电势差和电势

关于电势差和电势第一页，共三十九页，2022年，8月28日一、理解电场力做功的特点及电势能。二、理解电势及电势差。三、理解等势面。目标要求第二页，共三十九页，2022年，8月28日第一课时电势差第三页，共三十九页，2022年，8月28日问题思考：电场力对电荷做的功怎么计算？与哪些因素有关？由什么决定？电场力做功与路径无关一、电场力做功的特点在任何电场中，电场力对移动电荷所做的功，只与初、末位置有关，而与电荷运动路径无关。WAB=EqScosθ

B

EθA

C第四页，共三十九页，2022年，8月28日二、电场力做功与电势能的变化a.从做功的角度来看：b.从电荷的移动方向上来看：顺着电场线移动正电荷电势能减少负电荷电势能增加电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加。电场力做正功电场力做负功顺着电场线移动第五页，共三十九页，2022年，8月28日1、是非题（并简要说明理由。）A、电荷沿电场线方向移动时，其电势能一定减小。B、检验电荷在电场中某点所受的电场力很大时，它在该点具有的电势能也一定大。C、把两个异号电荷靠近时，电荷电势能增大。E、电荷在电场中移动时，若电场力对电荷做正功，电荷的电势能一定减小.课堂训练：第六页，共三十九页，2022年，8月28日三、电势差２.定义式：qWAB=UAB１.定义：电荷q在电场中由一点Ａ移动到另一点Ｂ时，电场力所做的功ＷAB与电荷电量q的比值ＷAB/q，叫做Ａ，Ｂ两点间的电势差。用

表示。UAB第七页，共三十九页，2022年，8月28日３.单位：伏特（Ｖ）三、电势差4.意义和特性：电势差是反映电场本身性质（电场能性质）的物理量，它是由电场本身的性质决定的。跟电场力做功、跟电荷电量多少均无关。5.电势差是标量：无方向，但有正负。第八页，共三十九页，2022年，8月28日6、公式的应用说明：①此适用于任何电场。②式中ＵAB

、ＷAB

、q都有正负，计算时都要注意各量的正负。第九页，共三十九页，2022年，8月28日1、如图示，在电场中的三点A、B和C之间移动电荷时，会有A、将同一电荷从A点直接移到B点，和从A点经过C点再移到B点，电场力做功完全相同B、将同一电荷从A点加速移到B点，和减速移到B点，电场力做功完全相同C、将不同电荷从A点移到B点，电场力做的功与电量的比值相同D、将同一电荷从A点直接移到B点，和从A点经过C点再移到B点，电场力做的功与电量的比值相同课堂训练：ABCD课堂练习CABE第十页，共三十九页，2022年，8月28日2、如图所示的电场中，把点电荷q=+2×10-11C由A点移动到B点，电场力所作的功WAB=4×10-11J。(若改q=-2×10-11C其他条件不变，UAB又等于多少？）求：（1）A、B两点间的电势差UAB等于多少？（2）B、A两点间的电势差UBA等于多少？说明：UAB=－

UBA第十一页，共三十九页，2022年，8月28日3、关于对UAB=WAB/q和WAB=qUAB的理解，正确的是A、电场中A、B两点的电势差和两点间移动电荷的电量q成反比B、在电场中A、B两点移动不同的电荷，电场力的功WAB和电量q成正比C、UAB与q、WAB无关，甚至与是否移动电荷都没有关系D、WAB与q、UAB无关，与电荷移动的路径无关BC第十二页，共三十九页，2022年，8月28日二、WAB=qUAB（两种处理方法）1、将UAB和q正、负号一同代入；2、将UAB和q的绝对值代入，根据力和位移（或运动）方向来判断功的正、负。（将WAB和q正、负号一同代入）

一、UAB=WABq小结第十三页，共三十九页，2022年，8月28日第二课时电势第十四页，共三十九页，2022年，8月28日第十五页，共三十九页，2022年，8月28日四、电势1、定义：电场中某点的电势等于单位正电荷由该点移到参考点（零电势点）时电场力所做的功。2、定义式：说明：①某点电势等于该点与参考点（及零电势点）的电势差。②电势是标量．无方向．但有正负。③电势具有相对性．电势的大小与零电势点的选择有关。一般取大地或无穷远处为零电势点。3、单位：伏特（V）第十六页，共三十九页，2022年，8月28日ABCDE0V15V5V—3V0V18V8V3V说明：1、零电势点的选择可以是任意的。2、电势的高低是相对的，两点之间的电势差是一定的，与零电势点的选取无关。3、电势的正负表示与零电势点的电势相比是高还是低。4、沿电场线的方向，电势越来越低。第十七页，共三十九页，2022年，8月28日1、在电场线上有A、B、C三点，设C点接地，将1C的正电荷由C移到A点，电场力做功为5J；再将该电荷由A移到B，电场力做功为－8J，求、分别是多大？

课堂练习BA第十八页，共三十九页，2022年，8月28日2、图为电场中的一条电场线，A、B为这条电场线上的两点，则A、B点的场强一定比A点的小B、B点的电势一定比A点的低C、将电荷从A点移到B点，电荷的电势能一定减小D、A点的正电荷在只受电场力作用下一定沿电场线运动到B点B第十九页，共三十九页，2022年，8月28日3、关于电势差UAB和电势、的理解，正确的是A、UAB表示B点与A点之间的电势差，即UAB=−B、UAB和UBA是不同的，它们有关系：UAB=−UBAC、、都有正负，所以电势是矢量D、零电势点的规定虽然是任意的，但人们常常规定大地和无穷远处为零电势点BDAAABBB第二十页，共三十九页，2022年，8月28日小结

一、UAB=二、WAB=qUAB四、φA=UAO=WAO/q三、UAB=φA-φBUAB=-UAB（将WAB和q正、负号一同代入）（两种处理方法）1、将UAB和q正、负号一同代入；2、将UAB和q的绝对值代入，根据力和位移（或运动）方向来判断功的正、负。一般取绝对值相对于零电势点的电势差WABq第二十一页，共三十九页，2022年，8月28日五.等势面——电场中电势相等的点构成的曲面叫做等势面。【约定】

为了使等势面能够反映电场的强弱，通常使相邻等势面之间的电势差相等。等势面的性质1.沿着等势面移动电荷时，电场力所作的功为零。2.在任何静电场中电场线与等势面是互相正交的。3.等势面愈密(即间距愈小)的区域，场强愈大。第二十二页，共三十九页，2022年，8月28日第四节电势和电势差【例题】有一电场的等势面分布如图所示，一个质子进入电场向右运动，经过等势面a时质子的动能为500eV，那么它经过等势面e时动能多大？【答案】300eV第二十三页，共三十九页，2022年，8月28日第四节电势和电势差【例题】将一点电荷+q放在场强为E的匀强电场中，问：当电荷从A→B，电荷所受的电场力做了多少功？思考：电场力做功的特点——只与始末位置有关，与经过的路径无关。第二十四页，共三十九页，2022年，8月28日电势和电势差第二十五页，共三十九页，2022年，8月28日1、重力是怎么产生的？2、什么是重力势能？它跟哪些因素有关？重力是地球对物体的吸引而产生

由于地球和物体之间存在着相互作用，物体具有“做功的本领”，因而有“能量”，这种能量就是重力势能。它由“位置”决定：Ep＝mgh还记得吗？第二十六页，共三十九页，2022年，8月28日3、为什么说重力势能具有相对性？4、重力做功跟重力势能变化有什么关系？因为高度具有相对性而Ep＝mgh重力做功的过程，就是重力势能改变的过程。重力做正功，重力势能减小；重力做负功，重力势能增加，且有：

WAB＝mghA－mghB＝mg△hAB第二十七页，共三十九页，2022年，8月28日讨论与交流：

所谓类比，就是将两个（或两类）研究对象进行对比，根据它们在某些方面有相同或相似的属性，进一步推断它们在其他方面也可能有相同或类似的属性。

“类比”法是一种科学的研究方法。1、你知道什么叫“类比”吗？2、地球与物体之间的相互作用和哪一类电荷间的相互作用“类似”？

地球与物体之间存在着引力，它相当于一对异种电荷之间的作用第二十八页，共三十九页，2022年，8月28日3、借助“类比”的方法和你对重力场的了解，你可推断出电场应该具有哪些属性？重力→电场力物体在重力场中移动，重力做功→电荷在电场中移动，电场力也会做功重力势能→“电场力势能”（称电势能）重力做正（负）功，重力势能减小（增加）→电场力做正（负）功，电势能减小（增）重力势能由高度决定→电势能呢？Ep=qU重力的功：WAB＝mg△hAB

，取决于高度差

→电场力的功取决于什么呢？W=qEd第二十九页，共三十九页，2022年，8月28日我们借助类比定义几个物理量：重力势能：Ep＝mgh定义：电荷在电场中具有的能量叫电势能电势能：Ep＝qφ与高度h对应的物理量φ叫电势即电势：φ＝Ep／q

（h＝Ep／mg）

定义：电场中某点试探电荷的电势能与自身电量的比值叫电势电势的单位：伏特（V）第三十页，共三十九页，2022年，8月28日方法一:根据电场力做功的正负判断：若电场力对移动电荷做正（负）功，则电势能减少（增加）；方法二:直接根据公式判断：Ep=qφ.如何比较电荷电势能的大小呢？第三十一页，共三十九页，2022年，8月28日讨论与交流：1、一个质量为m的物体在重力场中的重力势能大小由什么来决定？一个电量为q的电荷在电场中的电势能大小又由什么决定？

重力势能由高度决定，电势能由电势决定，即电势是描述电场能的特性的物理量2、你认为电势是相对量吗，电势能呢？

电势与高度类似，是“相对量”，电场中某点电势的大小与参考点选择有关

电势的参考点通常选择大地或无穷远点电势能也是相对量第三十二页，共三十九页，2022年，8月28日定义：电场中任意两点的电势的差值，叫这两点间的电势差重力场中A、B两点间高度差：△hAB＝hA－hBA、B两点电势差：UAB＝φA－φB重力的功：WAB＝mghA－mghB＝mg△hAB电场力的功：WAB＝qφA－qφB＝qUABWAB＝qUAB

是一个非常重要的公式3、你认为跟高度差对应的物理量是什么？第三十三页，共三十九页，2022年，8月28日4、我们把高度相同的点连成的线叫等高线，构成的面可以叫等高面。那么，在电场中，电势相同的点连成的线或构成的面可以怎样称谓呢？在电场中，电势相同的点连成的线叫等势线，构成的面叫等势面5、在同一等高线或等高面上，任两点高度差为多大？在同一等高线或等高面上移动物体，重力是否做功？在电场中，同一等势线或等势面上任两点电势差为多大？在同一等势线或等势面上移动电荷，电场力是否做功？在电场中，同一等势线或等势面上任两点间电势差为零，在同一等势线或等势面上移动电荷电场力不做功第三十四页，共三十九页，2022