物理选修电势差

关于物理选修电势差例1．右图中MN为电场中某一条电场线方向向右，在线取两点a、b今将一电荷＋q从a移到b则（）

A.电场力做正功，＋q的电势能增加；

B.电场力做负功，＋q的电势能增加；

C.电场力做正功，＋q的电势能减少；

D.电场力做负功，＋q的电势能减少。

C第2页,共22页，2024年2月25日，星期天

例2：A和B为电场中某条电场线上的点，如图：将q=4×10-9的正电荷从A点移到B点需克服电场力做功5×10-7J，则⑴电场方向由A→B还是B→A？⑵电荷在哪点时电势能大？大多少？AB第3页,共22页，2024年2月25日，星期天等势面如图所示，虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为、和，一带正电粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示。由图可知：A、粒子从K到L的过程中，电场力做负功B、粒子从L到M的过程中，电场力做负功C、粒子从K到L的过程中，电势能增加D、粒子从L到M的过程中，动能减少第4页,共22页，2024年2月25日，星期天类比法重力场电场

重力电场力某点的高度某点的电势重力势能电势能重力做功电场力做功WG=

EP1-EP2W电=EPA-EPB两点间高度差？？？第5页,共22页，2024年2月25日，星期天电势差第6页,共22页，2024年2月25日，星期天预习导学：1、基础知识（1）定义：电场中两点间的（）的差值叫做电势差，也叫做（）（2）表达式：UAB=()或UBA=()UAB与UBA的关系：UAB=（）2、思考判断：（1）电势差是标量，但有正负之分（）（2）因为静电力做功与路径无关，所以电势差也跟移动的路径无关，只跟两点的位置有关（）（3）A、B两点的电势差是恒定的，与零电势面的选取无关，所以UAB=UBA（4）从A点移动到B点，电场力做正功则电势差为正值（）（5）把1C的正电荷从A点移动到B点，静电力做功1J，这两点间的电势差为1V（）（6）若电荷由A点移动到B点的过程中，有静电力以外的力做功，不影响电势差的变化（）第7页,共22页，2024年2月25日，星期天一、电势差与电势的关系1、电势差：【定义】电荷q在电场力作用下由A点移到另一点B的过程中，电场力做的功WAB与电荷量q的比值，叫A、B两点之间的电势差UAB。

电场中两点间电势的差值，也叫电压则有或者表示成显然设电场中A点的电势为，B点的电势为思考题第8页,共22页，2024年2月25日，星期天思考题1、电势差可以是正值也可以是负值，电势差的正负表示什么意义？

表示两点电势高低2、如果某一点的高度可以理解为该点距离零参考点的高度差，那么某一点的电势应该如何理解呢？某一点的电势可以理解为距离零参考点的电势差φA=UAO返回第9页,共22页，2024年2月25日，星期天二、静电力做功与电势差的关系电荷q从电场中A点移到B点，；即或第10页,共22页，2024年2月25日，星期天典型例题：1、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？解：电场力所做的功WAB=UAB·q=20×（－2×10-9）=-4.0×10-8J第11页,共22页，2024年2月25日，星期天典型例题：2、在电场中把2.0×10-9C的正电荷从A点移到B点,静电力做功1.5×10-7J.再把这个电荷从B点移到C点,静电力做功-4.0×10-7J.A、B、C三点中哪点电势最高？哪点最低？A、B间，B、C间，A、C间的电势差各是多少？把-1.5×10-9C的电荷从A点移到C点电场力做多少功？根据以上所得结果，定性地画出电场分布的示意图，标出A、B、C三点可能的位置第12页,共22页，2024年2月25日，星期天据动能定理有：ΔEk=W=qU=1.6×10-19×1J=1.6×10-19J即：1ev=1.6×10-19J3、在研究微观粒子常用电子伏特(eV)做能量的单位。1eV等于一个电子经过1v电压加速后所增加的动能。请推导电子伏特与焦耳的换算关系。返回第13页,共22页，2024年2月25日，星期天电势差的另一种定义方法-比值定义法注：电场力做功有正负之分，电场力做正功WAB>0；电场力做负功，WAB<0．电荷量也有正负之分，对正电荷取q>0；对负电荷取q<0；利用该式计算时，要注意到WAB、q及UAB的正负．电势差在数值上等于移动单位正电荷所做的功第14页,共22页，2024年2月25日，星期天公式的应用说明：①此适用于任何电场。②式中ＵAB

、ＷAB

、q都有正负，计算时都要注意各量的正负。【提出问题】UAB由什么决定？由WAB、q决定吗？WAB由q、UAB决定吗？【分析】UAB仅由电荷移动的两位置A、B决定，与所经路径、WAB、q均无关，但可由UAB＝计算UAB，而WAB却由q、UAB决定。这些也可由比值定义法定义概念的共性规律中得到。【归纳总结】电势差UAB与q、WAB均无关仅与电场中A、B两位置有关。故电势差反映了电场本身的性质。【结论】电势差的物理意义：电势差反映了电场本身的性质。返回第15页,共22页，2024年2月25日，星期天小结1、电势差：两点的电势之差，也叫电压2、静电力做功与电势差的关系：

3、电势差UAB与q、WAB均无关，仅与电场中A、B两位置有关。故电势差反映了电场本身的性质。4、电势差的单位：伏特符号V1V=1J/C5、电势差是标量。或第16页,共22页，2024年2月25日，星期天重力场在地球的周围存在重力场

电场在电荷的周围存在电场重力势能由相互作用的物体和地面间的相对位置决定的势能叫重力势能电势能由相互作用的电荷间的相对位置决定的势能叫做电势能重力做功与重力势能的变化关系重力做功重力势能减少；克服重力做功重力势能增加；重力做功的多少等于重力势能的变化量电场力做功与电势能的变化关系电场力做功电势能减少；克服电场力做功电势能增加；电场力做功的多少等于电势能的变化量高度指相对于参考平面（零高度）的距离在同一高度处电势指相对于零电势点的电势值在同一位置高度差指A、B两点高度的差值电势差指A、B两点电势的差值第17页,共22页，2024年2月25日，星期天1.下列说法正确的是（）

A.电势差和电势一样，是相对量，与零点的选取有关

B.电势差是个标量，但是有正负之分

C.由于电场力做功跟移动电荷的路径无关，所以电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关。

D.AB两点的电势差是恒定的，不随零电势点的不同位置而改变，所以 UAB=UBA

BC第18页,共22页，2024年2月25日，星期天2.对于电场中A、B两点，下列说法中正确的是（）

A.电势差的定义式UAB=WAB/q，说明两点间的电势差UAB与电场力做功WAB成正比，与移动电荷的电荷量q成反比。

B.A、B两点间的电势差等于将正电荷从A点移动到

B点电场力做的功。

C.将1C电荷从A点移到B点，电场力做1J的功，这两点的电势差为1V。

D.电荷由A点移动到B点的过程中，除受电场力外，还受其他力作用，电荷的电势能的变化就不再等于电场力做的功。C第19页,共22页，2024年2月25日，星期天

3.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？解：由静电力做功与电势差的关系得VV第20页,共22页，2024年2月25日，星期天4.电场中A、B

两点的电势是A=800V，

B=-200V，把电荷q=-1.5×10-8C由A点移到B点，电场力做了多少功？电势能是增加还