1C1C电荷从电场中一点移动到另一点，如果电场力电荷从电场中一点移动到另一点，如果电场力做了做了1J1J的功，这两点间的电势差就是的功，这两点间的电势差就是1V1VC C、在两点间移动电荷时，电场力做功的多少跟这两、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点间的电势差无关D D、两点间的电势差的大小跟放入这两点的检验电荷、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的电量成反比Bn例例2 2下列说法中正确的是下列说法中正确的是 （ ）A A、在场强较小处，电荷在该处的电势能也较小；、在场强较小处，电荷在该处的电势能也较小；B B、

16、电荷在场强为零处的电势能也为零；、电荷在场强为零处的电势能也为零；C C、在场强相等的各点，电荷的电势能必相等；、在场强相等的各点，电荷的电势能必相等；D D、在选定为零电势的位置处，任何电荷的电势、在选定为零电势的位置处，任何电荷的电势能必为零能必为零. .Dn例例3 3关于电势和电势能的关系，下列各种关于电势和电势能的关系，下列各种说法中正确的是：说法中正确的是： （ ）A A、某点电势高，说明该点电势能大；、某点电势高，说明该点电势能大；B B、某点电势高，说明该点电场做功本领强；、某点电势高，说明该点电场做功本领强；C C、若带电粒子在电场中移动时，电势能减少，、若带电粒子在电场中移动

17、时，电势能减少，则电势一定降低；则电势一定降低；D D、负电荷在电场中无初速度，只在电场力作、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是从电势低处移向电势高处. .Dn例例4如图，如图，AB和和CD为等势面，电势分别为为等势面，电势分别为和和，则，则_ (填填、或、或)，负电荷，负电荷q在在M点和点和N点的电势能大小，点的电势能大小，M _N；若；若把把q从从M移到移到N是是 _（克服电场力还是电（克服电场力还是电场力）做功，做了场力）做功，做了 功功.Ekb D D 粒子在经过粒子在经过a a、b b两等势面上时的电势两等势面上时的电势能一定有能一定有a a b b Cn例例7在点电荷在点电荷Q产生的电场中，有三个等产生的电场中，有三个等势面势面a、b、c，如图所示，如图所示.Ua30V，Ub20V，Uc10V，则点电荷，则点电荷Q所带的电荷是所带的电荷是正电荷还是负电荷正电荷还是负电荷? .若使一带电粒子若使一带电粒子沿沿KMN