单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四节 电势和电势差,岚儿,一、理解电场力做功的特点及电势能。,二、理解电势及电势差。,三、理解等势面。,目标要求,第一课时 电势差,问题思考：,电场力对电荷做的功怎么计算？,与哪些因素有关？由什么决定？,电场力做功与路径无关,一、电场力做功的特点,在任何电场中，电,场力对移动电荷所做,的功，只与,初、末位,置,有关，而与电荷运,动,路径无关,。,W,AB,=,EqScos,B,E,A,C,二、电场力做功与电势能的变化,a.,从做功的角度来看：,b.,从电荷的移动方向上来看：,顺着电场线移动,正电荷,电势能减少,负电荷,电势能增加,电场力做正功，电势能减少；,电场力做负功，电势能增加。,电场力做正功,电场力做负功,顺着电场线移动,1,、是非题（并简要说明理由。）,A,、电荷沿电场线方向移动时，其电势能一定减小。,B,、检验电荷在电场中某点所受的电场力很大时，它在该点具有的电势能也一定大。,C,、把两个异号电荷靠近时，电荷电势能增大。,E,、电荷在电场中移动时，若电场力对电荷做正功，电荷的电势能一定减小,.,课堂训练：,三、电势差,.,定义式：,q,W,AB,=,U,AB,.,定义：,电荷,q,在电场中由一点移动到,另一点时，电场力所做的功,AB,与电荷,电量,q,的比值,AB,/q,，叫做，两点间,的电势差。用,表示。,U,AB,.,单位：,伏特（）,三、电势差,4.,意义和特性：,电势差是反映电场本身性质（电场能性质）的物理量，它是由电场本身的性质决定的。跟电场力做功、跟电荷电量多少均无关。,5.,电势差是标量,：,无方向，但有正负。,6,、公式,的应用,说明：,此适用于任何电场。,式中,AB,、,AB,、,q,都有正负，计算时都要注意各量的正负。,1,、如图示，在电场中的三点,A,、,B,和,C,之间,移动电荷时，会有,A,、,将同一电荷从,A,点直接移到,B,点，和从,A,点经过,C,点再移到,B,点，电场力做功完全相同,B,、,将同一电荷从,A,点加速移到,B,点，和减速移到,B,点，电场力做功完全相同,C,、,将不同电荷从,A,点移到,B,点，电场力做的功与电量的比值相同,D,、,将同一电荷从,A,点直接移到,B,点，和从,A,点经过,C,点再移到,B,点，电场力做的功与电量的比,值相同,课堂训练：,ABCD,课 堂 练 习,C,A,B,E,2,、如图所示的电场中，把点电荷,q=+2,10,-11,C,由,A,点移动到,B,点，电场力所作的功,W,AB,=4,10,-11,J,。,(,若改,q=,-,2,10,-11,C,其他条件不变，,U,AB,又等于多少？）,求：（,1,）,A,、,B,两点间的电势差,U,AB,等于多少？,（,2,）,B,、,A,两点间的电势差,U,BA,等于多少？,说明：,U,AB,=,U,BA,3,、关于对,U,AB,=W,AB,/q,和,W,AB,=,qU,AB,的理解，正确的是,A,、,电场中,A,、,B,两点的电势差和两点间移动电荷的电量,q,成反比,B,、,在电场中,A,、,B,两点移动不同的电荷，电场力的功,W,AB,和电量,q,成正比,C,、,U,AB,与,q,、,W,AB,无关，甚至与是否移动电荷都没有关系,D,、,W,AB,与,q,、,U,AB,无关,，与电荷移动的路径无关,BC,二、,W,AB,=,qU,AB,（两种处理方法）,1,、将,U,AB,和,q,正、负号一同代入；,2,、将,U,AB,和,q,的绝对值代入，根据力和位移 （或运动）方向来判断功的正、负。,（将,W,AB,和,q,正、负号一同代入）,一、,U,AB,=,W,AB,q,小 结,第二课时 电势,四、,电势,1,、定义：,电场中某点的电势等于单位正电荷由该点移到参考点（零电势点）时电场力所做的功。,2,、定义式：,说明：,某点电势等于该点与参考点（及零电势点）的电势差。,电势是标量无方向但有正负。,电势具有相对性电势的大小与零电势点的选择有关。一般取大地或无穷远处为零电势点。,3,、单位：伏特（,V,）,A,B,C,D,E,0V,15V,5V,3V,0V,18V,8V,3V,说明：,1,、零电势点的选择可以是任意的。,2,、电势的高低是相对的，两点之间的电势差是一定的，与零电势点的选取无关。,3,、电势的正负表示与零电势点的电势相比是高还是低。,4,、沿电场线的方向，电势越来越低。,1,、在电场线上有,A,、,B,、,C,三点，设,C,点接地，将,1C,的正电荷由,C,移到,A,点，电场力做功为,5J,；,再将该电荷由,A,移到,B,，,电场力做功为,8J,，求,、,分别是多大？,课 堂 练 习,B,A,2,、图为电场中的一条电场线，,A,、,B,为这条电场线上的两点，则,A,、,B,点的场强一定比,A,点的小,B,、,B,点的电势一定比,A,点的低,C,、,将电荷从,A,点移到,B,点，电荷的电势能一定减小,D,、,A,点的正电荷在只受电场力作用下一定沿电场线运动到,B,点,B,3,、关于电势差,U,AB,和电势,、的理解，正确的是,A,、,U,AB,表示,B,点与,A,点之间的电势差，即,U,AB,=,B,、,U,AB,和,U,BA,是不同的，它们有关系：,U,AB,=U,BA,C,、都有正负，所以电势是矢量,D,、,零电势点的规定虽然是任意的，但人们常常规定大地和无穷远处为零电势点,BD,A,A,A,B,B,B,小 结,一、,U,AB,=,二、,W,AB,=,qU,AB,四、,A,=U,AO,=W,AO,/q,三、,U,AB,=,A,-,B,U,AB,=-U,AB,（将,W,AB,和,q,正、负号一同代入）,（两种处理方法）,1,、将,U,AB,和,q,正、负号一同代入；,2,、将,U,AB,和,q,的绝对值代入，根据力和位移 （或运动）方向来判断功的正、负。,一般取绝对值,相对于零电势点的电势差,W,AB,q,五,.,等势面,电场中电势相等的点构成的曲面叫做等势面。,【,约定,】,为了使等势面能够反映电场的强弱，通常使相邻等势面之间的电势差相等。,等势面的性质,1.,沿着等势面移动电荷时，电场力所作的功为零。,2.,在任何静电场中电场线与等势面是互相正交的。,3.,等势面愈密,(,即间距愈小,),的区域，场强愈大。,第四节 电势和电势差,【,例题,】,有一电场的等势面分布如图所示，一个质子进入电场向右运动，经过等势面,a,时质子的动能为,500,eV,，那么它经过等势面,e,时动能多大？,【,答案,】,300,eV,第四节 电势和电势差,【,例题,】,将一点电荷,+,q,放在场强为,E,的匀强电场中，问：,当电荷从,A,B,，电荷所受的电场力做了多少功？,思考：,电场力做功的特点,只与始末位置有关，与经过的路径无关。,电势和电势差,1,、重力是怎么产生的？,2,、什么是重力势能？它跟哪些因素有关？,重力是地球对物体的吸引而产生,由于地球和物体之间存在着相互作用，物体具有“做功的本领”，因而有“能量”，这种能量就是重力势能。,它由“位置”决定：,E,p,mgh,还记得吗？,3,、为什么说重力势能具有相对性？,4,、重力做功跟重力势能变化有什么关系？,因为高度具有相对性,而,E,p,mgh,重力做功的过程，就是重力势能改变的过程。重力做正功，重力势能减小；重力做负功，重力势能增加，且有：,W,AB,mgh,A,mgh,B,mgh,AB,讨,论,与,交,流,：,所谓类比，就是将两个（或两类）研究对象进行对比，根据它们在某些方面有相同或相似的属性，进一步推断它们在其他方面 也可能有相同或类似的属性。,“类比”法是一种科学的研究方法。,1,、你知道什么叫“类比”吗？,2,、地球与物体之间的相互作用和哪一类电荷间的相互作用“类似”？,地球与物体之间存在着引力，它相当于一对异种电荷之间的作用,3,、借助“类比”的方法和你对重力场的了解，你可推断出电场应该具有哪些属性？,重力电场力,物体在重力场中移动，重力做功,电荷在电场中移动，电场力也会做功,重力势能“电场力势能”（称,电势能,）,重力做正（负）功，重力势能减小（增加）,电场力做正（负）功，电势能减小（增）,重力势能由高度决定,电势能,呢,？,Ep,=,qU,重力的功：,W,AB,mgh,AB,，,取决于高度差,电场力的功取决于什么呢,？,W=,qEd,我们借助类比定义几个物理量：,重力势能：,E,p,mgh,定义：电荷在电场中具有的能量叫电势能,电势能：,E,p,q,与高度,h,对应的物理量,叫,电势,即电势：,E,p,q,（,h,E,p,mg,）,定义：电场中某点试探电荷的电势能与自身电量的比值叫电势,电势的单位：伏特（,V,）,方法一,:,根据电场力做功的正负判断：,若电场力对移动电荷做正（负）功，则电势能减少（增加）；,方法二,:,直接根据公式 判断：,E,p,=q,.,如何比较电荷电势能的大小呢？,讨,论,与,交,流,：,1,、一个质量为,m,的物体在重力场中的重力势能大小由什么来决定？一个电量为,q,的电荷在电场中的电势能大小又由什么决定？,重力势能由高度决定，电势能由电势决定，即电势是描述电场能的特性的物理量,2,、你认为电势是相对量吗，电势能呢？,电势与高度类似，是“相对量”，电场中某点电势的大小与参考点选择有关,电势的参考点通常选择大地或无穷远点,电势能也是相对量,定义：电场中任意两点的电势的差值，叫这两点间的电势差,重力场中,A,、,B,两点间高度差：,h,AB,h,A,h,B,A,、,B,两点电势差：,U,AB,A,B,重力的功：,W,AB,mgh,A,mgh,B,mgh,AB,电场力的功：,W,AB,q,A,q,B,qU,AB,W,AB,qU,AB,是,一个非常重要的公式,3,、你认为跟高度差对应的物理量是什么？,4,、我们把高度相同的点连成的线叫等高线，构成的面可以叫等高面。那么，在电场中，电势相同的点连成的线或构成的面可以怎样称谓呢？,在电场中，电势相同的点连成的线叫等势线，构成的面叫等势面,5,、在同一等高线或等高面上，任两点高度差为多大？在同一等高线或等高面上移动物体，重力是否做功？在电场中，同一等势线或等势面上任两点电势差为多大？在同一等势线或等势面上移动电荷，电场力是否做功？,在电场中，同一等势线或等势面上任两点间电势差为零，在同一等势线或等势面上移动电荷电场力不做功,2.,等势面,等量异号点电荷的电场,等量同号点电荷的电场,正点电荷的电场,孤立带电体的电场,刚才学了什么？,1,、电势能：电荷在电场中具有的能量叫电势能,公式：,E,p,q,电场力做功：,W,AB,qU,AB,3,、等势面：,电势相同的点构成的面,同一等势线或等势面上任两点间电势差为零，在其上移动电荷电场力不做功,2,、电势 电势差,电势 电势差：电场中某点试探电荷的电势能与自身电量的比值叫电势。电场中两点电势的差值叫这两点的电势差,电势：,E,p,q,电势差：,U,AB,A,B,5,、下列说法正确的是,A,、,在等势面上移动电荷，电场力总是不做功,B,、,电荷从,A,点移到,B,点，电场力做功为零，则电荷一定是沿等势面移动的,C,、,在同一个等势面上的各点，场强的大小必然是相等的,D,、,电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面,AD,作业：,1,、总结“类比法”，试用类比法研究一个问题,2,、完成所发练习各题,