高二物理电势和电势差优秀课件.ppt

高二物理电势和电势差课件第1页，本讲稿共37页复习回顾复习回顾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,由初末位置的高度差来决定由初末位置的高度差来决定.(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！第2页，本讲稿共37页一、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在电场强在电场强度为度为E的匀强电场的匀强电场中由中由A运动到运动到M电电场力做功吗？做场力做功吗？做了多少功？了多少功？Eqq受力吗？多大？AMdW=qEAM第3页，本讲稿共37页求试探电荷q沿直线AB移动到B时电场力做的功：E+q ABM第4页，本讲稿共37页E+q ABM第5页，本讲稿共37页结论：结论：在在匀强电场匀强电场中移动电荷时，静电力做的功中移动电荷时，静电力做的功与电荷经过的与电荷经过的路径路径无关无关,但与电荷的但与电荷的起始位起始位置和终止位置置和终止位置有关。有关。(对于非匀强电场也适用对于非匀强电场也适用)这与什么力做功相似呢？第6页，本讲稿共37页 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：力对电荷做功为：dAB+qEL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？第7页，本讲稿共37页二、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？（联系重力做功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）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，物体的重力势能重力对物体做正功，物体的重力势能减小减小3、电场力对电荷做正功，电荷的电势能减、电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小小重力对物体做负功，物体的重力势重力对物体做负功，物体的重力势能增大能增大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第8页，本讲稿共37页重力做多少功，物体重力势能就重力做多少功，物体重力势能就变化多少。变化多少。5、电场力做多少功，电荷电势能就变化多、电场力做多少功，电荷电势能就变化多少。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，与零电势能面有关通常把电荷在离场源电荷通常把电荷在离场源电荷无限远处无限远处的电势的电势能规定为能规定为零零，或把电荷在，或把电荷在大地表面大地表面上电势上电势能规定为能规定为零零。电荷在某点的电势能，等于静电力把它从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该处移动到零势能位置所做的功第9页，本讲稿共37页重力势能是物体和地球所共有的，具重力势能是物体和地球所共有的，具有系统性有系统性7、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统、电势能是电荷和电场所共有的，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，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。第10页，本讲稿共37页重力势能和电势能类比 重力场中，重力：地球和物体之重力场中，重力：地球和物体之间存在的吸引力间存在的吸引力电场中，电场力：电荷之间的电场中，电场力：电荷之间的作用力作用力有重力就有重力势能有重力就有重力势能Ep=mghEp=mgh有电场力就有相应的能，叫电势有电场力就有相应的能，叫电势能能EPEpEp由物体和地面间的相对位置由物体和地面间的相对位置决定决定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 W重重 =E=EP1P1-E-EP2P2W W电电 =E=EPAPA-E-EPBPB第11页，本讲稿共37页尽管重力做功与电场力做功很相似，但还是存在尽管重力做功与电场力做功很相似，但还是存在很大差异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，电势能减少第12页，本讲稿共37页例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 C第13页，本讲稿共37页1、定义：、定义：单位电荷电场力做的功。单位电荷电场力做的功。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：只与只与电场及始末两点的位置有关，及始末两点的位置有关，与与 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、电势差（电压）第14页，本讲稿共37页例例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点需克服电场力做功点需克服电场力做功310-5J，再将电荷从，再将电荷从B点移到点移到C点，电场力做点，电场力做功功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间的电势差？间的电势差？第15页，本讲稿共37页单位单位:伏特伏特符号为符号为V1V=1J/C四、电势1.电势电势定义：电场中某点的电势，等于单位正电荷定义：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）时电场力由该点移动到参考点（零电势点）时电场力所做的功。所做的功。（P为零电势点）为零电势点）第16页，本讲稿共37页2.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；负点电荷电场）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。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）第17页，本讲稿共37页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（E pA、q、都有正负号、都有正负号)第18页，本讲稿共37页例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?ABC第19页，本讲稿共37页n例例4在在370JRB22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，电子从阴极到阳极，电子从阴极到阳极加速，试求电场力做功多少？电子到达阳极的加速，试求电场力做功多少？电子到达阳极的速度为多少？速度为多少？第20页，本讲稿共37页五、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）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（2 2）电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电）电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电 势低的等势面势低的等势面（3 3）电场线密的区域等势面密，电场线疏的区域等势面疏）电场线密的区域等势面密，电场线疏的区域等势面疏 （4 4）任意两个电势不等的等势面不能相交）任意两个电势不等的等势面不能相交第21页，本讲稿共37页3.3.几种常见电场的等势面分布：几种常见电场的等势面分布：第22页，本讲稿共37页第23页，本讲稿共37页第24页，本讲稿共37页电势差与电势电势差与电势习题课习题课第25页，本讲稿共37页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时，、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，如果电场力做了电荷从电场中一点移动到另一点，如果电场力做了1J1J的的功，这两点间的电势差就是功，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点间的电、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的电量、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成反比B B第26页，本讲稿共37页n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、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.DD第27页，本讲稿共37页n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.D D第28页，本讲稿共37页n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；若把；若把q从从M移到移到N是是_（克服电场力还是电场（克服电场力还是电场力）做功，做了力）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 C C第31页，本讲稿共37页n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路径穿过电场，则粒子所带电荷是路径穿过电场，则粒子所带电荷是正电荷还是负电荷正电荷还是负电荷?.若粒子所带电量若粒子所带电量为为3.210-19C，则从，则从K到到M电场力做功为电场力做功为 J，粒子从，粒子从K到到N电势能的变化量为电势能的变化量为.正正正正电电荷荷荷荷正正正正电电荷荷荷荷第32页，本讲稿共37页n例例8 8如图所示，在正的点电荷如图所示，在正的点电荷Q Q的电场中的电场中有有a a、b b两点，它们到点电荷两点，它们到点电荷Q Q的距离的距离 r r1 1r-35V-35V C C、U UC C-35V -35V D D、无法判断、无法判断 的高低的高低第36页，本讲稿共37页第37页，本讲稿共37页