电场强度与电势差的关系课件

电场强度与电势差的关系课件第一页，共三十五页，编辑于2023年，星期一复习回顾1、功的计算：2、重力做功(1)与路径无关,由初末位置的高度差来决定.(2)重力做功WG与重力势能变化的关系重力做正功，重力势能减少重力做负功，重力势能增加第二页，共三十五页，编辑于2023年，星期一一个试探电荷在电场中某点由静止释放,将如何运动?

在电场力作用下电荷做加速运动,一段时间后,试探电荷的动能增加.是什么能转化为电荷的动能呢?E+F地球mmg场方向第三页，共三十五页，编辑于2023年，星期一2.电场力做功的特点

在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷经过的路径无关,只与电荷的起始位置和终止位置有关。对于非匀强电场也适用B+өqMAF+

WAB=F·|AB|cosθ=qE·|AM|

把正电荷沿不同路径从A点移到B电场力做功？一.电势能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第四页，共三十五页，编辑于2023年，星期一3.电场力做功与电势能的变化关系重力做正功,重力势能减小.电场力做正功,电势能减小.重力做负功,重力势能增加.电场力做负功,电势能增加.

电场力做的功等于电势能的减少量WAB=εA-εB第五页，共三十五页，编辑于2023年，星期一

正电荷从A点移到B点时,电场力做正功,电荷的电势能怎么变化?ABE+vABE一v

负电荷从A点移到B点时,静电力做

功,

该电荷在

点的电势能较大.负B思考减小第六页，共三十五页，编辑于2023年，星期一

电势能为负表示电荷在该处的电势能比零还要小.5、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性4、电势能是相对的，与零电势能面有关6、电势能是标量通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上电势能规定为零。第七页，共三十五页，编辑于2023年，星期一例1.将带电量为6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了3×10-5J的功，再从B移到C，电场力做了1.2×10-5J的功，则（1）电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能共改变了多少？（2）如果规定A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少？（3）如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？增加了1.8×10-5J.EPC=1.8×10-5J

EPC=-1.2×10-5JEPB=3×10-5J

EPA=-3×10-5J

第八页，共三十五页，编辑于2023年，星期一用类比法研究电场能的性质重力场电场势差1、WAB∝G，WAB/G——恒量hAB1、WAB∝q，WAB/q——恒量UAB2、比值定义法：

高度差hAB=WG/G2、比值定义法：

电势差UAB=WAB/qhAB与G无关，只取决于始、末的位置。UAB与q（包括大小、正负）无关，只取决于始、末的位置。第九页，共三十五页，编辑于2023年，星期一1.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.两点间的电势差也叫这两点间的电压.3.单位:

伏特(V)4.是标量:二.电势差1v=1J/c2.定义式:正负代表一点比另一点电势高或低电场中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.第十页，共三十五页，编辑于2023年，星期一WAB=UABq

6.电场力做功：5.决定因素:WAB跟路径无关,UAB也是跟路径无关;且跟WAB和q都无关,只是由电场本身和两点位置有关.例2.如图所示的电场中，A、B两点间的电势差UAB=20V，将点电荷q=-2×10-9C，由A点移到B点，静电力所做的功是多少？WAB=-4.0×10-8J

将UAB和q的正负号代入计算第十一页，共三十五页，编辑于2023年，星期一例3、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=2VUBA=-2V第十二页，共三十五页，编辑于2023年，星期一用类比法研究电场能的性质重力场电场φ势高度是特殊的高度差电势是特殊的电势差高度差hAB=hA-hBhA=hAO=hA-hOhA=hAO=WAO/GUAB=φA-φBφA=UAO=φA-φOφA=UAO=WAO/q一般取地面或最低点为参考点一般取无穷远处或电场中的接地点为参考点第十三页，共三十五页，编辑于2023年，星期一1.定义:电场中某点的电势,等于单位正电荷由该点移动到参考点(零电势点)时电场力所做的功.三.电势另一种定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值叫该点的电势.另一表达式4.单位:

伏特(V)3.标量:正负代表高低5.电势差和电势的关系:UAB=A-B(计算时要代入正负号)第十四页，共三十五页，编辑于2023年，星期一想一想1、高度差、高度与零高度点的选择有关吗？2、电势差、电势与零电势点的选择有关吗？第十五页，共三十五页，编辑于2023年，星期一ABCD0V1V2V3V结论：电势和高度都具有相对性，与参考点的选择有关，而电势差和高度差与参考点的选择无关。E0V1V2V-1V第十六页，共三十五页，编辑于2023年，星期一6.电势具有相对性：确定电势,应先规定电场中某处的电势为零.(通常规定离场源电荷无限远处或大地的电势为零.)7.电势的决定因素：电场中某点的电势的大小是由电场本身的性质决定的，与放不放电荷及放什么电荷无关。即与Ep、q无关8.沿电场线方向电势降低ABCD15V5V0-3V第十七页，共三十五页，编辑于2023年，星期一如以无穷远处电势为零，则：(1)正电荷（+Q）形成的电场中各点的电势均为正值（且离场源近处电势大）；

(2)负电荷（-Q）形成的电场中各点的电势均为负值（且离场源近处电势小）。思考:怎么比较电场中两点电势高低呢?方法一:根据电场线方向来确定电势高低：

沿着电场线的方向，电势逐渐降低。ABE第十八页，共三十五页，编辑于2023年，星期一方法四:如电荷只在静电力作用下由静止开始运动，正电荷由电势高的点移向电势低的点，负电荷由电势低的点移向电势高的点。ABE方法二:根据电势差定义式来判断.方法三:根据电势的表达式来判断：第十九页，共三十五页，编辑于2023年，星期一

例4.

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,以P点为零势点。求A点的电势.解:

场外一点P的电势为从PA,电场力做的功

PAEW-=注意:计算电势首先要规定零电势处,且电势可以为负.第二十页，共三十五页，编辑于2023年，星期一四、等势面1、等势面：电势相等的点所构成的面。通常相邻等势面之间的电势差相等。(称为等差等势面）2、典型电场的等势面第二十一页，共三十五页，编辑于2023年，星期一点电荷的电场的等势线第二十二页，共三十五页，编辑于2023年，星期一等量异种电荷电场的等势面第二十三页，共三十五页，编辑于2023年，星期一等量同种电荷电场的等势面第二十四页，共三十五页，编辑于2023年，星期一匀强电场的等势面第二十五页，共三十五页，编辑于2023年，星期一带电导体周围电场的等势面第二十六页，共三十五页，编辑于2023年，星期一3、等势面的特点（1）在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功（2）电场线跟等势面垂直，且由电势较高的等势面指向电势较低的等势面（3）等势面密处场强大、电场线密，等势面疏处场强小、电场线疏（4）不同等势面在空间不相交、不相切（5）处于静电平衡状态的导体是一个等势体，其表面为一个等势面，匀强电场的等势面是一组相互平行的疏密均匀的平面。第二十七页，共三十五页，编辑于2023年，星期一例3、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第二十八页，共三十五页，编辑于2023年，星期一小结一、电势能：电场力做正功,电势能减小电场力做负功,电势能增加

二、电势差：三、电势：φA=UAO=WAO/q四、等势面五、电场力的功、电势能、电势、电势差、等势面、电场线的关系第二十九页，共三十五页，编辑于2023年，星期一项目重力场电场定义场强（矢量）场力场力做功特点势差（标量）地球附近的引力场存在于电荷周围的场重力场强度g=G/m，方向：垂直于该点的切面向下电场强度E=F/q，方向：正电荷在该点所受电场力方向重力G=mg电场力F=qEWAB=mghAB只与始、末位置有关，与路径无关WAB=qUAB只与始、末位置有关，与路径无关高度差hAB=hA

–hB，与参考点选取无关电势差UAB=φA-φB，与参考点选择无关构建知识结构第三十页，共三十五页，编辑于2023年，星期一项目重力场电场势（标量）势能（标量）场力做功与势能变化的关系

重力势能EP=mgh，与参考平面选取有关电势能ε=qφ（选学），与参考平面选取有关重力做正功，重力势能减少（转化为其他形式的能）；重力做负功，重力势能增加WAB=EPA-EPB

电场力做正功，电势能减少（转化为其他形式的能）；电场力做负功，电势能增加。WAB=εA-εB高度h与参考点的选取有关，具有相对性电势φ与参考点的选取有关，具有相对性第三十一页，共三十五页，编辑于2023年，星期一课堂训练1．如图1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B．把正电荷从a移到b，电场力做负功，电荷的电势能增加C．把负电荷从a移到b，电场力做正功，电荷的电势能增加D．从a到b电势逐渐降低AD第三十二页，共三十五页，编辑于2023年，星期一课堂训练2、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