第四讲-电势、电势差、电势能

第四讲 电势、电势差、电势能教学重点：电势和电势差概念的理解教学难点：电场力做功特点知识点一 电势、电势差1、电势： （1）电势的定义：电场中某点A的电势A，就是A点与参考点（零电势点） 的电势差，也等于单位正电荷由该点移到参考点时电场力所做的功。 （2）电势差与电势的关系：UAB=A-B。UAB为正值时，说明AB；UAB为负值时，说明AB。 （3）电势和电场线方向的关系：沿着电场线方向，电势越来越低。 （4）注意：电势具有相对性，必须先确定零电势参考点，才能确定电场某点的电势值。一般取大地或无穷远的电势为零电势，电势差与零电势的选取无关。2、电势差UAB：（1）定义：电荷q在电场中由A点移到B点时，电场力所做的功WAB与电荷的电荷量q的比值。（2）计算式：Uab= Wab /q（3）在国际单位制单位:伏特，简称伏。符号为V。（4）注意：UAB只取决于电场及A、B两点位置，与被移动电荷无关，是从能量角度来反映电场性质的物理量。3、匀强电场电势差和电场强度的关系：沿场强方向的两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积,即Uab=Ed(或E= Uab /d) 注意：（1）d必须是沿场强方向的距离，如果ab两点间距l不沿场强方向，计算电势差时，d的取值应为l在沿场强方向的投影，即为a、b两点所在的等势面的垂直距离。 （2）此两式只适用于匀强电场知识点二 等势面（1）等势面定义：电场中电势相同的各点构成的面。（2）等势面的特点： 等势面一定与电场线垂直，即跟场强的方向垂直，任意两个等势面都不会相交。 电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面。 在同一等势面上移动电荷时电场力不做功。 电场线越密的地方，等势面也越密，即等势面越密的地方电场强度越大。 电场线和等势面都是人们虚拟出来的形象描述电场的工具。 实际中测量等电势点较容易，所以往往通过描绘等势线来确定电场线。（3）等势面的画法规定：两个相邻的等势面间的电势差是相等的。知识点三 电势能电场力做了多少功就有多少电势能转化，这是一一转化的。重力做功与电场力做功比较（1）在重力场中，同一物体从A点移到B点，重力做功与路径无关，只跟A、B两点高度差有关。 WAB=mghAB,其中hAB=WAB/mg为A、B两点的高度差。（2）在电场中，可以证明，同一电荷从A点移到B点，电场力做功也与路径无关。 WABqUAB，其中UAB=WAB/q是由电场及A、B两点位置确定的物理量。 练习1.图中Q是一个正点电荷，ab是水平放置的光滑绝缘杆。杆上套着一个带负电的环P。它们在同一竖直平面内，位置如图所示。把环从a端由静止释放。在环从a端向b端滑动的过程中，其电势能A. 一直增加 B. 一直减少 C. 先增加后减少 D. 先减少后增加2(多选). 图中a、b、c为一点电荷形成的电场中的三条电场线。另有一点电荷从M点射入电场，在电场力作用下（只受电场力）沿图中虚线运动到N。则该电荷在M到N运动的过程中A. 加速度一直减小 B. 动能一直减小C. 电势能一直减少 D. 动能与电势能的总和一直减少3.关于电势差的说法中，正确的是 A. 两点间的电势差等于电荷从其中一点移到另一点时，电场力所做的功B. 1 C电荷从电场中一点移动到另一点，如果电场力做了1J的功，这两点间的电势差就是1VC. 在两点间移动电荷时，电场力做功的多少跟这两点间的电势差无关D. 两点间的电势差的大小跟放入的点电荷的电量成反比4.如图所示，P、Q是两个电量相等的正的点电荷。它们连线的中点是O。A、B是中垂线上的两点。OA，=，bB. 场强方向向右，电势abD. 场强方向向左，电势ab14(多选). 如图，a、b、c、d四点位于空间的一条直线上，并且间距相等，即abbccd，把一个带负电荷的点电荷Q放在b点处，下面的说法正确的是A. a，c两点的电场强度相同 B. a，c两点的电势相等C. a点的电场强度的大小是d点电场强度大小的4倍D. 不论以哪里作为电势零点，a，d两点的电势差都等于c，d两点的电势差15(多选). 如图所示，点电荷置于真空中的O点，A、B、C三个虚线圆表示该点电荷电场中三个等势面。已知各等势面的电势ABp、EoEp B.o=p、EoEp C.oEp D.ob，若场强大小为E=400N/C，则场强方向是A. 由a指向c B. 由b指向c C. 由c指向aD. 由a指向b答案1. D 2. AB3. B4. B5. 9V6. A7. 500V/m8. ABD9. 1