物理选修电势差

复习巩固：,1、电场力做功的特点是什么？,静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但与电荷经过的路径无关。,2、电场力做功和电势能的关系如何？,电场力做正功，电势能就减少,电场力做负功，电势能就增加,WAB = EPA-EPB,3、电势能和电势的关系如何？它们是绝对量还是相对量？,它们都是相对量，与零势能点的选择有关。,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,例2：A和B为电场中某条电场线上的点，如图：将q=410-9的正电荷从A点移到B点需克服电场力做功5 10-7J，则 电场方向由AB还是BA？ 电荷在哪点时电势能大？大多少？,A,B,等势面,如图所示，虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为 、 和 ，一带正电粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示。由图可知： A、粒子从K到L的过程中，电场力做负功 B、粒子从L到M的过程中，电场力做负功 C、粒子从K到L的过程中，电势能增加 D、粒子从L到M的过程中，动能减少,重力,电场力,某点的高度,某点的电势,重力势能,电势能,重力做功,电场力做功,WG= EP1-EP2,W电= EPA-EPB,两点间高度差,？,电势差,预习导学： 1、基础知识 （1）定义：电场中两点间的（）的差值叫做电势差，也叫做（） （2）表达式： UAB=( )或UBA=( ) UAB与UBA的关系：UAB=（） 2、思考判断： （1）电势差是标量，但有正负之分（） （2）因为静电力做功与路径无关，所以电势差也跟移动的路径无关，只跟两点的位置有关（） （3）A、B两点的电势差是恒定的，与零电势面的选取无关，所以UAB= UBA （4）从A点移动到B点，电场力做正功则电势差为正值（ ） （5）把1C的正电荷从A点移动到B点，静电力做功1J，这两点间的电势差为1V（ ） （6）若电荷由A点移动到B点的过程中，有静电力以外的力做功，不影响电势差的变化（ ）,一、电势差与电势的关系,1、电势差：【定义】电荷q在电场力作用下由A点移到另一点B的过程中，电场力做的功WAB与电荷量q的比值，叫A、B两点之间的电势差UAB。 电场中两点间电势的差值，也叫电压,则有,或者表示成,显然,思考题,思考题,1、电势差可以是正值也可以是负值，电势差的正负表示什么意义？ 表示两点电势高低,2、如果某一点的高度可以理解为该点距离 零参考点的高度差，那么某一点的电势应该 如何理解呢？,某一点的电势可以理解为距离零参考点 的电势差,A=UAO,返回,二、静电力做功与电势差的关系,电荷q从电场中A点移到B点，,；,即,或,典型例题：,1、如图所示的电场中，A、B两点间的电势差UAB = 20 V，将点电荷q = -210-9C，由A点移到B点，静电力所做的功是多少？,解：电场力所做的功 WAB = UABq = 20（210-9） = -4.010-8J,典型例题：,2、在电场中把2.0 10-9C的正电荷从 A点移到B点,静电力做功1.5 10-7J.再把这个电荷从 B点移到 C点,静电力做功-4.0 10-7J.,A、B、C三点中哪点电势最高？哪点最低？ A、B间， B、C间， A、C间的电势差各是多少？ 把-1.5 10-9C的电荷从A点移到C点电场力做多少功？ 根据以上所得结果，定性地画出电场分布的示意图，标出A、B、C三点可能的位置,据动能定理有：Ek=W=qU=1.610-191J =1.6 10-19J 即：1ev =1.6 10-19J,3、在研究微观粒子常用电子伏特(eV)做能量的单位。1eV等于一个电子经过1v电压加速后所增加的动能。请推导电子伏特与焦耳的换算关系。,返回,电势差的另一种定义方法-比值定义法,注：电场力做功有正负之分，电场力做正功WAB0；电场力做负功，WAB0；对负电荷取q0；利用该式计算时，要注意到WAB、q及UAB的正负,电势差在数值上等于移动单位正电荷所做的功,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。 【提出问题】UAB由什么决定？由WAB、q决定吗？WAB由q、UAB决定吗？ 【分析】UAB仅由电荷移动的两位置A、B决定，与所经路径、WAB、q均无关，但可由UAB计算UAB，而WAB却由q、UAB决定。这些也可由比值定义法定义概念的共性规律中得到。 【归纳总结】电势差UAB与q、WAB均无关仅与电场中A、B两位置有关。故电势差反映了电场本身的性质。 【结论】电势差的物理意义：电势差反映了电场本身的性质。 返回,小结,1、电势差 ：两点的电势之差，也叫电压 2、静电力做功与电势差的关系： 3、电势差UAB与q、WAB均无关，仅与电场中A、B两位置有关。故电势差反映了电场本身的性质。 4、电势差的单位：伏特 符号V 1V=1 J/C 5、电势差是标量。,或,1. 下列说法正确的是（ ） A.电势差和电势一样，是相对量，与零点的选取有关 B.电势差是个标量，但是有正负之分 C.由于电场力做功跟移动电荷的路径无关，所以电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关。 D. AB两点的电势差是恒定的，不随零电势点的不同位置而改变，所以 UAB=UBA,BC,2.对于电场中A、B两点，下列说法中正确的是（ ） A.电势差的定义式UAB=WAB/q，说明两点间的电势 差UAB与电场力做功WAB成正比，与移动电荷的 电荷量q成反比。 B.A、B两点间的电势差等于将正电荷从A点移动到 B点电场力做的功。 C.将1C电荷从A点移到B点，电场力做1J的功，这 两点的电势差为1V。 D.电荷由A点移动到B点的过程中，除受电场力外， 还受其他力作用，电荷的电势能的变化就不再等 于电场力做的功。,C,3.电场中，把点电荷q=+210-11C，由A点移到B点，电场力做功WAB=410-11J。A、B两点间的电势差UAB等于多少？B、A两点间的电势差UBA等于多少？,解：由静电力做功与电势差的关系得,V,V,4.电场中A、B 两点的电势是,A=800 V，,B= -200 V，把电荷q = -1.510-8C由A点移到B点，电场力做了多少功？电势能是增加还是减少，增加或者减少多少？,解：UAB=,A,WAB=qUAB=（-1.510- 8）1000 = -1.510-5 J 电场力做负功，则电势能增加，增加1.510-5J,B=800-（-200）=1000 V,5.带电量为+310-6C的粒子先后经过电场中的A、B 两点，克服电场力做功610-4J，已知B点电势为 50V，则（l）A、B间两点间的电势差是多少？ （2）A点的电势是多少