电势差、电势

1、兴化市文正实验学校兴化市文正实验学校尤能斌尤能斌20052005年年9 9月月五五 电势差电势差 电势电势第五节第五节 电势差电势差 电势电势一、电场的性质：一、电场的性质：电场力的性质（场电场力的性质（场强强E描述）描述）电场能的性质（电势差、电势描电场能的性质（电势差、电势描述）述）例题例题1 如图中在场强为如图中在场强为E E的匀的匀强电场中，沿电场方向上有强电场中，沿电场方向上有A A、B B两点，两点，将一个带电量为将一个带电量为q q的正的点电荷放置在的正的点电荷放置在A A点，求：点，求：1 1）将）将q q从从A A点沿电场线移动到点沿电场线移动到B B点，点，电场力所做的功电

2、场力所做的功W W1 1为多少？为多少？2 2）将）将q q从从A A点沿折线点沿折线ACBACB移到移到B B点，点，电场力所做的功电场力所做的功W W2 2为多少？为多少？3 3）将）将q q从从A A点沿曲线移动到点沿曲线移动到B B点，点，电场力所做的功电场力所做的功W W3 3为多少？为多少？AB+q甲甲乙乙AB+qCAB+q丙丙l1解：解：1）W1=F d=qE dAB2）W2=WAC+WCB =qE AC cos+ qE CB cos = qE dAB3）W3=W1+ W2 + W3 + = qE ( l1+ l2+ l3+) = qE dAB分析分析：1）电场力对电荷有做功的本

3、领，）电场力对电荷有做功的本领，表明表明电场有能的性质电场有能的性质2）电场力做功与路径无关电场力做功与路径无关，只，只和电场本身性质有关和电场本身性质有关AB+q甲甲乙乙AB+qCAB+q丙丙l13 3）电场力所做的功电场力所做的功W WABAB与与q q成正比，成正比，W WABAB/q/q跟跟A A、B B两两点间的路径与点间的路径与q q无关，无关，只和电场自身性质有关只和电场自身性质有关4 4）如图所示，在正点电荷电场中的电场线上有三）如图所示，在正点电荷电场中的电场线上有三个点个点A A、B B、C C，间距相同。将正电荷，间距相同。将正电荷q q由由A A移到移到B B，电场力功

4、电场力功W WABAB；将同一电荷由；将同一电荷由B B移到移到C C，电场力做，电场力做功功W WBCBC； 可知可知W WABAB W WBCBC，但，但W WABAB/q/q和和W WBCBC/q/q为定值，为定值， 表明比值表明比值W/qW/q可以恰当地去描述电场中任意两点可以恰当地去描述电场中任意两点间能的性质间能的性质。EABCdd+二、电势差二、电势差1 1、定义：电荷、定义：电荷q q在电场中由一点在电场中由一点A A移动到另一点时，移动到另一点时，电场力所做的功电场力所做的功W WABAB与电荷量与电荷量q q的比值的比值W WABAB/q/q，叫做，叫做ABAB两点间的电势

5、差，用两点间的电势差，用U UABAB表示。也称作表示。也称作ABAB两点两点的电压的电压2 2、定义式：、定义式：U UABAB=W=WABAB/q/q，导出式：，导出式：W WABAB=q=qU UABAB3 3、U UABAB在数值上的含义：等于单位正电荷由在数值上的含义：等于单位正电荷由A A点移点移动到动到B B点时电场力所做的功点时电场力所做的功4 4、单位：、单位：1V1V（伏特）（伏特）=1 J/C=1 J/C例题例题 将一个电量为将一个电量为-2-21010-9-9c c的点电荷从电场中的的点电荷从电场中的N N点移到点移到M M点，需克服电场力做功点，需克服电场力做功141

6、41010-9-9J J，N N、M M两点间的电势差两点间的电势差U UNMNM为多少？若将该电荷从为多少？若将该电荷从M M和到和到N N，电场力做什么功？，电场力做什么功？U UNMNM为多少？为多少？ 解：解：1 1）W WNM NM = -14= -141010-9-9J J，U UNMNM=W=WNMNM/q=7V/q=7V2 2）W WMNMN=14=141010-9-9J J，U UMNMN=W=WMNMN/q=-7V/q=-7V可以看出：可以看出：U UMN MN = -U= -UNMNM 问题问题 电势差是描述电场中任意两点间能的性质，电势差是描述电场中任意两点间能的性质，

7、那么电场中某点能的性质又如何描述呢？那么电场中某点能的性质又如何描述呢？（与重力场中的知识类比）（与重力场中的知识类比） 对比物体高度的确定，采用选取参考点的对比物体高度的确定，采用选取参考点的方法方法 可用将单位正电荷从电场中某点移到参考可用将单位正电荷从电场中某点移到参考点，电场力所做功的多少来描述，即该点点，电场力所做功的多少来描述，即该点到参考点的电势差来描述到参考点的电势差来描述三、三、电势电势1 1、定义：电场中某点的电势等于该点与参考点之、定义：电场中某点的电势等于该点与参考点之间的电势差，用间的电势差，用来表示。来表示。2 2、在数值上等于单位正电荷由该点移动到参考点、在数值上

8、等于单位正电荷由该点移动到参考点（零电势）时电场力所做的功。（零电势）时电场力所做的功。3 3、一般取无穷远处或电场中的接地点为参考点。、一般取无穷远处或电场中的接地点为参考点。4 4、沿电场线方向，电势逐渐降低。、沿电场线方向，电势逐渐降低。0 V-10 V10 VBACE 例题：如图所示，在电场线上有例题：如图所示，在电场线上有A A、B B、C C三点，三点，设设C C点接地，将点接地，将1C1C的正电荷由的正电荷由A A移到移到C C点，电场力点，电场力做功为做功为5J5J；再将该电荷由；再将该电荷由B B移到移到C C点，电场力做功点，电场力做功为为-5J-5J；求；求 A A 、

9、B B分别为多大？分别为多大？解：解： A A =W =WACAC/q=5V/q=5V， B B =W =WACAC/q=-5V/q=-5V 1 1、 A A B B ， A A- - B B=10=10 U UABAB=W=WABAB/q=10V/q=10V，故：，故：U UABAB= = A A- - B B 2 2、沿电场线方向，电势逐渐降低。、沿电场线方向，电势逐渐降低。EABC+四、电势能四、电势能1 1、电荷在电场中具有电势能（、电荷在电场中具有电势能（ ）2 2、对比重力做功理解电场力做功，电势能变化、对比重力做功理解电场力做功，电势能变化在重力场中在重力场中：W WG G=E=

10、EP1P1-E-EP2P2，W WG G0 0时，时，E EP1P1E EP2P2（重（重力势能减少），力势能减少），W WG G0 0时，时， E EP1P1E EP2P2（重力势能（重力势能增加）。增加）。在静电场中在静电场中：若：若电荷的电势能用电荷的电势能用表示表示，W WABAB= =A A- -B B，W WABAB0 0时，时，A AB B （电荷电势能减少），（电荷电势能减少），W WABAB0 0时，时，A AB B （电荷电势能增加）。（电荷电势能增加）。由由U UABAB=W=WABAB/q=/q=（A A- -B B）/q= /q= A B，可以得出，可以得出= /q，

11、电荷在电场中的电势能电荷在电场中的电势能= =q q。3 3、在电场力作用下，正电荷沿电场线移动，从电、在电场力作用下，正电荷沿电场线移动，从电势高移向电势低，电场力做正功，电势能减小；势高移向电势低，电场力做正功，电势能减小；在电场力作用下，负电荷逆电场线移动，从电势在电场力作用下，负电荷逆电场线移动，从电势低移向电势高，电场力做正功，电势能减少。低移向电势高，电场力做正功，电势能减少。4 4、小结：、小结：1 1）W=qUW=qU计算时，全部带符号运算。计算时，全部带符号运算。2 2）电场中任意两点间的电势差与零电势点的选）电场中任意两点间的电势差与零电势点的选取无关取无关例题：如图所示，

12、在同一条电场线上有例题：如图所示，在同一条电场线上有A、B、C三点，将三点，将q=-610-6C的点电荷从的点电荷从A点移到点移到B点，点，电场力做什么功？做多少功？电势能变化了多电场力做什么功？做多少功？电势能变化了多少？若将该电荷从少？若将该电荷从B点移到点移到C点，电场力做什么点，电场力做什么功？做多少功？电势能变化了多少？功？做多少功？电势能变化了多少？解：解：1）从）从A移到移到B，UAB= A B=5V，WAB= qUAB= -310-5J,即电场力做负功，电荷即电场力做负功，电荷的电势能增加了的电势能增加了310-5J。2）从）从B移到移到C时，时， UBC= B C=-2V，

13、WBC= qUBC= 1.210-5J,即电场力做正功，电即电场力做正功，电荷的电势能减少了荷的电势能减少了1.210-5J。ACBA=5VC=2VB=0V本节小结本节小结电场电场能的能的性质性质电势差电势差U=W/q电势电势 取定位置的电势差取定位置的电势差电势能电势能 =q 具有对外做功的本领具有对外做功的本领电场力做功五、课堂练习：五、课堂练习：1 1、在电场中将、在电场中将q=1q=11010-10-10C C的正电荷从的正电荷从A A点移到点移到B B点点电势能减少了电势能减少了1 11010-8-8J J，U UABAB= = ，若是负电，若是负电荷其电势能将荷其电势能将 ，U U

14、ABAB= = 。答案：答案：100V100V，增加，增加1 11010-8-8J J，100V100V2 2、将将q=1q=11010-5-5C C的正电荷在电场中从参考点的正电荷在电场中从参考点C C移到移到A A点，需克服电场力做功点，需克服电场力做功6 61010-3-3J J，则，则A= V V，若将该电荷从若将该电荷从C C点移到点移到B B点电场力做功点电场力做功2 21010-3-3J J，则则B= V V，U UABAB= = V V；若将该电荷从；若将该电荷从A A点移点移到到B B点，电场力做功点，电场力做功W=W= J J。答案：答案：-600-600，200200，-

15、800-800，- - 8 81010-3-3J J 3 3、将电量为、将电量为-4-41010-10-10C C的电荷沿一条电场线由的电荷沿一条电场线由A A点点移到移到B B点克服电场力做功点克服电场力做功2.42.41010-5-5J J。再由。再由B B点移点移到到C C点电场力做功点电场力做功1.21.21010-5-5J J，求：，求：1 1）电荷从）电荷从A A点到点到B B点电势能变化了多少？点电势能变化了多少？U UABAB= =？2 2）电荷从）电荷从B B点到点到C C点电势能变化了多少？点电势能变化了多少？U UBCBC= =？3 3）若电荷从）若电荷从A A点到点到C C点，电势能变化了多少？点，电势能变化了多少？U UACAC= =？4 4）若）若B B=0=0，则，则A A= =？C C= =？答案：答案：1 1）电势能）电势能增加增加2.42.41010-5-5J J， U UABAB=6=610104 4 V V2 2）电势能）电势能减少减少1.21