电势能电势与电势差PPT课件
最新电势能-电势与电势差(完美版)ppt课件
例1.如图,在场强E=103N/C的匀强电场中,点电荷
q=+1c从A移动到B,AB相距L=1m,静电力做功为多
少?电势能如何变化?若规定EPB=0,则EPA=?若规定
电势能-电势与电势差(完美版)
知识回顾
带箭头的直线是某区域电场线的一条,用EA、 EB来表示A、B两点的电场强度,则下列说法 正确的是( D )
A、 EA=EB
A
B
B、 EA>EB
C、 EA<EB
D、 EA、EB的大小关系不确定
一、电场力做功的特点
(一)重力做功的特点是什么?
1.在这三次情况下
A
5.电势和电场强度的区别和联系
电势φ
物Байду номын сангаас意义
描述电场的能的性质
电场强度E
描述电场的力的性质
大小
(1)电场中某点的电势等于该点跟 (1)电场中某点的场强等于放在
选定的标准位置(零电势点)间的电 该点的点电荷所受到的电场力F
势差
跟点电荷电荷量q的比值
(2)φ=Ep/q,φ在数值上等于单位正 (2)E=F/q,E在数值上等于单位 电荷在电场中该点具有的电势能 正电荷在该点所受到的静电力
性 选取有关
取无关
7.电势与电势差的区别和联系
电势φ
电势差U
数值关系
UAB=φA-φB,当φB=0时, UAB=φA
联
单位
相同,均是伏特(V),常用还有 kV,mV等
系
标矢性 都是标量,但均具有正负
物理意义
高中物理电势能 电势 电势差 课件
(J
C)
1V 1J C
拓展1:将带电小球从电场中的A点移到B点,克服静电 力做了3×10-5J的功,再从B移到C,静电力做了1.2×105J的功.假设带电小球电荷量为q=6×10-6C,那么: 〔4〕如果规定A点的电势能为零,那么该电荷在B点和C 点的电势分别为多少?
〔5〕如果规定B点的电势能为零,那么该电荷在A点和C 点的电势分别为多少?
+q0在A点具有的电势能为: EP1=q0Ed
+2q0在A点具有的电势能为: EP2=2q0Ed
+3q0在A点具有的电势能为: EP3=3q0Ed
…… ……
还发现:
发现:不同电荷在电场中同一位置具有 的电势能不一样
Ep1 EP2 Ep3 ... EP
q0 2q0 3q0
q
Ep 比值都相等!!! q
注意:U AB A B 该式进行计算时必须把 每一个物理量的正、负号带入进行计算
从例题中还可总结出电势差的特点:
5、电势差由电场和场内两点位置决定,与零电势点的选取无关 与检验电荷q无关,与移动电荷做的功wAB无关
四、电势差
1、定义:两点电势之差,通常也称为电压
2、定义式:U AB A B
2、定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值
3、定义式:
Eபைடு நூலகம் q
(比值定义法)即
与EP、q无关
4、国际单位:伏特,简称伏(符号V)或者
焦耳 库仑
(J
C)
1V 1J C
5、由 EP q 确定零电势点也就确定了电势能零点(相对性)
电场中某点的电势是相对的,它的大小和零电势点的选取有关
6、电势是标量:只有大小没有方向,但有正负之分
[高中物理课件]电势能 电势 电势差
注意 电势、电势能具有相对性,要确定电场中某点的电势或电荷在 电场中某点具有的电势能必须选取零电势点或零势能位置,但电势能的 变化和电势差具有绝对性,与零势能位置、零电势点的选取无关。
(1)电势差是一个矢量,有正值和负值之分。 ( ) (2)静电场中A、B两点的电势差是恒定的,所以UAB=UBA。 ( ) 答案 (1)✕ (2)✕
(1)电场力做功与重力做功相似,均与路径无关。 ( ) (2)电势能是一个矢量,所以有正值和负值之分。 ( ) (3)电场力与速度方向夹角小于90°时,电场力做正功。 ( ) 答案 (1)√ (2)✕ (3)√
1.电场力做功的计算方法 (1)WAB=qUAB(普遍适用); (2)W=qEl cos θ(适用于匀强电场); (3)WAB=-ΔEp=EpA-EpB(从能量角度求解); (4)W电+W非电=ΔEk(由动能定理求解)。 2.带电粒子在电场中做曲线运动时正负功的判断 (1)粒子的速度方向一定沿轨迹的切线方向,粒子所受合力方向一定指 向轨迹弯曲的凹侧。 (2)电场力方向与速度方向夹角小于90°,电场力做正功;夹角大于90°,电场力 做负功。
考点三 等势面
等势面 (1)定义:电场中电势相等的各点构成的面。 (2)特点 a.电场线跟等势面① 垂直 ,即场强的方向跟等势面② 垂直 。 b.在等势面上移动电荷时电场力不做功。 c.电场线总是从③ 电势高 的等势面指向④ 电势低 的等势面。 d.等差等势面越密的地方电场强度⑤ 越大 ;反之⑥ 越小 。
答案 C 由轨迹图可知电场力指向轨迹凹侧,因电场方向不明,粒子电 性不明,则电势高低无法判断,选项A、B错误;由图可知,b处等势线比a 处稀疏,电场强度小,选项D错误;粒子从a到b,电场力做负功,电势能增大, 选项C正确。
电势能和电势 课件
关于等势面的说法,正确的是( ) A.电荷在等势面上移动时,由于不受电场力作用,所以说电 场力不做功 B.在同一个等势面上各点的场强大小相等 C.两个不等电势的等势面可能相交 D.若相邻两等势面的电势差相等,则等势面的疏密程度能反 映场强的大小
[解析] 等势面由电势相等的点组成,等势面处的电场线跟等 势面垂直,因此电荷在等势面上移动时,电场力不做功,但并 不是不受电场力的作用,A 错.等势面上各点场强大小不一定 相等,等势面不可能相交,B、C 错.等差等势面的疏密反映 场强的大小,D 对. [答案] D
方向
只表示大小 正得正,负正得
负,负负得正
电场强度 E
电势 φ
电势能 Ep
电势由电场本身 由电荷量和该
场强由电场本 决定,与试探电荷 点电势二者决 决定
选取有关, 取有关,有相对
有相对性
性
电场强度 E
电势 φ
(1)电势沿场强方向降落最快;
(2)若 φB=0,由 UAB=φA-φB 得 φA=UAB=200 V, 由 UBC=φB-φC 得 φC=φB-UBC=0-(-300) V=300 V, 电荷在 A 点的电势能 EpA=qφA=(-3×10-6)×200 J=-6×10-4 J, 电荷在 C 点的电势能 EpC=qφC=(-3×10-6)×300 J=-9×10-4 J. [答案] (1)200 V -300 V 100 V (2)200 V 300 V -6×10-4 J -9×10-4 J
(2)对小球,从 A→B,根据动能定理: mg·32R+UAB(-q)=12mv2B 解得:UAB=-m2gqR 当 φC=0 时, φA=φA-φC=UAC=UAB=-m2gqR. [答案] (1) 7gR (2)-m2gqR
电势与电势差ppt课件
等势面
等势面的特点:
1、等势面一定跟电场线垂直,在同一等 势面上的任意两点间移动电荷,电场力不 做功;
2、电场线总是从电势高的等势面指向电 势低的等势面,任意两个等势面都不会相 交;
3、等差等势面越密的地方电场强度越大 16
等势面
几种典型电场的等势面:
1、点电荷电场中的等势面: 以点电荷为球心的一簇球 面
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等势面
2、等量异种点电荷 电场中的等势面: 两簇对称曲面
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等势面
3、等量同种点电荷电 场中的等势面:
两簇对称曲面
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等势面
4、形状不规则的带 电导体附近的电场线 及等势面
5、匀强电场中的等势 面: 垂直于电场线的一簇平 面
20
• 1.(2010广东理综)图是某一点电荷的电场线分 布图,下列表述正确的是( )
4. 标量 (有正负比零电势能点高和低)
5. 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.)
3
例2. 试探电荷q1放在电场中的A点,电势能为EP(规定无 限远处电势能为零),A点的电势为__E_p__q_1__,若把试探 电荷q1换成试探电荷q2放在电场中的A点,A点的电势 为___E_p_______ (仍规定无限远处电势能为零)。
q1
说明:电场中的电势由电场自身和零电势的 选取决定!与放入该点的电荷无关!
若现在不取无限远处电势能为零,A点 的电势还是Ep q 1 吗?
4
对电势的理解
• 1.电势的相对性:某点电势的大小是 相对于零点电势而言的。零电势的选 择是任意的,一般选地面和无穷远为 零势能面。
• 2.电势的固有性:电场中某点的电势 的大小是由电场本身的性质决定的,
第一章 4 课时1 电势能 电势与电势差
4 电势能 电势与电势差 课时1 电势能 电势与电势差一、电场力做功的特点1.电场力做功:在匀强电场中,电场力做功W =qEL cos θ,其中θ为电场力与位移之间的夹角.2.电场力做功的特点:电场力做功只与移动电荷的电荷量以及起点和终点的位置有关,而与路径无关. 二、电势能1.电势能:电荷在静电场中具有的势能,用E p 表示. 2.电场力做功与电势能变化的关系:W AB =E p A -E p B .⎩⎪⎨⎪⎧电场力做正功W AB >0,电势能减少;电场力做负功W AB <0,电势能增加. 3.电势能具有相对性通常把电荷在离场源电荷无穷远处或把电荷在大地表面上的电势能规定为零.4.电势能的大小:电荷在某点的电势能,等于把它从这点移动到无穷远处(或零势能位置)电场力做的功,即E p A =W A ∞. 三、电势与电势差 1.电势(1)定义:检验电荷在静电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值. (2)公式:φ=E p q.(3)单位:国际单位制中,电势的单位是伏特,符号是V ,1 V =1 J/C. 2.电势差(1)定义:电场中两点间电势之差,也叫电压. U AB =φA -φB ,U BA =φB -φA ,U AB =-U BA .(2)电势差是标量,有正负,同一电场中电势差的正负表示电势的高低.U AB >0,表示A 点电势比B 点电势高.(3)单位:在国际单位制中,电势差与电势的单位相同,均为伏特,符号是V. (4)电场力做功与电势差的关系:W AB =qU AB 或U AB =W ABq.1.判断下列说法的正误.(1)电荷从电场中的A点运动到B点,路径不同,电场力做功不同.()(2)正电荷和负电荷沿着电场线运动,电势能均减少.()(3)电荷在电势高处具有的电势能一定大.()(4)电场中某点的电势高低与检验电荷无关.()(5)电势差与电势一样,是相对量,都与零电势点的选取有关.()(6)若电场中两点间的电势差U AB=1 V,则将单位正电荷从A点移到B点,电场力做功为1 J.() 2.如图1所示,把电荷量为-5×10-9 C的电荷,从电场中的A点移到B点,其电势能______(选填“增大”或“减小”).若A点电势为φ=15 V,B点电势为φB=10 V,则A、B两点间的电势差U AB=______ V,电荷在A点和B点具有的电势能分别为E p A=________ J,E p B=__________ J,此过程电场力所做的功W AB=__________ J.一、电场力做功与电势能1.电场力做功的特点(1)电场力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关,但与具体路径无关,这与重力做功特点相似.(2)电场力做功的特点不受物理条件限制,不管电场力是否变化,是否是匀强电场,是直线运动还是曲线运动,电场力做功的特点不变.2.电势能(1)电势能是由电场和电荷共同决定的,是属于电荷和电场所共有的,我们习惯上说成电荷在电场中某点的电势能.(2)电势能是相对的,其大小与选定的参考点(零电势能位置)有关.一般选无穷远处或大地处电势能为零.(3)电势能是标量,有正负但没有方向.电势能为正值表示该点电势能大于参考点的电势能,电势能为负值表示该点电势能小于参考点的电势能.3.电场力做功与电势能变化的关系:W AB=E p A-E p B.电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增加.例1将带电荷量为6×10-6 C的负电荷从电场中的A点移到B点,克服电场力做了3×10-5 J的功,再从B移到C,电场力做了1.2×10-5 J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?例2 (多选)如图3所示,在正电荷的电场中的一条电场线上依次有A 、B 、C 三点,分别把带电荷量为+q 和-q 的点电荷依次放在这三点上,关于它们所具有的电势能,下列说法中正确的是( )A .放上+q 的点电荷时,它们的电势能大小关系为E p A >E pB >E pC B .放上+q 的点电荷时,它们的电势能大小关系为E p A <E p B <E p C C .放上-q 的点电荷时,它们的电势能大小关系为E p A >E p B >E p CD .放上-q 的点电荷时,它们的电势能大小关系为E p A <E p B <E p C 二、电势与电势差 1.对电势φ的理解 (1)对公式φ=E pq 的理解:①φ取决于电场本身;②公式中的E p 、q 均需代入正负号.(2)电场中某点的电势是相对的,它的大小和零电势点的选取有关.在物理学中,常取离场源电荷无穷远处的电势为零,在实际应用中常取大地的电势为零.(3)电势虽然有正负,但电势是标量.电势为正值表示该点电势高于零电势,电势为负值表示该点电势低于零电势,正负号不表示方向. (4)电势高低的判断方法①电场线法:沿电场线方向,电势越来越低.如图5所示电场线,φA >φB .②电势能判断法:由φ=E pq 知,对于正电荷,电势能越大,所在位置的电势越高;对于负电荷,电势能越小,所在位置的电势越高. 2.对电势差U AB 的理解(1)电势差与电势的关系:U AB =φA -φB ,两点间的电势差与零电势点的选取无关. (2)电场力做功与电势差的关系:U AB =W ABq.①U AB 决定于电场本身,与检验电荷q 无关,与移动电荷做的功W AB 无关.②由电势差可求电场力的功W AB =qU AB ,此式适用于任何电场,其中W AB 仅是电场力做的功,不包括从A 到B 移动电荷时其他力所做的功. ③公式U AB =W AB q或W AB =qU AB 中符号的处理方法:把电荷的电性和电势差的正负代入进行运算,功为正,说明电场力做正功,电荷的电势能减小;功为负,说明电场力做负功,电荷的电势能增大. 3.电势和电势差的比较例3 关于电势差U AB 和电势φA 、φB 的理解,正确的是( ) A .电势与电势差均是相对量,均与零电势点的选取有关 B .由于电势是相对的,所以无法比较电场中两点的电势高低 C .φA 、φB 都有正负,所以电势是矢量 D .若φB =0,则φA =U AB例4 把带电荷量为2×10-8 C 的正点电荷从无限远处移到电场中A 点,要克服电场力做功8×10-6 J ,若把该电荷从无限远处移动到电场中B 点,需克服电场力做功2×10-6 J ,求:(1)A 、B 两点的电势; (2)A 、B 两点的电势差;(3)把2×10-8 C的负电荷由A点移到B点电场力做的功.例5有一个带电荷量为q=-3×10-6C的点电荷,从某电场中的A点移到B点,电荷克服电场力做6×10-4 J的功,从B点移到C点,电场力对电荷做9×10-4 J的功.(1)求AB、BC、CA间的电势差;(2)若以C为零电势点,求A点和B点的电势;(3)若以B为零电势点,求A点和C点的电势,A、C两点间的电势差是否变化?1.(电势)(多选)关于电势,下列说法正确的是()A.电场中某点的电势大小等于单位正电荷从该点移动到零电势点时,电场力所做的功B.电场中某点的电势与零电势点的选取有关C.由于电势是相对的,所以无法比较电场中两点的电势高低D.某电荷在电场中A、B两点电势能关系E p A>E p B,则可知φA>φB2.(电场力做功与电势差的关系)(多选)对U AB=W ABq和W AB=qU AB的理解,下列说法正确的是()A.电场中A、B两点的电势差和两点间移动电荷的电荷量q成反比B.在电场中A、B两点移动不同的电荷,电场力做的功W AB和电荷量q成正比C.U AB与q、W AB无关,与是否移动电荷也没有关系D.W AB与q、U AB无关,与电荷移动的路径无关3.(电势高低与电势能大小的比较)(2019·同仁中学高二期末)如图6所示,曲线是电场中的一组电场线,A、B是电场中的两点,则下列说法正确的是()A.电势φA>φB,场强E A<E BB.电势φA>φB,场强E A>E BC.将+q电荷从A点移到B点电场力做负功D.将-q电荷分别放在A、B两点时具有的电势能E p A>E p B4.(电场力做功的计算)某静电场中A点电势为-40 V,B点电势为-20 V,C点电势为-30 V,D点电势为-10 V,电荷量为1.6×10-9 C的正点电荷从A经B、C到达D点,则从A至D,电场力对电荷做的功为()A.4.8×10-8 J B.-4.8×10-8 JC.8.0×10-8 J D.-8.0×10-8 J5.(电势差、电势、电势能的计算)在电场中把电荷量为Q1=2.0×10-9C的正电荷从A点移到B点,电场力做功1.5×10-7 J,再把电荷量为Q2=4.0×10-9 C的正电荷从B点移到C点,克服电场力做功4.0×10-7 J.(1)求A、B间,B、C间,A、C间的电势差各为多少?并比较A、B、C三点的电势;(2)若A点电势为零,则C点电势为多少?(3)若A点电势为零,则Q2在B点电势能为多少?考点一电势和电势差1.(多选)下列关于电场的描述,正确的是()A.电场中某点电势的大小、正负与零电势点的选取有关B.电场中某两点间的电势差与零电势点的选取有关C.某点的电场强度大,则电势一定高D.同一点电荷在电场中任意两点间移动时,只要静电力做的功相同,那么两点间的电势差一定相同2.(多选)关于电势的高低,下列说法正确的是()A.沿着电场线的方向电势逐渐降低B.电势降低的方向一定是电场线的方向C.正电荷只在电场力的作用下,一定向电势低的地方移动D.负电荷只在电场力的作用下,由静止释放,一定向电势高的地方移动3.如图1所示为某点电荷形成的电场,A、B两点为电场线上两点,则()A.点电荷带负电,E A>E BB.点电荷带正电,E A<E BC.点电荷带负电,φA>φBD.点电荷带正电,φA<φB4.图2甲中AB是某电场中的一条电场线.若将一负电荷从A点处由静止释放,负电荷仅在电场力作用下沿电场线从A到B运动过程中的速度—时间图像如图乙所示.关于A、B两点的电势高低和场强大小关系,下列说法中正确的是()A.φA>φB,E A>E B B.φA>φB,E A<E BC.φA<φB,E A>E B D.φA<φB,E A<E B考点二电场力做功与电势能的变化5.在静电场中,将一正电荷从a点移到b点,电场力做了负功,则()A.该电荷的电势能一定减小B.b点的电势一定比a点高C.电场线方向一定从b指向aD.b点的电场强度一定比a点大6.(多选)如图3,直线上有O、a、b、c四点,ab间的距离与bc间的距离相等.在O点处有一固定点电荷,已知b点电势高于c点电势,若一带负电荷的粒子仅在电场力作用下先从c 点运动到b点,再从b点运动到a点,则()图3A.两过程中电场力做的功相等B.前一过程中电场力做的功大于后一过程中电场力做的功C.前一过程中,粒子电势能不断减小D.后一过程中,粒子动能不断增加考点三电势差与电场力做功的计算7.如图4所示的匀强电场中,φA=-20 V,φB=-10 V,一个电荷量为-5.0×10-8 C的点电荷,沿图中曲线从A点移到B点,电场力做的功为()A.-5.0×10-7 J B.5.0×10-7 JC.-3.5×10-6 J D.3.5×10-6 J8.在电场中将一带电荷量为q=-1×10-9 C的负电荷从B点移至A点时,克服电场力做功2×10-6 J,将该电荷从A点移至C点,克服电场力做功3×10-6 J,则BC间的电势差大小为()A.5 000 V B.3 000 VC.2 000 V D.1 000 V9.电场中有A、B两点,一个点电荷在A点的电势能为1.2×10-8 J,在B点的电势能为8.0×10-9 J.已知A、B两点在同一条电场线上,如图5所示,该点电荷的电荷量大小为1.0×10-9 C,那么()A.该点电荷为负电荷B.该点电荷为正电荷C.A、B两点间的电势差U AB=4.0 VD.把该点电荷从A点移到B点,电场力做功为W AB=4.0 J10.一个带正电的质点,电荷量q=2.0×10-9C,在静电场中由a点移到b点,在这一过程中,除静电力外,其他力做的功为6.0×10-5 J,质点的动能增加了8.0×10-5 J,则a、b两点间的电势差为()A.3.0×104 V B.1.0×104 VC.4.0×104 V D.7.0×104 V11.(多选)如图6所示,在a点由静止释放一个质量为m、电荷量大小为q的带电粒子,粒子到达b 点时速度恰好为零,设a 、b 所在的电场线竖直向下,a 、b 间的高度差为h ,则( ) A .带电粒子带负电B .a 、b 两点间的电势差U ab =mgh qC .b 点场强大于a 点场强D .a 点场强大于b 点场强12.带电荷量为q =+5.0×10-8 C 的点电荷从A 点移到B 点时,克服电场力做功3.0×10-6 J .已知B 点的电势为φB =20 V .求: (1)A 、B 间的电势差; (2)A 点的电势;(3)点电荷从A 到B 的电势能变化.13.在如图7所示的匀强电场中,有a 、b 、c 三点,ab =5 cm ,bc =12 cm ,其中ab 沿电场方向,bc 和电场线方向成60°角,一个电荷量为q =4×10-8 C 的正电荷从a 移到b ,电场力做功为W1=1.2×10-7 J .求:(1)匀强电场的场强E 的大小; (2)电荷从b 移到c ,电场力做的功W 2; (3)a 、c 两点间的电势差U ac .4 电势能 电势与电势差 课时1 电势能 电势与电势差[学习目标] 1.知道电场力做功的特点,掌握电场力做功与电势能变化的关系.2.理解电势能、电势、电势差的概念和公式,能根据电场线判断电势高低.一、电场力做功的特点1.电场力做功:在匀强电场中,电场力做功W =qEL cos θ,其中θ为电场力与位移之间的夹角.2.电场力做功的特点:电场力做功只与移动电荷的电荷量以及起点和终点的位置有关,而与路径无关. 二、电势能1.电势能:电荷在静电场中具有的势能,用E p 表示. 2.电场力做功与电势能变化的关系:W AB =E p A -E p B .⎩⎪⎨⎪⎧电场力做正功W AB >0,电势能减少;电场力做负功W AB <0,电势能增加. 3.电势能具有相对性通常把电荷在离场源电荷无穷远处或把电荷在大地表面上的电势能规定为零.4.电势能的大小:电荷在某点的电势能,等于把它从这点移动到无穷远处(或零势能位置)电场力做的功,即E p A =W A ∞. 三、电势与电势差 1.电势(1)定义:检验电荷在静电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值. (2)公式:φ=E p q.(3)单位:国际单位制中,电势的单位是伏特,符号是V ,1 V =1 J/C. 2.电势差(1)定义:电场中两点间电势之差,也叫电压. U AB =φA -φB ,U BA =φB -φA ,U AB =-U BA .(2)电势差是标量,有正负,同一电场中电势差的正负表示电势的高低.U AB >0,表示A 点电势比B 点电势高.(3)单位:在国际单位制中,电势差与电势的单位相同,均为伏特,符号是V.(4)电场力做功与电势差的关系:W AB =qU AB 或U AB =W ABq.1.判断下列说法的正误.(1)电荷从电场中的A 点运动到B 点,路径不同,电场力做功不同.(×) (2)正电荷和负电荷沿着电场线运动,电势能均减少.(×) (3)电荷在电势高处具有的电势能一定大.(×) (4)电场中某点的电势高低与检验电荷无关.(√)(5)电势差与电势一样,是相对量,都与零电势点的选取有关.(×)(6)若电场中两点间的电势差U AB =1 V ,则将单位正电荷从A 点移到B 点,电场力做功为1 J .(√)2.如图1所示,把电荷量为-5×10-9 C 的电荷,从电场中的A 点移到B 点,其电势能______(选填“增大”或“减小”).若A 点电势为φA =15 V ,B 点电势为φB =10 V ,则A 、B 两点间的电势差U AB =______ V ,电荷在A 点和B 点具有的电势能分别为E p A =________ J ,E p B =__________ J ,此过程电场力所做的功W AB =__________ J.图1答案 增大 5 -7.5×10-8 -5×10-8-2.5×10-8解析 电荷从A 点移到B 点,电场力做负功,电势能增大 A 、B 两点间的电势差 U AB =φA -φB =5 VE p A =qφA =-5×10-9×15 J =-7.5×10-8 J E p B =qφB =-5×10-9×10 J =-5×10-8 J W AB =E p A -E p B =-2.5×10-8 J.一、电场力做功与电势能图2(a)、(b)、(c)分别表示匀强电场(场强为E )中的+q 0电荷沿不同路径从A 到B .图2(1)计算(a)、(b)、(c)三种情况下电场力做的功分别是多少?由此得出什么结论?(2)对比电场力做功和重力做功的特点,它们有什么相同之处?重力做功引起重力势能的变化,电场力做功引起什么能的变化?答案(1)(a)中电场力做的功W=q0Ed.(b)中在线段AC上电场力做的功W1=q0EL cos θ=q0Ed.在线段BC上做的功W2=0,总功W=W1+W2=q0Ed.(c)中在垂直于电场方向的各线段上电场力不做功,在沿着电场方向的各线段上电场力做功之和为W=q0Ed.通过计算发现,在匀强电场中沿不同路径由A运动到B,电场力做功相同,说明:电场力做功与路径无关,只与移动电荷的电荷量以及起点和终点的位置有关.(2)电场力做功与重力做功都与路径无关.电场力做功引起电势能的变化.1.电场力做功的特点(1)电场力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关,但与具体路径无关,这与重力做功特点相似.(2)电场力做功的特点不受物理条件限制,不管电场力是否变化,是否是匀强电场,是直线运动还是曲线运动,电场力做功的特点不变.2.电势能(1)电势能是由电场和电荷共同决定的,是属于电荷和电场所共有的,我们习惯上说成电荷在电场中某点的电势能.(2)电势能是相对的,其大小与选定的参考点(零电势能位置)有关.一般选无穷远处或大地处电势能为零.(3)电势能是标量,有正负但没有方向.电势能为正值表示该点电势能大于参考点的电势能,电势能为负值表示该点电势能小于参考点的电势能.3.电场力做功与电势能变化的关系:W AB=E p A-E p B.电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增加.例1将带电荷量为6×10-6 C的负电荷从电场中的A点移到B点,克服电场力做了3×10-5 J的功,再从B移到C,电场力做了1.2×10-5 J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?答案见解析解析(1)W AC=W AB+W BC=-3×10-5 J+1.2×10-5 J=-1.8×10-5 J.电势能增加了1.8×10-5 J.(2)如果规定A点的电势能为零,由公式得该电荷在B点的电势能为E p B=E p A-W AB=0-W AB =3×10-5 J.同理,C点的电势能为E p C=E p A-W AC=0-W AC=1.8×10-5 J.(3)如果规定B点的电势能为零,则该电荷在A点的电势能为:E p A′=E p B′+W AB=0+W AB=-3×10-5 J.C点的电势能为E p C′=E p B′-W BC=0-W BC=-1.2×10-5 J.例2(多选)如图3所示,在正电荷的电场中的一条电场线上依次有A、B、C三点,分别把带电荷量为+q和-q的点电荷依次放在这三点上,关于它们所具有的电势能,下列说法中正确的是()图3A.放上+q的点电荷时,它们的电势能大小关系为E p A>E p B>E p CB.放上+q的点电荷时,它们的电势能大小关系为E p A<E p B<E p CC.放上-q的点电荷时,它们的电势能大小关系为E p A>E p B>E p CD.放上-q的点电荷时,它们的电势能大小关系为E p A<E p B<E p C答案AD解析若将带电荷量为+q的点电荷从A点移到B点,再由B点移到C点,电场力都是做正功,电荷的电势能都减少,可见E p A>E p B>E p C,选项A正确,B错误.若将带电荷量为-q 的点电荷从A点移到B点,再由B点移到C点,电场力都是做负功,电荷的电势能都增加,可见E p A <E p B <E p C ,选项C 错误,D 正确. 二、电势与电势差(1)在图4中将电荷量为q 、2q 的正电荷分别从A 点移到B 点,两电荷电势能的变化是否相同?电势能的变化与电荷量的比值是否相同?这个比值与电荷量有关吗?图4(2)若取B 点为零势能点,两电荷在A 点的电势能分别为多大?电势能与电荷量的比值分别为多大?答案 (1)电势能的变化E p A -E p B =W AB =EqL cos θ,与电荷量成正比,故两电荷电势能的变化不同,但电势能的变化与电荷量的比值E p A -E p B q =EL cos θ相同,即E p A q -E p B q =定值,与电荷量无关,只与A 、B 两点位置有关.(2)两电荷在A 点的电势能分别为qEL cos θ、2qEL cos θ.虽然电势能不同,但电势能与电荷量的比值相同,都为EL cos θ.1.对电势φ的理解 (1)对公式φ=E pq 的理解:①φ取决于电场本身;②公式中的E p 、q 均需代入正负号.(2)电场中某点的电势是相对的,它的大小和零电势点的选取有关.在物理学中,常取离场源电荷无穷远处的电势为零,在实际应用中常取大地的电势为零.(3)电势虽然有正负,但电势是标量.电势为正值表示该点电势高于零电势,电势为负值表示该点电势低于零电势,正负号不表示方向. (4)电势高低的判断方法①电场线法:沿电场线方向,电势越来越低.如图5所示电场线,φA >φB .图5②电势能判断法:由φ=E pq知,对于正电荷,电势能越大,所在位置的电势越高;对于负电荷,电势能越小,所在位置的电势越高. 2.对电势差U AB 的理解(1)电势差与电势的关系:U AB =φA -φB ,两点间的电势差与零电势点的选取无关. (2)电场力做功与电势差的关系:U AB =W ABq.①U AB 决定于电场本身,与检验电荷q 无关,与移动电荷做的功W AB 无关.②由电势差可求电场力的功W AB =qU AB ,此式适用于任何电场,其中W AB 仅是电场力做的功,不包括从A 到B 移动电荷时其他力所做的功. ③公式U AB =W AB q或W AB =qU AB 中符号的处理方法:把电荷的电性和电势差的正负代入进行运算,功为正,说明电场力做正功,电荷的电势能减小;功为负,说明电场力做负功,电荷的电势能增大. 3.电势和电势差的比较例3 关于电势差U AB 和电势φA 、φB 的理解,正确的是( ) A .电势与电势差均是相对量,均与零电势点的选取有关 B .由于电势是相对的,所以无法比较电场中两点的电势高低 C .φA 、φB 都有正负,所以电势是矢量 D .若φB =0,则φA =U AB 答案 D解析 电势差与零电势点的选取无关,A 错误;电势是相对的,但电势高低(电势差)是绝对的,B 错误;电势虽有正、负之分,但电势是标量,C 错误;由U AB =φA -φB 知,若φB =0,则φA =U AB ,D 正确.例4 (2019·人大附中期中)把带电荷量为2×10-8 C 的正点电荷从无限远处移到电场中A点,要克服电场力做功8×10-6 J ,若把该电荷从无限远处移动到电场中B 点,需克服电场力做功2×10-6 J ,求:(1)A 、B 两点的电势; (2)A 、B 两点的电势差;(3)把2×10-8 C 的负电荷由A 点移到B 点电场力做的功.答案 (1)400 V 100 V (2)300 V (3)-6×10-6 J解析 (1)无限远处与A 点间的电势差:U ∞A =W 1q =-8×10-62×10-8V =-400 V ,而U ∞A =φ∞-φA ,又φ∞=0,所以φA =400 V ;无限远处与B 点间的电势差:U ∞B =W 2q =-2×10-62×10-8 V =-100 V ,而U ∞B =φ∞-φB ,又φ∞=0,所以φB =100 V (2)A 、B 两点的电势差为:U AB =φA -φB =300 V ; (3)电场力做的功W =q ′U AB =-2×10-8×300 J =-6×10-6 J.例5 有一个带电荷量为q =-3×10-6 C 的点电荷,从某电场中的A 点移到B 点,电荷克服电场力做6×10-4 J 的功,从B 点移到C 点,电场力对电荷做9×10-4 J 的功.(1)求AB 、BC 、CA 间的电势差;(2)若以C 为零电势点,求A 点和B 点的电势;(3)若以B 为零电势点,求A 点和C 点的电势,A 、C 两点间的电势差是否变化?答案 (1)200 V -300 V 100 V (2)-100 V -300 V (3)200 V 300 V 两点间电势差不变解析 (1)U AB =W AB q =-6×10-4-3×10-6 V =200 V . U BC =W BC q =9×10-4-3×10-6 V =-300 V .U AB =φA -φB U BC =φB -φC所以U AC =U AB +U BC =-100 VU CA=-U AC=100 V(2)若φC=0则φA=U AC=-100 VφB=U BC=-300 V(3)若φB′=0则φA′=U AB=200 VφC′=φB′-U BC=0-(-300 V)=300 VU AC=φA′-φC′=-100 V,两点间电势差不变.1.(电势)(多选)关于电势,下列说法正确的是()A.电场中某点的电势大小等于单位正电荷从该点移动到零电势点时,电场力所做的功B.电场中某点的电势与零电势点的选取有关C.由于电势是相对的,所以无法比较电场中两点的电势高低D.某电荷在电场中A、B两点电势能关系E p A>E p B,则可知φA>φB答案AB解析由电势的定义可知A正确;由于电势是相对量,电势的大小与零电势点的选取有关,故B正确;虽然电势是相对的,但电势的高低是绝对的,C错误;电势的计算要注意q的正负,q的正负不确定无法由E p确定φ的大小关系,故D错误.2.(电场力做功与电势差的关系)(多选)对U AB=W ABq和W AB=qU AB的理解,下列说法正确的是()A.电场中A、B两点的电势差和两点间移动电荷的电荷量q成反比B.在电场中A、B两点移动不同的电荷,电场力做的功W AB和电荷量q成正比C.U AB与q、W AB无关,与是否移动电荷也没有关系D.W AB与q、U AB无关,与电荷移动的路径无关答案BC3.(电势高低与电势能大小的比较)(2019·同仁中学高二期末)如图6所示,曲线是电场中的一组电场线,A、B是电场中的两点,则下列说法正确的是()图6A.电势φA>φB,场强E A<E BB.电势φA>φB,场强E A>E BC.将+q电荷从A点移到B点电场力做负功D.将-q电荷分别放在A、B两点时具有的电势能E p A>E p B答案 B解析电场线的疏密程度可以表示电场强度大小,A点的电场线比较密,所以E A>E B,沿电场线方向电势降低,故有φA>φB,故A错误,B正确.将+q电荷从A点移到B点过程中电场力与运动方向夹角为锐角,所以电场力做正功,故C错误.负电荷在电势低的地方电势能大,所以E p A<E p B,故D错误.4.(电场力做功的计算)某静电场中A点电势为-40 V,B点电势为-20 V,C点电势为-30 V,D点电势为-10 V,电荷量为1.6×10-9 C的正点电荷从A经B、C到达D点,则从A至D,电场力对电荷做的功为()A.4.8×10-8 J B.-4.8×10-8 JC.8.0×10-8 J D.-8.0×10-8 J答案 B解析U AD=φA-φD=-40 V-(-10) V=-30 V,W AD=qU AD=1.6×10-9×(-30) J=-4.8×10-8 J,故B正确.5.(电势差、电势、电势能的计算)(2019·长春汽车三中高二上月考)在电场中把电荷量为Q1=2.0×10-9 C的正电荷从A点移到B点,电场力做功1.5×10-7 J,再把电荷量为Q2=4.0×10-9 C的正电荷从B点移到C点,克服电场力做功4.0×10-7 J.(1)求A、B间,B、C间,A、C间的电势差各为多少?并比较A、B、C三点的电势;(2)若A点电势为零,则C点电势为多少?(3)若A点电势为零,则Q2在B点电势能为多少?答案(1)75 V-100 V-25 VφC>φA>φB(2)25 V(3)-3.0×10-7 J解析(1)把电荷量为Q1=2.0×10-9 C的正电荷从A点移到B点,电场力做功W AB=U AB Q1,得U AB =W AB Q 1=1.5×10-72.0×10-9V =75 V.把电荷量为Q 2=4.0×10-9 C 的正电荷从B 点移到C 点,电场力做功W BC =U BC Q 2,得U BC =W BC Q 2=-4.0×10-74.0×10-9V =-100 V ,故U AC =U AB +U BC =-25 V 因U AB =φA -φB ,U BC =φB -φC ,得U AC =(φA -φB )+(φB -φC )=φA -φC =-25 V ,即φA -φC <0, 因φA -φB >0,φA -φC <0,所以φC >φA >φB .(2)U AC =-25 V ,若A 点电势为零,则C 点电势为25 V.(3)若A 点电势为零,那么φB =-75 V ,则Q 2在B 点电势能为E p =φB Q 2=-75×4.0×10-9 J =-3.0×10-7 J.考点一 电势和电势差1.(多选)下列关于电场的描述,正确的是( ) A .电场中某点电势的大小、正负与零电势点的选取有关 B .电场中某两点间的电势差与零电势点的选取有关 C .某点的电场强度大,则电势一定高D .同一点电荷在电场中任意两点间移动时,只要静电力做的功相同,那么两点间的电势差一定相同 答案 AD2.(多选)关于电势的高低,下列说法正确的是( ) A .沿着电场线的方向电势逐渐降低 B .电势降低的方向一定是电场线的方向C .正电荷只在电场力的作用下,一定向电势低的地方移动D .负电荷只在电场力的作用下,由静止释放,一定向电势高的地方移动 答案 AD。
高一物理电势能电势电势差1.ppt
通过电场力做功求各点的电势 电场力做功与动能定理结合
电热能的高低与电势高低的判断
一、电场中电势能高低的判断
W AB E pA E pB
电场力做正功,电荷的电势能减少; 电场力做负功,电荷的电势能增加。
二、电场中电势高低的判断
沿着电场线方向,电势不断下降
注意:
电势能 高,电 势不一 定高
练2.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?
电场力与重力比较
电场力F=qE
做功 W电=qE △ l
q
A
qE
mA mg
重力G=mg
做功 WG=mg△h
电势能
Ep=qEl=WA-0 E v B 电势 EP
q
电势差 UAB A B 电场力做功
v B 重力势能 Ep=mgh=WA-0
高度 h mgh
mg
高度差 hAB hA hB 重力做功
练8.平行的带电金属板A、B间是匀强电场, 如图1-46所示,两板间距离是5cm,两板间的 电压是60V.试问:(1)两板间的场强是多大 ?(2)电场中有P1和P2两点,P1点离A板0.5cm ,P2点离B板也是0.5cm,P1和P2两点间的电势 差为多大?(3)若B板接地,P1和P2两点的电势 各是多少伏?
E
B A
核心公式
• 电场力做功与电势能的关系 WAB EPA EPB
电势能电势与电势差ppt课件
EP由电荷间的相对位置决定
重力做功,重力势能改变
电场力作功,电势能改变
重力做正功,重力势能就减少 电场力做正功,电势能就减少 重力做负功,重力势能就增加 电场力做负功,电势能就增加
W重 = EP1-EP2
W电 = EPA-EPB
8
课堂训练:
1、下列说法中,正确的是: BC
势可以为负.
14
电势和电场强度
意义
电势 描述电场的能的性质
电场强度 描述电场的力的性质
定义
矢量/标量 大小关系
EP
q
标量,单位:V
E F q
矢量,单位:V/m
两者的大小没有必然联系,电势为0,电场强度不 一定为0 ;电场强度为0 ,电势不一定为0;
电场线的疏密表示电场强度的大小,
沿着电场线方向,电势降低;
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
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
b a MN
L
K
26
如图所示,三个等差等势面上有a、b、c、d四点,若 将一个正电荷由c经a移动到d电场力做正功W1,若由c 经b移动到d电场力做正功W2,则:
移动到P点电场力所做的功,即
A
WAP q
是标量 国际单位:V
1 UAB A B UBA
电荷在电场中某点的电势能等于它的电荷量与该点的电势 2 的乘积
电场中某点的电势与零电势的选取有关,而两点间的电势 3 差与零电势的选取无关,常取无限远处或大地的电势为零
4 电场中沿电场线方向电势逐渐降低
19
高中物理电势能、电势与电势差优秀课件
答案
2.电势差
(1)定义:电场中两点间的电势之差.也叫 电压 .
(2)电场中两点间的电势差与零电势点的选择 无关 (填“有关〞 或 “无关
〞). (3)公式:电场中A点的电势为φA
φB-φA ,UBA= -UBA
,B点的电势为φB,那φA么-UφBAB=
解析答案
例2 在电场强度大小为E的匀强电场中,一质量为m、带电荷量为+q的
物体从A点开始以某一初速度沿电场反方向做匀减速直线运动,其加速度 的大小为0.8qE ,物体运动距离l到B时速度变为零.以下说法正确的选项是
m (A.物体) 克服电场力做功qEl
B.物体的电势能减少了qEl
C.物体的电势能增加了qEl
三、电场力做功与电势差的关系
知识梳理
1.关系:WAB= qUAB
WAB ,UAB= q .
2.适用范围: 任意 电场.
答案
典例精析
例4 在电场中把一个电荷量为-6×10-8 C的点电荷从A点移到B点,电场 力做功为-3×10-5 J,将此电荷从B点移到C点,电场力做功4.5×10-5 J, 求A点与C点间的电势差.
答案
【深度思考】
(1)在电场中确定的两点移动等量的正、负电荷时,静电力做功和电势能 的变化有何差异? 答案 静电力做功的绝对值相等,正负不同,电势能的变化量相等,增 减情况相反. (2)电势能是标量还是矢量?它有正负之分吗?假设有,其正负号表示什 么答?案 电势能是标量,有正负、无方向.电势能为正值表示电势能大于 零势能点的电势能,电势能为负值表示电势能小于零势能点的电势能.
对于非匀强电场也是 适用 的.
电势能电势和电势差(绝对经典)课件
电势差与电场强度的关系
电场强度与电势差呈正比关系,即电场强度越大,电势差也 越大。
在匀强电场中,电场强度的大小与电势差成正比。电场强度 越大,两点之间的电势差也越大。同时,沿着电场线方向, 电势差逐渐减小。
04
电场力做功与电势能 变化的关系
电场力做功的特点
静电力做功与路径无关
01
在静电场中,电场力做功仅与初末位置的电势差有关,而与路
电势能的计算公式是 (E = qvarphi)。
详细描述
电势能的大小与电荷量 (q) 和电势 (varphi) 有关,其计算公式为 (E = qvarphi) 。其中,(varphi) 表示电荷所在位置的电势。
02
电势
电势的定义
总结词
电势是描述电场中某点电荷所具有的势能与其电荷量的比值 。
详细描述
电势的计算
总结词
电势可以通过积分或查表的方式进行计算。
详细描述
计算电势的方法主要有两种,一种是通过对电场进行积分来计算电势,另一种是通过查表来获取电势值。在实际 应用中,可以根据具体情况选择合适的方法进行计算。
03
电势差
电势差的定义
电势差是衡量电场中两点间电势能差 值的物理量,表示为电压或电动势。
VS
详细描述
在匀强电场中,各点的电场强度相等,因 此电荷所受的电场力大小与电荷的电量成 正比,与电荷所在位置的电势差成正比。 也就是说,在匀强电场中,电势差越大, 电荷所受的电场力也越大。这个关系是库 仑定律的一种应用,也是理解电场和电势 差关系的重要基础。
匀强电场中电势差与电场力做功的关系
总结词
电势差是指电场中两点之间的电势之 差,通常用电压或电动势来表示。在 电路中,电势差是电流做功的驱动力 ,也是电荷移动的能量来源。
电势能和电势ppt课件
为 深 入 学 习 习近平 新时代 中国特 色社会 主义思 想和党 的十九 大精神 ,贯彻全 国教育 大会精 神,充分 发挥中 小学图 书室育 人功能
三. 电势差(电压)
1. 公式: UABAB
U AB
W AB q
2. 单位: 伏特 符号为V
为 深 入 学 习 习近平 新时代 中国特 色社会 主义思 想和党 的十九 大精神 ,贯彻全 国教育 大会精 神,充分 发挥中 小学图 书室育 人功能
W GE P 1E P 2 E P
(3)重力势能是相对的,有零势能面.(人为选定)
重力势能具有系统性
试探电荷静止的放入电场中,将如何运动?
E
+
F
电荷做加速运动,一段时间后获 得一定的速度,试探电荷的动能增加.
讨论:什么能转换为动能的呢?
将试探正电荷q在电场强 度为E的匀强电场中沿几条不 同路径从A点移动到B点,静电 力对电荷做功分别为多少?
为什么能呢?
我们学过了什么物理 量做功与路径无关,只与 初末位置有关?
重力场与电场的类比
重力场
电场
m mg
场方向
地球
+q qE
场方向
-q qE
场方向
负电 正电
荷
荷
地球附近的重力场跟电荷的电场相似
重力做功与重力势能的关系
重力做的功等于重力势能的减少量.
WG = EP1 - EP2 = -ΔEP
1. 重力做正功,重力势能减少. • 重力做负功,即物体克服重力做功,
例2
一个电荷量为1×10-5C的电荷,从电场外 某点移到电场内的一点A时,克服电场力做 功0.006J,则A点的电势为 600 V;如果此 电荷从电场外移到电场内的另一点B时, 电场力做功0.002J,则B点的电势为 200 V, UAB= 400 V;若有另一电荷量为0.2C的负 电荷从A移到B点,电场力做正功,大小 为 80 J。
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(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? 增加了1.8×10-5J.
(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?
EPB=3×10-5 J
EPC=1.8×10-5 J
(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?
EPA= -3×10-5 J
规定为零,或把电荷在大地表面上电势能规定为 零。
电荷在某点的电势能,等于电场力把它从该 处移动到零势能位置所做的功。
5.电势能是电荷和电场所共有的,具有系统性
7
重力势能和电势能类比
重力场中,重力:地球和 物体之间存在的吸引力
有重力就有重力势能Ep= mgh
Ep由物体和地面间的相对 位置决定
电场中,电场力:电荷之 间的作用力
A、把两个同种点电荷间的距离增大一些,电荷的电 势能一定增加
B、把两个同种点电荷间的距离减小一些,电荷的电势 能一定增加
C、把两个异种点电荷间的距离增大一些,电荷的电 势能一定增加
D、把两个异种点电荷间的距离减小一些,电荷的电 势能一定增加
9
3、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
电场线的疏密表示电场强度的大小,
沿着电场线方向,电势降低;
15
2019/9/22
16
四、电势差
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
电量q的比值WAB/ q,叫做A,B两点间
的电势差。用 UAB 表示。
2.定义式:
U AB
WAB q
A B
17
四、电势差 3.单位:伏特(V)
13
例2. 将一电量为 q 2的1正06点c 电荷从电 场外一点O移至电场中某点A, 电场力做功4×10-5J,求A点的电势.
解: 场外一点P的电势为 O 0
从O A,电场力做的功 W E PA
EPA W 4 10 5 J
A
EPA q
4 10 5 2 10 6
和终止位置有关。
对于非匀强电场也适用
3
二、电势能
电荷在电场中具有势能。这种势能 叫做静电势能,简称电势能。
1、电势能是标量,单位:J
4
2、电场力做功与电荷的电势能变化关系:
E
A
+
v
B
E
A v+
B
正电荷从A点移到B点 时,电场力做正功,电荷的 电势能减少.
正电荷从B点移到A点 时, 电场力做负功,即电荷 克服静电力做功,电荷的 电势能增加.
V
20V
注意:计算电势首先要规定零电势处,且电
势可以为负.
14
电势和电场强度
意义
电势 描述电场的能的性质
电场强度 描述电场的力的性质
定义
矢量/标量 大小关系
EP
q
标量,单位:V
E F q
矢量,单位:V/m
两者的大小没有必然联系,电势为0,电场强度不 一定为0 ;电场强度为0 ,电势不一定为0;
4、高度与高度差的区别:
2
一、电场力做功的特点
把正电荷沿不 同路径从A点做移功的过程是一个
B
到B电场力做能功量?转化的过程,
那么电场A++力qө做功F 的
M
在匀W强A电B =场过为F中·程什|A移么是B|动能什co么呢电sθ?能荷=q转时E化·,|AM电|场力做的功
与电荷经过的路径无关,只与电荷的起始位置
有电场力就有相应的能, 叫电势能EP
EP由电荷间的相对位置决定
重力做功,重力势能改变
电场力作功,电势能改变
重力做正功,重力势能就减少 电场力做正功,电势能就减少 重力做负功,重力势能就增加 电场力做负功,电势能就增加
W重 = EP1-EP2
W电 = EPA-EPB
8
课堂训练:
1、下列说法中,正确的是: BC
2. 公式: EP (计算时要代入正负号)
q 3. 单位: 伏特(V) 1 V = 1 J/C
4. 标量 (有正负,正负表示大小)
5. 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.)
6.沿着电场线的方向,电势越来越低
12
例1. 试探电荷q1放在电场中的A点,电 势能为Ep(规定无限远处电势能为零 ),A点的电势为__E__p_q__1 _,若把试探电 荷q1换成试探电荷q2放在电场中的A点 ,A点的电势为____E__p_____ (仍规定无 限远处电势能为零). q1
EPC=-1.2×10-5 J
10
三、电势
零势能参考点
A+
E 设EP0 =0
l
WA0 qEl cos
θ0
EPA qEl cos
EPA El cosቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 该比值称为
q
A点的电势
该比值是一个与q无关,仅与电场 及A点的位置有关的量。
11
1. 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做电势
设A点的电势能 EPA 0
电势能为负表示 的物理意义是什
WAB = EPA-EPB =103J
么?
EPB EPA WAB 0 103 J 103 J
6
3.电势能的正负表示电势能的大小,电势能为负表 示电荷在该处的电势能比零还要小. 4、电势能是相对的,与零电势能面的选取有关
注: 通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能
4 电势能 电势和电势差
1
复习:
1、重力势能:物体由于受到重力所具有的能量。 2、重力做功的特点: (1)与路径无关,由初末位置的高度差来决定. 3、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 功是能量转 重力做负功,重力势能增加 化的量度
WG EP1 EP2 EP
3、重力势能大小的确定: 重力势能是相对的,须选定零势能参考面
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。
电场力做的功等于电势能变化量的负值
WAB EPA EPB EP
如果是负电荷情况相同
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例1. 如图,在场强 E 的10匀3 N强C电场中,点电 荷q=+1c从A移动到B,AB相距L=1m,电场力做
功为多少?电势能如何变化?
WAB 10 3 J
A
电势能减少
q+
BE
F
电荷在B点具有的电势能多大?