优化方案高中物理 1.4 电势和电势差课件 粤教选修31.ppt
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1、第四第四节节电势电势和和电势电势差差 第一章第一章 电场电场学学习习目目标标1.了解了解电场电场力做功的特点和力做功的特点和电势电势能的概念能的概念2理解理解电场电场力做功与力做功与电势电势能能变变化的关系化的关系3理解理解电势电势差和差和电势电势的概念的概念4了解等了解等势势面的概念，知道面的概念，知道电电荷在等荷在等势势面上运面上运动电场动电场力不做力不做功功 第一章第一章 电场电场一、一、电势电势差差1功等于力乘以力的方向上的位移，恒力的功与物体运功等于力乘以力的方向上的位移，恒力的功与物体运动动路路径无关一位同学，不径无关一位同学，不论论他走楼梯下楼，他走楼梯下楼，还还是坐是坐电电梯下
2、楼梯下楼,只只要是从同一楼要是从同一楼层层下到地面的，重力下到地面的，重力对该对该同学做的功就相同同学做的功就相同在匀在匀强强电场电场中某中某电电荷受到的荷受到的电场电场力也是恒力，做功力也是恒力，做功时时是不是是不是也具有上述特点？也具有上述特点？提示：是提示：是2电场电场力做功和重力做功与各自相力做功和重力做功与各自相应势应势能的能的变变化化规规律是否相律是否相似？似？提示：相似提示：相似势势能的能的变变化量都等于各自相化量都等于各自相应应力做功的力做功的负值负值1电场电场力做功的特点力做功的特点电场电场力的功跟力的功跟电电荷移荷移动动的的_无关，只由无关，只由电电荷的始末位荷的始末位置决
3、定置决定2电场电场力做功与力做功与电势电势能的关系能的关系电场电场力做的功等于力做的功等于_的改的改变变量如果量如果电场电场力做正力做正功，功，则电势则电势能能_，如果，如果电场电场力做力做负负功，功，则电势则电势能能_用公式表示用公式表示WAB_路径路径电势电势能能减少减少增加增加EpAEpB3电势电势差差(1)定定义义：电电荷在荷在电场电场中中A、B两点两点间间移移动时电场动时电场力力对电对电荷做的荷做的_与与电电荷所荷所带带_的比的比值值(2)公式：公式：UAB_(3)单单位：国位：国际单际单位制中，位制中，电势电势差的差的单单位位为为_，简简称称_，符号，符号为为V.(4)电势电势差可
4、以是差可以是_值值，也可以是，也可以是_值值电势电势差也叫差也叫_功功电电荷量荷量伏特伏特伏伏正正负负电压电压二、二、电势电势我我们们知道，一个物体所知道，一个物体所处处的高度与的高度与测测量的起点有关，但两个量的起点有关，但两个物体物体间间的高度差却与的高度差却与测测量的起点无关想一想，量的起点无关想一想，电场电场中某点中某点电势电势的高低与零的高低与零电势电势点的点的选择选择是否有关？是否有关？电场电场中两个点中两个点间电间电势势的差的差值值与零与零电势电势点的点的选择选择是否有关？是否有关？提示：有关无关提示：有关无关1概念：概念：规规定定电场电场中的中的P点的点的电势为电势为零，零，则
5、电场则电场中任意一点中任意一点A的的电势电势，数，数值值上等于把上等于把单单位正位正电电荷从荷从A点移点移动动到参考点到参考点P时时电场电场力所做的力所做的_如果用如果用A表示表示A点的点的电势电势，则则有有A_2单单位及矢位及矢标标性性电势电势的的单单位与位与电势电势差的差的单单位一位一样样，也是，也是_电势电势只有只有大小，没有方向，是大小，没有方向，是_功功伏特伏特标标量量3电势电势与与电势电势差差电场电场中任意两点中任意两点A、B间间的的电势电势差可表示差可表示为为UAB_，若，若UAB为为正正值值，表示，表示A点的点的电势电势比比B点的点的电势电势_，若，若UAB为负值为负值，表示，
6、表示A点的点的电势电势比比B点的点的电势电势_AB高高低低三、等三、等势势面面1地理上用等高地理上用等高线线表示地表示地势势的高低，研究某地区的等高的高低，研究某地区的等高线线分分布布图图就可以知道就可以知道该该地区的地地区的地势势高低分布情况；高低分布情况；电场电场中不同位中不同位置的置的电势电势不同，能不能用与不同，能不能用与类类似等高似等高线线的方法来表示的方法来表示电场电场中中各点的各点的电势电势分布情况呢？分布情况呢？提示：能用等提示：能用等势势面面2电势电势不相等的两个等不相等的两个等势势面能相交面能相交吗吗？提示：不能提示：不能1定定义义：电场电场中中电势电势_的点构成的曲面的点
7、构成的曲面2等等势势面与面与电场电场强强弱的关系：等弱的关系：等势势面密的地方面密的地方电场电场_，等等势势面疏的地方面疏的地方电场电场_相等相等强强弱弱电场电场力做功与力做功与电势电势能的能的变变化化1对电场对电场力做功特点的理解力做功特点的理解(1)电场电场力力对电对电荷所做的功，与荷所做的功，与电电荷的初末位置有关，与荷的初末位置有关，与电电荷荷经过经过的路径无关的路径无关该结论该结论适用于任何静适用于任何静电场电场(2)无无论带电论带电体在体在电场电场中做直中做直线线运运动还动还是做曲是做曲线线运运动动，无，无论带论带电电体只受体只受电场电场力作用力作用还还是受多个力作用，无是受多个力
8、作用，无论电场论电场力做正功力做正功还还是做是做负负功，功，电场电场力做功的特点不力做功的特点不变变2电场电场力做功正力做功正负负的判断的判断(1)根据根据电场电场力和位移方向的力和位移方向的夹夹角判断，此法常用于匀角判断，此法常用于匀强强电场电场中恒定中恒定电场电场力做功情况的判断力做功情况的判断夹夹角角为锐为锐角角电场电场力做正功，力做正功，夹夹角角为钝为钝角角电场电场力做力做负负功功(2)根据根据电场电场力和瞬力和瞬时时速度方向的速度方向的夹夹角判断，此法常用于判断角判断，此法常用于判断曲曲线线运运动动中中变变化化电场电场力的做功情况，力的做功情况，夹夹角是角是锐锐角角时电场时电场力做力
9、做正功，正功，夹夹角是角是钝钝角角时电场时电场力做力做负负功，功，电场电场力和瞬力和瞬时时速度方向速度方向垂直垂直时电场时电场力不做功力不做功(3)若物体只受若物体只受电场电场力作用，可根据力作用，可根据动动能的能的变变化情况判断，根化情况判断，根据据动动能定理，若物体的能定理，若物体的动动能增加，能增加，则电场则电场力做正功；若物体力做正功；若物体的的动动能减少，能减少，则电场则电场力做力做负负功功3电场电场力做功与力做功与电势电势能能变变化的关系化的关系(1)电场电场力做功一定伴随着力做功一定伴随着电势电势能的能的变变化，化，电势电势能的能的变变化只有化只有通通过电场过电场力做功才能力做功
10、才能实现实现，与其他力是否做功，及做功多少，与其他力是否做功，及做功多少无关无关(2)电场电场力做正功，力做正功，电势电势能一定减小；能一定减小；电场电场力做力做负负功，功，电势电势能能一定增大一定增大电场电场力做功的力做功的值值等于等于电势电势能的能的变变化量，即：化量，即：WABEpAEpB.特特别别提醒：提醒：电场电场力做功和重力做功尽管有很多相似之力做功和重力做功尽管有很多相似之处处，但，但因因为为地球地球产产生的重力生的重力场场只会只会对对物体物体产产生引力，而生引力，而电场对电场电场对电场中的中的电电荷既可以荷既可以产产生引力，也可以生引力，也可以产产生斥力，所以生斥力，所以计计算
11、算电场电场力的功力的功时时要注意要注意电电荷的荷的电电性、性、电电荷移荷移动动的方向、的方向、场场强强的方向的方向等，以便确定功的正等，以便确定功的正负负 (双双选选)如如图图所示，在点所示，在点电电荷荷电场电场中的一条中的一条电场线电场线上依次上依次有有A、B、C三点，分三点，分别别把把q和和q的的试试探探电电荷依次放在三点荷依次放在三点上，关于它上，关于它们们所具有的所具有的电势电势能的正确能的正确说说法是法是()A放上放上q时时，它，它们们的的电势电势能能EpAEpBEpCB放上放上q时时，它，它们们的的电势电势能能EpAEpBEpBEpCD放上放上q时时，它，它们们的的电势电势能能Ep
12、AEpBEpBEpC，所以，所以A项对项对；当放上；当放上q时时，电电荷从位置荷从位置ABC，电电荷需克服荷需克服电场电场力做功，力做功，电电荷的荷的电势电势能能应应增大，即增大，即EpAEpBMP解析解析首先画一条电场线，如图所示首先画一条电场线，如图所示.在中间位置附近画一在中间位置附近画一点作为点作为M点因为点因为MN电场力做正功，而负电荷所受电场力电场力做正功，而负电荷所受电场力与场强方向相反，则可确定与场强方向相反，则可确定N点在点在M点左侧由点左侧由NP电场力电场力做负功，即沿着电场线移动，又因做负功，即沿着电场线移动，又因1.0103 J6.0104 J，所以肯定移过了所以肯定移
13、过了M点，即点，即P点位于点位于M点右侧这样，点右侧这样，M、N、P三点电势的高低关系是三点电势的高低关系是NMP.名名师师点点评评该题该题中中M M、N N、P P三点三点虽虽然不一定位于同一条然不一定位于同一条电场线电场线上，但完上，但完全可以假全可以假设设其其处处于同一条直于同一条直电场线电场线上，根据上，根据电场电场力做功情况力做功情况把三点在把三点在该电场线该电场线上的大体位置确定下来，上的大体位置确定下来，电势电势高低的关系高低的关系便一目了然了便一目了然了3.(单选单选)电场线电场线分布如分布如图图所示，所示，电场电场中中a、b两点的两点的电场电场强强度大度大小分小分别为别为Ea
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