电势与等势面ppt课件.ppt

第2节电势与等势面第3节电势差,1,【理论探究】电场力做功的特点,只与始末位置有关，与经过的路径无关。所以，电场力是保守力，有对应的势能电势能EP结论：电场力作正功，电势能减小；电场力作负功，电势能增大。,【说明】电场力的功与移动的电荷有关，所以不能用来描述电场本身的性质。怎样寻求描述电场本身的能量性质的物理量呢？,2,一.电势差电场力的功与所移动的电荷的电量的比值，叫做电场中A、B两点的电势差。即,电势差,【说明】1.电势差与移动的电荷无关，它只反映了电场自身的性质；2.在国际单位制中，电势差的单位：伏特(V)3.电势差即电压；4.若已知电场中两点的电势差UAB，则,3,【例题】如图所示，把负电荷分别放在C、D两点，它在哪点的电势能较大？,【答案】D,【例题】一个电量为2.0108C的点电荷，在电场中A、B两点之间移动的过程中，电场力做功8106J，如果在A点处该电荷具有1.4105J的电势能，则它在B点处的电势能为多少？这两点间的电势差为多少？,【答案】EPB=6106JUAB=400V,4,二.电势电势差即电势之差。即,若选择电场中的P点为电势参考点，即规定P点的电势为零，则电场中任意一点A的电势，数值上等于把单位正电荷从A点移动到P点电场力所做的功。,【例题】如图所示，A、B、C是电场中的三点，将1C的正电荷分别从A、C移动到B时，电场力所做的功分别为10J、-5J，以B为电势参考点，则A、C两点的电势分别为多少？,【答案】,5,【例题】在Q电荷的电场中的A点放一电量为q的正电荷，若它从A移动到B，则电场力作正功还是负功?并比较A、B两点的电势能，电势的关系。,【例题】在Q电荷的电场中的A点放一电量为q的负电荷，若它从A移动到B，则电场力作正功还是负功?并比较A、B两点的电势能，电势的关系。,【结论】1.电场力作功、电势能与移动的电荷和电场都有关；2.电势只与电场有关，与移动的电荷无关。3.沿电场线方向，电势逐渐降低。,6,【例题】在Q电荷的电场中的B点放一电量为q的正电荷，若它从B移动到A，则电场力作正功还是负功?并比较A、B两点的电势能，电势的关系。,【例题】在Q电荷的电场中的B点放一电量为q的负电荷，若它从B移动到A，则电场力作正功还是负功?并比较A、B两点的电势能，电势的关系。,【结论】1.电场力作功、电势能与移动的电荷和电场都有关。2.电势只与电场有关，与移动的电荷无关。3.沿电场线方向，电势逐渐降低。,7,三.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。,8,【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,9,【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。,10,例如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，细杆右侧距杆0.3m处有一固定的点电荷Q，A、B是细杆上的两点，点A与Q、点B与Q的连线与杆的夹角均为37。一中间有小孔的带电小球穿在绝缘细杆上滑下，通过A点时加速度为零，速度为3m/s，取g=10m/s2，求小球下落到B点时的加速度和速度的大小。,a=2g=20m/s2vB=5m/s,11,例1:有关电场中某点的电势，下列说法中正确的是（）A、由放在该点的电荷所具有的电势能的多少决定B、由放在该点的电荷的电量多少来决定C、与放在该点的电荷的正负有关D、是电场本身的属性，与放入该点的电荷情况无关,D,12,例2:把的试探电荷放在电场中的A点,具有的电势能,求A点的电势,.,（1）若把的试探电荷放在电场中的A点,电荷所具有的电势能是多少?,（2）若把的试探电荷放在电场中的A点,电荷所具有的电势能又是多少?,13,例3:将一电量为的点电荷从电场外一点P移至电场中某点A,电场力做功求A点的电势.,解:,设场外一点P的电势为,14,例4:如图所示，a、b为某电场线上的两点，那么以下的结论正确的是（）A把正电荷从a移到b，电场力做正功，电荷的电势能减少，电势升高。B把正电荷从a移到b，电场力做负功，电荷的电势能增加，电势降低。C把负电荷从a移到b，电场力做正功，电荷的电势能减少，电势升高。D把负电荷从a移到b，电场力做负功，电荷的电势能增加，电势降低。,D,a,b,15,例5:如图所示，实线为一电场的电场线，A、B、C为电场中的三个点，那么以下的结论正确的是（）ABCD,B,A,B,C,16,例6:关于等势面正确的说法是()A.电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功B等势面上各点的场强大小相等C等势面一定跟电场线垂直D两等势面不能相交,CD,17,例7:一个点电荷，从静电场中的a点移至b点，其电势能的变化为零，则（）Aa、b两点的场强一定相等B该电荷一定沿等势面移动C作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是垂直的Da、b两点的电势相等,D,18,例:8在静电场中，把一个电荷量q=2.0X10-5C的负电荷由M点移到N点，电场力做6.0X10-4J，由N点移到P点，电场力做负功1.0X10-3J，则M、N、P三点电势高低关系是.,若以N点为零电势点，则M、N、P三点电势为.,若以M点为零电势点，则M、N、P三点电势为.,19,例9:如图所示,a、b、c表示点电荷的电场中三个等势面,它们的电势分别为.一带电粒子从等势面a上某处由静止释放后,仅受电场力作用而运动,已知它以过等势面b时的速率为v,则它经过等势面c时的速率为.,a,b,c,20,例10:如图所示,虚线a、b、c表示静电场中三个等势面,它们的电势分别是且,一带正电的粒子射入电场中,其运动轨迹如图中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,AC,21,例11:如图所示,三条平行等距直虚线表示电场中三个等势面,电势值分别为10V、20V、30V,实线是一带负电的粒子(不计重力)在该区域内的运动轨迹,对于轨迹上的a、b、c三点来说()A.粒子必先过a，再到b，然后到cB.粒子在三点受到的合力Fa=Fb=FcC.粒子在三点动能大小为EkaEpbEpc,B,a,b,c,30V,20V,10V,22,例12:一匀强电场，场强方向是水平的，如图所示。一个质量为m的带正电的小球，从点出发，初速度的大小为v0，在电场力与重力作用下，恰能沿与场强的反方向角的直线运动求小球运动到最高点时其电势能与在点的电势能之差,E,O,v0,23,例13:如图所示,在场强E=104N/C的水平