广东省广州市高中物理 第一章 电场 第四节 电势差 电势（3）课件 粤教版选修31.ppt

第四节电势差电势 重力场 电场 1 如图 1 分别沿三个不同路径 小球从a运动到b 重力做功多大 1 2 2 如图 2 分别沿三个不同路径 小球从a运动到b 电场力做功多大 1 定义 电荷q在电场中由一点a移动到另一点b时 电场力所做的功wab与电荷量q的比值wab q 叫做a b两点间的电势差 wab quab 3 uab也是跟路径无关 且跟wab和q都无关 只是与电场本身和两点位置有关 5 单位 伏特 v 4 标量 6 电场力做功 一 电势差 可见 电场中a b两点间的电势差uab 在数值上等于单位正电荷由a点移动到b点时 电场力所做的功wab 1v 1j c 例题1 在如图所示的电场中 把点电荷q 2 10 11c 由a点移到b点 电场力做功wab 4 10 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 uab uba 将w和q的正负号代入计算 1 定义 电荷在电场中所具有的与电荷位置有关的势能叫电势能 2 电势能的变化 电场力做正功 电势能减小 电场力做负功 电势能增加 二 电势能 忽略重力 二 电势能 3 电荷在电场中某点具有的电势能的大小是相对零势能面而言的 一般取无穷远的地方为零势能面 复习回顾 1 什么是电势能 2 什么是电势 3 什么是电势差 4 电场力做功与电势差及电势能有什么关系 例题1 匀强电场的场强方向水平向右 一点电荷沿半径为r 20cm的圆周 从a点移动到b点 已知角o为900 求 1 这一过程电场力做的功 2 a b两点的电势差uab o a b 即使训练1 如图 绝缘水平面上固定一带 4q的质点b 与它距离为r处放一电荷量为 q的质点a a质量为m 它与水平面的动摩擦因数为 现将a自由释放 当它速度达到最大值v时 系统电势能的变化量是多少 m q a b 想一想 高度差 高度与零高度点的选择有关吗 电势差 电势与零电势点的选择有关吗 a b c d 0v 1v 2v 3v 结论 电势与零势点的选择有关 而电势差与零势点的选择无关 e 0v 1v 2v 1v 沿电场线方向电势如何变化 a b 探究1 方法 将一正电荷从a点移动到b点 试判断a b两点电势的高低 结论 沿电场线方向 电势越来越低 探究2 1 取无穷远为零势点 正电荷产生的电场中任一点的电势是大于零还是小于零 q a b 2 取无穷远为零势点 负电荷产生的电场中任一点的电势是大于零还是小于零 q a b 探究2 1 有关电场中某点的电势 下列说法中正确的是 a 是电场本身的属性 与放入该点的电荷情况无关 b 由放在该点的电荷所具有的电势能的多少来决定 c 由放在该点的电荷的电量多少来决定 d 与放在该点的电荷的正负有关 反馈练习 2如图所示 在点电荷电场中的一条电力线上依次有a b c三点 分别把 q和 q的试验电荷依次放在三点上 关于它们所具有的电势能的正确说法是 a 放上 q时 它们的电势能 a b c b 放上 q时 它们的电势能 a b c c 放上 q时 它们的电势能 a b c d 放上 q时 它们的电势能 a b c 反馈练习 3 在电场中一条电场线上有a b两点 如图所示 若将一电荷q 2 0 10 6c从a点移到b点 电荷克服电场力做了4 0 10 4j的功 1 uab等于多大 2 电场线的方向如何 3 如在电场中有另一点c 已知uac 500v 若把这一负电荷从b移到c点 电场力做功多大 反馈练习 4 已知电场中a点的电势为8v b点的电势为 3v c点的电势为8v 将电荷q 5 10 7c 若把q从c点经b点移到a点 电场力做功又为多大 反馈练习 5 2003上海 一负电荷仅受电场力的作用 从电场中的a点运动到b点 在此过程中该电荷做初速度为零的匀加速直线运动 则a b两点的电场强度ea eb及该电荷在a b两点的电势能 a b之间的关 a ea ebb ea b 直击高考 a b是一条电场线上的两点 若在a点释放一初速为零的电子 电子仅受电场力作用 并沿电场线从a运动到b 其速度随时间变化的规律如图所示 设a b两点的电场强度分别为ea eb 电势分别为ua ub 则 a ea eb b ea eb c ua ub d ua ub 课前复习 06上海 带正电的点电荷固定于q点 电子在库仑力作用下 做以q为焦点的椭圆运动 m p n为椭圆上的三点 p点是轨道上离q最近的点 电子在从m经p到达n点的过程中 a 速率先增大后减小b 速率先减小后增大c 电势能先减小后增大d 电势能先增大后减小 课前复习 电势 电势差 第三课时 等势面 匀强电场中的等势面 思考 匀强电场的等势面怎么分布 等势面的性质 1 沿同一等势面移动电荷时 电场力不做功 2 思考 为什么电场线一定与等势面垂直 4 两个等势面能相交吗 等势面 3 沿着电场线方向 等势面的高低怎么变化 点电荷形成的电场中的等势面 1 若有一电荷运动轨迹如图虚线所示 则电荷带什么电 d 2 如图 点电荷从c到b点电场力做功大小用wcb表示 从b到d点电场力做功大小用wbd表示 且d b c所在的等势面间距相等 则wcb与wbd大小关系如何 1 在以点电荷为球心 r为半径的球面上各点相同的物理量是 a 电场强度b 同一电荷所受电场力c 电势d 同一电荷具有的电势能 即时反馈 等量异种点电荷形成的电场中的等势面 1 如图 取无穷远为零势面 两点电荷形成的电场中 连线的中垂线上任一点电势多大 a b 2 若一具有初速度的点电荷从a点运动到b点 只受电场力作用 则它在a b两点的动能哪点大 2 如图 所示 两个固定的等量异种电荷 在它们连线的垂直平分线上有a b c三点 则 a a点电势比b点高b a b两点场强方向相同c a b c三点与无穷远处电势相等d 一带电粒子 不计重力 在a点无初速释放 则它将在a b连线上运动 即时反馈 a b m n 3 如图mn为中垂线 一带电粒子从m点以一初速度v0射入 轨迹如图 不考虑重力 则在飞越电场的整个过程中 a 该粒子带负电b 该粒子的动能先增大再减小c 该粒子的电势能先增大再减小d 该粒子运动到无穷远处速度大小为v0 即时反馈 4 如图 p q是两个等量正点电荷 o是它们连线的中点 a b是中垂线上的两点 oa ob 用ea eb ua ub分别表示a b的场强和电势 则a ea一定大于eb ua一定大于ubb ea不一定大于eb ua一定大于ubc ea一定大于eb ua不一定大于ubd ea不一定大于eb ua不一定大于ub 其他等势面 5 电场线密的地方 等势面密 5 下述说法正确的是 a 在同一等势面上移动电荷 电场力不做功b 等势面上各点场强大小一定相等c 放在电场中电势高处 电荷的电势能就大d 放在电场强度大处 电荷的电势能就大 即时反馈 6 如图 a b c d为某电场中的等势面 一带正电粒子飞入电场后只在电场力作用下沿m点到n点的虚线运动 由图可知 四个等势面电势ua ub uc ud由高到低的排列顺序是 该带电粒子在m n两点中 电势能较大的是 点 a b c d m n 即时反馈 7 一带电粒子射入固定在o点的点电荷的电场中 粒子轨迹如图中虚线abc所示 图中实线是同心圆弧