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电势差讲课用本讲稿第一页，共四十六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！本讲稿第二页，共四十六页一、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本讲稿第三页，共四十六页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时电场力做时电场力做的功：的功：E+qABM本讲稿第四页，共四十六页E+qABM本讲稿第五页，共四十六页结论：结论：在在匀强电场匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与中移动电荷时，静电力做的功与电荷的电荷的起始位置和终止位置起始位置和终止位置有关，但与电有关，但与电荷经过的荷经过的路径路径无关。无关。(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？本讲稿第六页，共四十六页 将将+q由由A移到移到B的过程电场力的过程电场力对电荷做功为：对电荷做功为：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本讲稿第七页，共四十六页做功的过程是一个能量转做功的过程是一个能量转化的过程，那么电场力做化的过程，那么电场力做功的过程是什么能转化为功的过程是什么能转化为什么能呢？什么能呢？本讲稿第八页，共四十六页二、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）功与重力势能的关系）电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能，电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能，叫叫电势能电势能。物体被举高具有重力势能。物体被举高具有重力势能。1、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2、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，物体的重力势能重力对物体做负功，物体的重力势能增大增大3、电场力对电荷做负功，电荷的电势能增、电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大大本讲稿第九页，共四十六页重力做多少功，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。4、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5、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能的电势能规定为规定为零零，或把电荷在，或把电荷在大地表面大地表面上电势能规上电势能规定为定为零零。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本讲稿第十页，共四十六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6、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性7、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，电势能与由此可见，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。助理解电势能。本讲稿第十一页，共四十六页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：地球和物体重力场中，重力：地球和物体之间存在的吸引力之间存在的吸引力电场中，电场力：电荷之间电场中，电场力：电荷之间的作用力的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，叫电有电场力就有相应的能，叫电势能势能EPEpEp由物体和地面间的相对位由物体和地面间的相对位置决定置决定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本讲稿第十二页，共四十六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，电势能减少本讲稿第十三页，共四十六页例例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。本讲稿第十四页，共四十六页1、电势差：、电势差：（1）定义）定义：电荷在电场中由一点电荷在电场中由一点A移到另一点移到另一点B时，时，电场力所做的功电场力所做的功WAB与电荷量与电荷量q的比值，叫这两点的比值，叫这两点的电势差的电势差UAB，也叫电压，也叫电压UAB.（2）公式：）公式：（3）单位：）单位：伏特（伏特（V）1V=1J/C（4）理解：）理解：是标量。是标量。三、三、电势差（电压）电势差（电压）本讲稿第十五页，共四十六页5、决定的因素：、决定的因素：只与电场及始末两点的只与电场及始末两点的位置有关，位置有关，与与 检验电荷以及电场力对检验电荷所做检验电荷以及电场力对检验电荷所做的功无关。的功无关。6、注意：电场力做的功、注意：电场力做的功WAB=qUAB本讲稿第十六页，共四十六页例例.在如图所示的电场中，把点电荷在如图所示的电场中，把点电荷Q=21011C由由A点移到点移到B点，电场力所做功点，电场力所做功WAB=41011J。A、B两点间的电势差两点间的电势差UAB等于多少？等于多少？B、A两点间的电势两点间的电势差差UBA等于多少？等于多少？AB解：由电势差的定义可知：解：由电势差的定义可知：UAB=WAB/q=41011/（21011V=2VUBA=WBA/q=41011/（21011）V=2VUAB=-UBA本讲稿第十七页，共四十六页例例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点需克服电场力做点需克服电场力做功功310-5J，再将电荷从再将电荷从B点移到点移到C点，电场点，电场力做功力做功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间的电势差？间的电势差？本讲稿第十八页，共四十六页UAB=WAB/q=-3105/（-6106）V=5VUBC=WBC/q=1.210-5-6106）UC=WC/q1.810-5J/(-6106）=3 UAC UAB+UBC本讲稿第十九页，共四十六页（巩固）（巩固）在电场中把一个电荷量在电场中把一个电荷量q-610C的的点电荷从点电荷从A点移到点移到B点，克服电场力做功点，克服电场力做功310J，问问A、B两点间的电势差是多少两点间的电势差是多少?如将电荷如将电荷q从电从电场中拿走，场中拿走，A、B两点间的电势差又是多少两点间的电势差又是多少?因电场中任意两点间的电势差与试探电荷无关，因电场中任意两点间的电势差与试探电荷无关，由电场本身决定，故拿走试探电荷，电势差不由电场本身决定，故拿走试探电荷，电势差不变，变，A、B两点间的电势差仍然为两点间的电势差仍然为5V本讲稿第二十页，共四十六页n例如图所示例如图所示,在匀强电场中有在匀强电场中有a a、b b、c c三点三点构成一直角三角形。构成一直角三角形。acac垂直于电场线，垂直于电场线，abab长长40cm40cm，电场强度为，电场强度为2102105 5N/CN/C。现将一个。现将一个电子由电子由b b点移至点移至a a点，电场力做了点，电场力做了_ _ 的的功，如果由功，如果由a a点移至点移至c c点，电场力做功为点，电场力做功为_6.4X106.4X10-15-15J J0 0本讲稿第二十一页，共四十六页n例关于电势差的说法中，正确的是例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电荷的电量成反、两点间的电势差的大小跟放入这两点的电荷的电量成反比比本讲稿第二十二页，共四十六页作业 高考调研 课时作业n谢谢。本讲稿第二十三页，共四十六页单位单位:伏特伏特符号为符号为V1V=1J/C四、四、电势电势1.电势电势（P为零电势点）为零电势点）本讲稿第二十四页，共四十六页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）正电荷电场中个点电势均为正；负电荷电场）正电荷电场中个点电势均为正；负电荷电场中个点电势均为负。中个点电势均为负。（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）本讲稿第二十五页，共四十六页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本讲稿第二十六页，共四十六页例例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?ABC本讲稿第二十七页，共四十六页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，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？本讲稿第二十八页，共四十六页五、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本讲稿第二十九页，共四十六页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：本讲稿第三十页，共四十六页本讲稿第三十一页，共四十六页本讲稿第三十二页，共四十六页电势差与电势电势差与电势习题课习题课本讲稿第三十三页，共四十六页例例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。本讲稿第三十四页，共四十六页n例例2 2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、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电荷的电量、两点间的电势差的大小跟放入这两点的电荷的电量成反比成反比本讲稿第三十五页，共四十六页n例例3 3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.本讲稿第三十六页，共四十六页n例例4 4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.本讲稿第三十七页，共四十六页n例例5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、或填、或)，负电，负电荷荷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（克服电场力还是电场力）做功，做了电场力）做功，做了功功.本讲稿第三十八页，共四十六页n例例6如图所示，三条曲线为电场中三个等如图所示，三条曲线为电场中三个等势面，势面，UB0，UA20V，UC-40V.n(1)求求UAB，UDB，UCD；n(2)把电量把电量q-210-7C的电荷从的电荷从A移到移到C电电场力做了多少功场力做了多少功?再从再从C到到B做多少功做多少功?总的总的做多少功做多少功?n(3)把该电荷从把该电荷从A直接移到直接移到B电场力做多少功电场力做多少功?并与并与(2)中结果进行比较，说明为什么中结果进行比较，说明为什么?本讲稿第三十九页，共四十六页n例例7 7在一点电荷在一点电荷Q产生的电场中，一个粒产生的电场中，一个粒子（带正电荷）通过时的轨迹如图所示，子（带正电荷）通过时的轨迹如图所示，图中虚线则表示电场的两个等势面图中虚线则表示电场的两个等势面a、b，以下说法中正确的是（以下说法中正确的是（）A A点电荷点电荷Q可能为正电荷，也可能为负电可能为正电荷，也可能为负电荷荷B B运动中运动中 粒子总是克服电场力做功粒子总是克服电场力做功 C C 粒子在粒子在a、b两等势面时的动能一定有两等势面时的动能一定有EkaEkb 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 本讲稿第四十页，共四十六页n例例9 9如图所示，在正的点电荷如图所示，在正的点电荷Q Q的电场的电场中有中有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 的高低的高低本讲稿第四十五页，共四十六页本讲稿第四十六页，共四十六页