电势能电势与电势差.ppt

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1、复习回顾复习回顾1 1、功的计算：、功的计算：3 3、重力做功、重力做功(1)(1)与路径无关与路径无关,由初末位置的高度差来决由初末位置的高度差来决定定.(2)(2)重力做功重力做功WG与重力势能变化的关系与重力势能变化的关系重力做重力做正功正功，重力势能，重力势能减少减少重力做重力做负功负功，重力势能，重力势能增加增加2、动能定理一、电场力做功的特点一、电场力做功的特点在在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与与电荷经过的电荷经过的路径路径无关无关,只只与电荷的与电荷的起始起始位置和位置和终终止止位置位置有有关。关。对于非匀强电场也适用对于非匀强电场也适用W

2、AB=Fxcos=qEd 课本P17讨论交流把正电荷沿不同路把正电荷沿不同路径从径从A A点移到点移到B B电电场力做功场力做功相同吗相同吗？B+q qMAF+1在匀强电场中电场力做功：W=qEd2在任何电场中，静电力做的功静电力做的功与电荷经过与电荷经过的的路径路径无关无关,只只与电荷的与电荷的起始起始位置和位置和终止终止位位置置有有关。关。一、电场力做功的特点一、电场力做功的特点 一个试探电荷在电场中某点由静止释一个试探电荷在电场中某点由静止释放放,将如何运动将如何运动?在电场力作用下电荷做加速运动在电场力作用下电荷做加速运动,一一段时间后段时间后,试探电荷的试探电荷的动能动能增加增加.是

3、什么能是什么能转化为电荷的动能呢转化为电荷的动能呢?E+F地球地球mmg场方向场方向二、电势能二、电势能1.1.定义定义:电荷在电场中所具有的与电荷位置有关电荷在电场中所具有的与电荷位置有关的势能叫的势能叫电势能电势能2.电场力做功与电势能的变化关系电场力做功与电势能的变化关系重力做正功重力做正功,重力势能减小重力势能减小.电场力做正功电场力做正功,电势能减小电势能减小.重力做负功重力做负功,重力势能增加重力势能增加.电场力做负功电场力做负功,电势能增加电势能增加.电场力做的功等于电势能的电场力做的功等于电势能的减少量减少量课本课本P19讨论交流讨论交流(2)负电荷顺着电场线方向移动，电势能增

4、大。负电荷顺着电场线方向移动，电势能增大。逆着电场线方向移动，电势能减小。逆着电场线方向移动，电势能减小。3、由电场线法判断电势能的变化、由电场线法判断电势能的变化（1）正电荷顺着电场线方向移动，电势能减）正电荷顺着电场线方向移动，电势能减小。逆着电场线方向移动，电势能增大小。逆着电场线方向移动，电势能增大 电势能为电势能为负负表示电荷在该处的电势能表示电荷在该处的电势能比零还要小比零还要小.4 4、电势能是电荷和电场所共有的，具、电势能是电荷和电场所共有的，具 有有系统性系统性5 5、电势能是、电势能是相对相对的，与零电势能面有关的，与零电势能面有关6 6、电势能是、电势能是标量标量通常把电

5、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的电势能规定为电势能规定为零零，或把电荷在，或把电荷在大地表面大地表面上上电势能规定为电势能规定为零零。课本P19讨论交流2w0nw03w0nw0w02w03w0W0/q2w0/2q3w0/3qnw0/nq三三、电势、电势1.1.定义定义:电场中某点的电势电场中某点的电势,等于该点等于该点电势能与电势能与电荷电荷的比值的比值.4.4.单位单位单位单位:伏特伏特伏特伏特(V)(V)3.3.标量标量标量标量:正负代表高低正负代表高低正负代表高低正负代表高低(计算时要计算时要代入正负号代入正负号)2公式：5 5.电势具有电势具有相对性相对性：确定

6、电势确定电势,应先规应先规定电场中某处的电势为零定电场中某处的电势为零.(.(通常规定离通常规定离场源电荷场源电荷无限远处无限远处或或大地大地的电势为零的电势为零.).)6 6.电势的决定因素：电场中某点的电势电势的决定因素：电场中某点的电势的大小是由电场本身的性质决定的，的大小是由电场本身的性质决定的，与放不放电荷及放什么电荷无关。与放不放电荷及放什么电荷无关。即即 与与EpEp、q q无关无关7 7.沿电场线方向电势降低沿电场线方向电势降低A AB BC CD D15V15V 5V5V0 0-3V-3V如以无穷远处电势为零，则：如以无穷远处电势为零，则：(1)(1)正电荷正电荷（+Q+Q）

7、形成的电场中各点的）形成的电场中各点的电电势均为正值（且离场源近处电势大）势均为正值（且离场源近处电势大）；(2)(2)负电荷负电荷（-Q-Q）形成的电场中各点的）形成的电场中各点的电电势均为负值（且离场源近处电势小）。势均为负值（且离场源近处电势小）。课堂训练课堂训练有关电场中某点的电势，下列说法中正确有关电场中某点的电势，下列说法中正确的是（的是（）A A、由放在该点的电荷所具有的电势能的、由放在该点的电荷所具有的电势能的多少决定多少决定B B、由放在该点的电荷的电量多少来决定、由放在该点的电荷的电量多少来决定C C、与放在该点的电荷的正负有关、与放在该点的电荷的正负有关D D、是电场本身

8、的属性，与放入该点的电、是电场本身的属性，与放入该点的电荷情况无关荷情况无关D D例例4.4.将一电量为将一电量为 的点电荷从电场的点电荷从电场外外一点一点P P移至电场中某点移至电场中某点A,A,电场力做功电场力做功为为 ,以以P P点为零势点。求点为零势点。求A A点的电势点的电势.注意注意:计算电势首先要规定计算电势首先要规定零电势处零电势处,且电势可以为且电势可以为负负解:因为所以四、电势差电势间的差值叫电势差四四、电势差、电势差1.定义定义:电荷电荷q q在电场中由一点在电场中由一点A A移动到另一点移动到另一点B B时时,电场力所做的功电场力所做的功WWABAB与电荷量与电荷量q

9、q的比的比值值WWABAB/q,/q,叫做叫做A,BA,B两点间的两点间的电势差电势差.两点两点间的电势差也叫这两点间的间的电势差也叫这两点间的电压电压.2.2.定义式定义式:电场中电场中A A、B B两点间的电势差两点间的电势差U UABAB,在数值上等在数值上等于单位正电荷由于单位正电荷由A A点移动到点移动到B B点时点时,电场力所做电场力所做的功的功WWAB.AB.(计算时要计算时要代入正负号代入正负号)5.决定因素决定因素:WWABAB跟路径无关跟路径无关,U,UABAB也是跟路径无也是跟路径无关关;且跟且跟WWAB AB 和和q q都无关都无关,只是由电场本身和两只是由电场本身和两

10、点位置有关点位置有关.3.单位单位:伏特伏特伏特伏特(V)(V)1v=1J/c4.是标量是标量:正负代表一点比另一点电势高或低正负代表一点比另一点电势高或低例、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=+210q=+210-11-11C C，由，由A A点移到点移到B B点，电场力点，电场力做功做功WWABAB=410=410-11-11J J。A A、B B两点间的电两点间的电势差势差U UABAB等于多少？等于多少？B B、A A两点间的电势两点间的电势差差U UBABA等于多少？等于多少？U UABAB=2V =2V U UBABA=-2V=-2VW WABAB=U

11、=UABABq q 6.6.电场力做功：电场力做功：电场力做功：电场力做功：例例.如图所示的电场中，如图所示的电场中，A A、B B两点间的电势差两点间的电势差U UABAB=20 V=20 V，将点电荷，将点电荷q q=-210=-210-9-9C C，由，由A A点点移到移到B B点，静电力所做的功是多少点，静电力所做的功是多少？WWAB AB=-4.010=-4.010-8-8J J 将将UAB和和q的正的正负号代入计算负号代入计算想一想想一想1、高度差、高度与零高、高度差、高度与零高度点的选择有关吗？度点的选择有关吗？2、电势差、电势与零电、电势差、电势与零电势点的选择有关吗？势点的选

12、择有关吗？A BCD0V1V2V3V结论：电势和高度都具有相对性，与参结论：电势和高度都具有相对性，与参考点的选择有关，而电势差和高度差与考点的选择有关，而电势差和高度差与参考点的选择无关。参考点的选择无关。E0V1V2V-1V思考思考:怎么比较电场中两点电势高低呢怎么比较电场中两点电势高低呢?方法一方法一:根据电场线方向来确定电势高低：根据电场线方向来确定电势高低：沿着电场线的方向，电势逐渐降低。沿着电场线的方向，电势逐渐降低。ABE方法二方法二方法二方法二:根据电势差定义式来判断根据电势差定义式来判断根据电势差定义式来判断根据电势差定义式来判断.练习：下列关于电势高低的判断正确的是（练习：

13、下列关于电势高低的判断正确的是（）A.负电荷从负电荷从A移动到移动到B时，外力做正功，时，外力做正功，A点点的电势一定较高。的电势一定较高。B.负电荷从负电荷从A移动到移动到B时，电势能增加，时，电势能增加，A点点的电势一定较低。的电势一定较低。C.负电荷从负电荷从A移动到移动到B时，电势能增加，时，电势能增加，A点点的电势一定较高。的电势一定较高。D.初速度为零的正电荷只在电场力的左右下初速度为零的正电荷只在电场力的左右下从从A移动到移动到B，A点的电势一定较高。点的电势一定较高。CD小结小结一、电势能一、电势能：电场力做正功电场力做正功,电势能减小电势能减小电场力做负功电场力做负功,电势能

14、增加电势能增加 二、电势差：二、电势差：三、电势：三、电势：五、电场力的功、电势能、电势、电势差、五、电场力的功、电势能、电势、电势差、电场线的关系电场线的关系五、等势面五、等势面1定义：定义：电势相等的点所构成的面。电势相等的点所构成的面。等势面是虚拟的，为了描述等势面是虚拟的，为了描述电场的性质而假象出来的，电场的性质而假象出来的，实际上不存在的实际上不存在的点点电电荷荷的的电电场场的的等等势势线线等等量量异异种种电电荷荷电电场场的的等等势势面面等等量量同同种种电电荷荷电电场场的的等等势势面面匀强电场的等势面2 2特点：特点：（1）在同一等势面上的任意两点间移动电荷，在同一等势面上的任意两

15、点间移动电荷，电场力不做功。电场力不做功。（2 2）电场线跟等势面垂直，且由电势较高的等势面）电场线跟等势面垂直，且由电势较高的等势面指向电势较低的等势面指向电势较低的等势面 （3 3）等差等势面密处场强大、电场线密，）等差等势面密处场强大、电场线密，等差等差等势面疏处场强小、电场线疏等势面疏处场强小、电场线疏 （4 4）不同等势面在空间不相交、不相切）不同等势面在空间不相交、不相切例、例、关于等势面正确的说法是（关于等势面正确的说法是（）A A电荷在等势面上移动时不受电场电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功力作用，所以不做功 B B等势面上各点的场强大小相等等势面上各点的场强大小相

16、等 C C等势面一定跟电场线垂直等势面一定跟电场线垂直 D D两等势面不能相交两等势面不能相交CDCD3、几种常见电场的等势面、几种常见电场的等势面（1）匀强电场的等势面）匀强电场的等势面(1)a、电场线和等势面都是均匀分布的、电场线和等势面都是均匀分布的b、电场线越密，场、电场线越密，场强越强，等差等势强越强，等差等势面越密面越密c、电场线方向就、电场线方向就是电势降落的方向是电势降落的方向（2 2）点电荷电场的等势面）点电荷电场的等势面a、等势面为同心球面b、越近电荷，等差等势面越密c、沿电场线方向电势降低练习：如图，虚线练习：如图，虚线a、b、c势某静电场中的三个等势某静电场中的三个等势

17、面，它们的电势势面，它们的电势a最大，最大，c最少，一带正电的粒子最少，一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如图实线射入电场中，其运动轨迹如图实线KLMN所示，由所示，由图可知（图可知（）A.粒子从粒子从K到到L的过程中，的过程中，电场力做负功电场力做负功B.粒子从粒子从L到到M的过程中，的过程中，电场力做负功电场力做负功C.粒子从粒子从K到到L的过程中，的过程中，电势能增加电势能增加D.粒子从粒子从L到到N的过程中，的过程中，动能减少动能减少ACKNMLabc（3）等量异种电荷电场的等势面）等量异种电荷电场的等势面a、以两点连线为轴，等势面上下对称，轴上电势由正电荷指向负电荷逐渐降低b、以两

18、点连线中垂线为轴，等势面左右对称。中垂线即为一个等势面，若无穷远处电势为零，则该等势面上的电势也为零。c、接近点电荷处，等势面的形状接近圆形。a、以两点连线为轴，等势面上下对称，连线上电势由两边向中间逐渐降低b、以两点连线中垂线为轴，等势面左右对称。在中垂线上从中间相两边电势逐渐降低。c、接近点电荷处，等势面的形状接近圆形。（4）等量同种正电荷的电场的等势面）等量同种正电荷的电场的等势面地球附近的引力场地球附近的引力场存在于电荷周围的场存在于电荷周围的场重力场强度重力场强度g=G/mg=G/m，方向：垂直于该点的切方向：垂直于该点的切面向下面向下电场强度电场强度E=F/q E=F/q，方向：正

19、电荷在该点方向：正电荷在该点所受电场力方向所受电场力方向重力重力G=mgG=mg电场力电场力F=qEF=qEWWABAB=mgh=mghABAB只与始、末位置有只与始、末位置有关，与路径无关关，与路径无关WWABAB=qU=qUAB AB 只与始、末位置有只与始、末位置有关，与路径无关关，与路径无关高度差高度差h hABAB=h=hA A h hB B，与参考点选取无关与参考点选取无关电势差电势差U UABAB=A A-B B，与，与参考点选择无关参考点选择无关构建知识结构构建知识结构重力势能重力势能E EP P=mgh=mgh，与参考平面选取有关与参考平面选取有关电势能电势能=q=q（选学）选学），与参考平面选取有关与参考平面选取有关重力做正功，重力势重力做正功，重力势能减少（转化为其他能减少（转化为其他形式的能）；重力做形式的能）；重力做负功，重力势能增加负功，重力势能增加WAB=EPA-EPB 电场力做正功，电势电场力做正功，电势能减少（转化为其他能减少（转化为其他形式的能）；电场力形式的能）；电场力做负功，电势能增加。做负功，电势能增加。WAB=A-B高度高度h h与参考点的选取与参考点的选取有关，具有相对性有关，具有相对性电势电势与参考点的选与参考点的选取有关，具有相对性取有关，具有相对性