第04节电势和电势差

第四节电势能电势与电势差,一、匀强电场中电场力做功的特点,E,如图,在匀强电场中,将一个+q的电荷沿直线从A点移动到B点,电场力做功是多少？,WAB=Fxcos,x,xcos,xAC,如果沿绿色的路径从A到B,电场力做功又是多少？,结论：匀强电场中，电场力做功等于电场力乘以沿力方向的位移。,与运动路径无关,F,qE,=,在物理上，对力产生的原因，我们都用场来解释，它们就一定有许多相似的地方，下面，我们就将重力场与电场进行对比，从功和能的角度来认识电场，认识一些新的物理量:电势能，电势，和电势差。,重力场,电场,mg,qE,物体能够对外做功，我们就说它具有能量，在重力场中，物体受到的重力能够对外做功，我们就说它具有重力势能；同样，在电场中，电荷受到的电场力也能对外做功，我们就说它具有电势能。,在电场中，W电0时,EP减小，W电0时,EP减小，WG0时,EP减小，W电0时,EP减小，W电0时,EP变大,在重力场中，WG=-EP,在电场中，W电=-EP电,4.功能关系:W电=-EP电,即:电荷从A点移动到B点电场力做的功WAB=-(EPB-EPA),二、电势能,重力场,电场,mg,qE,零势能面,零势能面,h,在重力场中，在描述重力势能时，需要先选一个参考面，作为零势能面，若物体距地面的高度为h，则重力势能就写成EP=mgh,同样的道理，在电场中，要描述电势能时，也需要先选一个参考面，作为零势能面，通过类比EP=mgh，就可写出电势能的表达式：EP=q,在重力场中：EP=mgh,在电场中：EP电=q,5.定义式：,EP电=q,叫作电势，类似于重力场中的高度，单位：V,三、电势,重力场,电场,mg,qE,1.定义式：,2.单位：伏V,在重力场中：h=0时，EP重=0,在电场中：=0时，EP电=0,零势能面,零势能面,h,h=0,=0,3.=0时，EP电=0,零电势点的选取是任意的，一般选择大地或无穷远处=0,4.是标量，但有正负之分，其正负表示大小,5.沿着电场线方向，电势逐渐降低.,6.电场中某点的电势能，等于将电荷从零电势点移到该点时电场力做的功,四、电势差,重力场,电场,零势能面,零势能面,hA,h=0,1.电势差：,在重力场中：,hB,A,B,A,B,h,在电场中：,A,B,电场中A、B两点之间电势之差，用U表示,即：UAB=A-B,UBA=B-A,电势差的绝对值也叫电压,其正负表示什么意义？,在重力场中：W=Gh,在电场中：WAB=qUAB,WAB=-EP,=-(EPB-EPA),=EPA-EPB,=qA-qB,=q(A-B),=qUAB,UAB=,2.电势差：,UAB=,注意：,电势差UAB是由电场本身决定的，与WAB和q无关，不能说UABWAB,也不能说UAB1/q,四、电势差,重力场,电场,mg,qE,零势能面,零势能面,h,h=0,=0,3.电场力做功：,WAB=qUAB,=qUAB,UAB=,WAB=qUAB,4.零电势点选得不一样，和EP就不一样，但UAB与零电势点的选取无关。,理解、区分各个物理量,重力场,电场,hA,hB,A,B,A,B,h,A,B,EP重,EP电,G,q,h,UAB,EP电=q,WAB=EPA-EPB,UAB=A-B,UAB=,重力场,电场,G,qE,q,五、等势面,1.等势面：电势相同的点连成的线(面),五、等势面,2.常见的等势面(线),孤立点电荷,等量同种电荷,等量异种电荷,匀强电场,五、等势面,2.常见的等势面(线),五、等势面,3.等势面的特点：,(1)电场线与等势面垂直,(2)电场线从电势高的等势面指向电势低的等势面。,(3)沿着电场线方向，电势降落得最快。,(4),初、末位置在同一等势面时，W电=0,(5)等势面