《电势和电势差》PPT课件.ppt

第四节 电势和电势差,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=EqScos,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,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：,三、电势差,.定义式：,.单位：伏特（）,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。,6、公式 的应用,说明：,此适用于任何电场。,式中AB 、AB 、 q都有正负，计算时都要注意各量的正负。,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,2、如图所示的电场中，把点电荷q=+210-11C由A点移动到B点，电场力所作的功WAB=4 10-11J。,(若改q=-210-11C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,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,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。,小 结,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：,某点电势等于该点与参考点（及零电势点）的电势差。,电势是标量无方向但有正负。,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）,A,B,C,D,E,0V,15V,5V,3V,0V,18V,8V,3V,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。,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,B,A,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,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 = UBA C、 、 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,BD,A,A,A,B,B,B,小 结,一、UAB=,二、 WAB=qUAB,四、A=UAO = WAO/q,三、UAB=A- B UAB= - 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,WAB,q,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AB，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。,电势和电势差,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： Epmgh,还记得吗？,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 Epmgh,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： WABmghA mghBmghAB,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,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：WABmghAB ，取决于高度差 电场力的功取决于什么呢？W=qEd,2. 等 势 面,等量异号点电荷的电场,等量同号点电荷的电场,正点电荷的电场,孤立带电体的电场,刚才学了什么？,1、电势能：电荷在电场中具有的能量叫