电势能 电势 电势差(已用)
电势差和电势能
电势差和电势能电势差（Potential Difference）和电势能（Electric Potential Energy）是电学领域中的重要概念。
它们对于理解电场和电路中的电磁现象有着至关重要的作用。
本文将详细介绍电势差和电势能的含义、计算方法以及在实际应用中的重要性。
一、电势差的概念与计算方法电势差是指电场中两点之间的电势能差异，也可以理解为电荷从一个点移动到另一个点所获得或失去的能量。
单位是伏特（Volt），常用符号是ΔV。
电势差的计算公式为：ΔV = V2 - V1其中，V1和V2分别表示两个点的电势。
电势差的正负与电荷的移动方向相对应，当电荷由V1点移动到V2点时，如果ΔV为正值，则说明电荷从低电势点移动到高电势点，反之则说明电荷从高电势点移动到低电势点。
二、电势能的概念与计算方法电势能是指在电场中带电粒子由于位置发生改变而具有的能量。
单位是焦耳（Joule），常用符号是Ep。
电势能的计算公式为：Ep = q × V其中，q表示电荷量，V表示电势。
电势能与电荷量和电势的乘积成正比，电势越高，电势能越大。
三、电势差和电势能的关系电势差与电势能具有密切的关系。
当电荷从高电势点移动到低电势点时，电势差为负值。
根据能量守恒定律，电荷在这个过程中失去的电势能等于所做的功。
因此，可以通过电势差和电荷量之间的关系来计算所做的功：W = q × ΔV其中，W表示所做的功。
这个公式可以用于计算电路中电荷移动所做的功或者电场中电荷移动所做的功。
四、电势差和电势能在实际应用中的重要性电势差和电势能在电路设计、电力传输和电化学等领域中具有广泛应用。
在电路设计中，电势差决定了电流的流动方向和大小。
根据欧姆定律，电流的大小与电势差成正比，与电阻成反比。
因此，合理设计电路中的电势差可以实现所需的电流流动。
在电力传输中，电势差是电能传输的驱动力。
通过将高电势点与低电势点相连，电能可以从发电厂传输到用户家中。
电势差与电势能
电势差与电势能电势差与电势能是电学中重要的概念，它们在电场和电路中具有重要的应用。
本文将介绍电势差和电势能的概念、计算方法以及它们的物理意义。
一、电势差的概念与计算方法电势差是指在电场中两点之间单位正电荷所具有的能量差。
在电场中，正电荷会受到电场力的作用而发生位移，电势差就是由于这个位移所产生的能量差。
计算电势差的方法是通过电势差公式来求解。
电势差公式为：ΔV = V2 - V1其中，ΔV表示电势差，V2表示终点的电势，V1表示起点的电势。
常用的电势单位是伏特（V），因此电势差的单位也是伏特。
二、电势差的物理意义1. 动能转化：电势差是由电场力对电荷所做的功所引起的能量变化。
当电荷沿着电场方向移动时，电势差为正，表示电势能转化为动能；当电荷逆着电场方向移动时，电势差为负，表示动能转化为电势能。
2. 电子流动：电势差在电路中起到驱动电流的作用。
在电源的正负极之间存在电势差，当导体中有电子流经时，电势能转化为动能，驱动电子在导体中流动。
3. 静电平衡：在电场中静止的正电荷不受力，这是因为在电势相等的两点之间不存在电势差，故静电平衡是基于电势差的概念得以解释的。
三、电势能的概念与计算方法电势能是指电荷在电场中具有的能量。
电场对电荷做功时，电势能就会发生改变。
计算电势能的方法是根据电势差和电荷量之间的关系来求解。
电势能的计算公式为：Ep = Q * ΔV其中，Ep表示电势能，Q表示电荷量，ΔV表示电势差。
四、电势能的物理意义1. 电势能与位置关系：电势能与电荷所处的位置有关，位置的改变会导致电势能的变化。
电势能高的地方表示电荷处于较高的位置，而电势能低的地方表示电荷处于较低的位置。
2. 电势能的储存与转化：电势能可以储存或转换为其他形式的能量。
例如，当电势能转换为动能时，电荷会在电场中发生位移；当电势能转化为热能时，会产生电阻发热现象。
3. 电势能与电势差的关系：电势差是电势能的变化量，它表示单位正电荷在电场中所具有的能量差。
电势差、电势能、电势、电势差与电场强度的关系(已用)
电场力做功、电势差、电势能、电势、电势差与电场强度的关系1. 重力做功与电场力做功比较（1 ）在重力场中，同一物体从 A 点移到 B 点，重力做功与路径没关，只跟 A 、B 两点高度差相关。
W AB=mgh AB,此中 h AB=W AB /mg 为 A、B 两点的高度差。
（2 ）在电场中，能够证明，同一电荷从 A 点移到 B 点，电场力做功也与路径没关。
W AB＝qU AB，此中 U AB=W AB/q 是由电场及 A 、B 两点地点确立的物理量。
2.电势差 U AB：（1 ）定义：电荷 q 在电场中由 A 点移到 B 点时，电场力所做的功W AB与电荷的电荷量 q 的比值。
（2 ）计算式： U ab = W ab /q（3 ）在国际单位制单位 :伏特，简称伏。
符号为V 。
（4 ）注意： U AB只取决于电场及A 、B 两点地点，与被挪动电荷没关，是从能量角度来反应电场性质的物理量。
3.电势Φ：（ 1）电势的定义：电场中某点 A 的电势ΦA，就是 A 点与参照点（零电势点）的电势差，也等于单位正电荷由该点移到参照点时电场力所做的功。
（2）电势差与电势的关系： U AB= ΦA- ΦB。
U AB为正当时，说明ΦA> ΦB；U AB为负值时，说明ΦA< ΦB。
（3）电势和电场线方向的关系：沿着电场线方向，电势愈来愈低。
（4）注意：电势拥有相对性，一定先确立零电势参照点，才能确立电场某点的电势值。
一般取大地或无量远的电势为零电势，电势差与零电势的选用没关。
4.电场力做功与电势差关系： W AB＝qU AB（此公式的应用可严格按各量的数值正负代入求解，也可不过把各量的数值代入求解，再用其余方法判出要求量的正负）。
5.匀强电场中电势差和电场强度的关系：沿场强方向的两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积,即 U ab =Ed( 或 E= U ab /d)注意：（1 ）d 一定是沿场强方向的距离，假如ab 两点间距 l 不沿场强方向，计算电势差时， d 的取值应为 l 在沿场强方向的投影，即为a、b 两点所在的等势面的垂直距离。
1.3电势能 电势 电势差
电势能、电势、电势差精讲年级：高中科目：物理类型：选考制作人：黄海辉知识点：电势能和电势1．电势能(1)电场力做功的特点：电场力做功与路径无关，只与初、末位置有关。
(2)电势能①定义：电荷在电场中具有的势能，数值上等于将电荷从该点移到零势能位置时电场力所做的功。
②电场力做功与电势能变化的关系：电场力做的功等于电势能的减少量，即W AB ＝E p A－E p B＝－ΔE p。
2．电势(1)定义：试探电荷在电场中某点具有的电势能E p与它的电荷量q的比值。
(2)定义式：φ＝E p q。
(3)矢标性：电势是标量，有正、负之分，其正(负)表示该点电势比零电势高(低)。
(4)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因选取零电势点的不同而不同。
3．等势面(1)定义：电场中电势相等的各点组成的面。
(2)四个特点①等势面一定与电场线垂直。
②在同一等势面上移动电荷时电场力不做功。
③电场线方向总是从电势高的等势面指向电势低的等势面。
④等差等势面越密的地方电场强度越大，反之越小。
4. 电势差（1）定义：电荷在电场中，由一点A移到另一点B时，电场力做功与移动电荷的电荷量的比值。
（2）定义式：U AB＝W AB q。
（3）电势差与电势的关系：U AB＝φA－φB，U AB＝－U BA。
（4）影响因素：电势差U AB由电场本身的性质决定，与移动的电荷q及电场力做的功W AB无关，与零电势点的选取无关。
5. 静电力做功与电势能关系（1）静电力做功的特点：静电力做功与电荷的初、末位置有关，与电荷运动的路径无关。
（2）静电力做的功与电势能变化的关系：静电力做的功，等于电势能的减少量，即W AB＝E p A－E p B。
电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功。
6. 电势高低及电势能大小判断方法电势能大小的判断方法(1)做功判断法：无论正、负电荷，只要静电力做正功，电荷的电势能一定减小；只要静电力做负功，电荷的电势能一定增大。
电势差与电势能
电势差与电势能电势差和电势能是电学中的两个重要概念。
它们之间存在着密切的联系和相互作用。
本文将介绍电势差和电势能的概念、计算公式以及它们在电学中的应用。
一、电势差的概念电势差是指两个电场点之间的电势能差异。
简单来说，它是描述电场中电荷在不同位置具有的电势能的差异。
电势差的单位是伏特(V)。
在电路中，电势差可以通过电源提供电压来产生。
电势差的计算公式为：ΔV = V2 - V1，其中ΔV表示电势差，V1和V2分别表示两个电场点的电势能。
二、电势能的概念电势能是指电荷由于处于电场中而具有的能量。
电势能可以是正的、负的或者零，取决于电荷与电场之间的相互作用关系。
对于一个点电荷在电场中的电势能，计算公式为Ep = k * (q / r)，其中Ep表示电势能，k表示库仑常数，q表示电荷量，r表示与电荷相互作用的距离。
三、电势差与电势能的关系电势差与电势能之间存在着直接的关系。
根据电场力线的性质，电场力线的方向是沿着电势降低的方向。
从物理学角度来看，电势差等于电荷通过电场所做的功，即ΔV = W/q，其中W表示对电荷所做的功。
由电场力与电荷运动的方向相反可知，当电荷从A点移动到B点时，电场力的方向与电荷移动的方向相反，所以功是负的。
因此，电势差的计算公式可以改写为ΔV = -ΔEp，其中ΔEp表示电势能的变化。
四、电势差与电势能的应用1. 电势差和电势能可以用于描述电场中电荷的运动。
在电场力的作用下，电荷会沿着电势差降低的方向运动，直至电势能最小。
通过计算电势差和电势能的变化，可以确定电荷在电场中的运动轨迹和所做的功。
2. 电势差和电势能可以用于计算电场能量。
根据电势能与电场强度的关系，可以计算出电场中存储的能量。
电势能的增加代表着电场的能量增加，而电势差则表示电场中能量的转移。
3. 电势差和电势能可以应用在电路中。
在电路中，利用电源提供的电势差可以驱动电流的流动。
根据欧姆定律和电势差的关系，可以计算出电路中的电流、电阻和电功率等重要参数。
电势电动势电势能电势差
电势能、电势、等势面、电势差、电功匀强电场中场强与电势差的关系一、 电势能电荷在电场中具有的势能叫电势能。
电场力对电荷做了多少功，电荷的电势能就减少多少。
电荷克服电场力做了多少功，电荷的电势能就增加多少。
电势能具有相对性，通常取电荷在无穷远处或大地上的电势能为零真空中点电荷Q 形成的电场中,取电荷在无穷远处或大地上的电势能为零时, 电势能Ep=KQq/r.电势能为置于电场中的电荷和电场(场源电荷)所共有的，电势能不但与场源电荷电量的多少、电性的正负,该点的位置有关，还跟置于电场中的电荷的电量、电性、零势面的选择有关电势能都是标量，有正负电势能变化与参考位置的选取无关二、电势放入电场中某一点的电荷具有的电势能跟它 的电 量的比值叫做该点的电势φ=Ep/q正电荷形成的电场中电势近高远低负电荷形成的电场中电势近低远高沿电场线方向电势逐 渐降低电势具有相对性，通常取离电场无穷远处或大地的电势为零势面. 这样选取零电势点后，可以得出：正电荷形成的电场中各点的电势均为正值，负电荷形成的电场中各点的电势均为负值(点电荷形成的电场φ=kQ/r)三、等势面电势相等的点构成的面叫做等势面．等势面一定跟电场线垂直，而且电场线总是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面等势面上各点的电势都相等，在等势面上移动电荷时电场力不做功四、电势差电场中某两点间的电势差值 AB A B U φφ=-电荷在电场中由一点A 移到另一点B 时，电场力所做的功等于AB 两点间的电势差跟移动的电荷的电量q 的乘积W AB =qU AB电势差单位：1伏=1焦/库、1V=1J/C 、标量电场中两位置电势差与参考位置的选取无关五、电功电场力做功与其路径无关，仅与其初末位置间的电势差有关．在电荷q 从A 点移到B 点的过程中，电场力做功W AB =qU AB，该公式不仅可以讨论匀强电场中电场力做功的问题，也可以用来讨论非匀强电场中电场力做功的问题电场力对电荷做了多少功，电荷的电势能就减少多少．电荷克服电场力做了多少功，电荷的电势能就增加多少ΔEp AB = 一W AB六、匀强电场中场强与电势差的关系U=Ed 是匀强电场中场强与电势差的关系式，式中d 是两点间沿场强方向的距离（场强单位：伏/米、V/m 、 牛/库、N/q)作业：做练习卷Ep W 0Ep W 0Ep W 0Ep W 0Ep W 0Ep W 0Ep W 0Ep W 0Q q Q q Q q Q q ϕϕϕϕϕϕϕϕ↑↑↓↓↑↓↓↑↓↓↑↑↓↑↑↓⊕←−−−−−⊕−−−−−→⊕←−−−−−−−−−−→←−−−−−⊕−−−−−→←−−−−−−−−−−→＜＞＞＜＞＜＜＞E ()()()AB p AB pB pA B A A B A B ABW E E q q q q q qU φφφφφφ=-∆=--=--=-=-=ab ab ab ab ab ab abW qU W Fd qEd U Ed ====1. 正点电荷的电场等势面 一族以正点电荷为球心的球面近高远低2. 负点电荷的电场等势面一族以负点电荷为球心的球面近低远高3.等量异种点电荷 的电场等势面4. 等量同种点电荷的电场等势面5. 匀强电场等势面匀强电场中的等势面是与电场线垂直的一族平面例. 在场强为E 的匀强电场中有相距为L 的A 、B 两点，连线AB 与电场线的夹角为θ，将电量为q 的正电荷从A 点移到B 点。
5_2电势能 电势 电势差
物理 （通用类）
电荷在电场中的什么位置具有的电势能多呢？ 我们知道，在地球表面，只在重力的作用下，高处的物体总是向低处运 动。也可以说，物体只在重力的作用下，总是从重力势能大的位置向重力势 能小的位置运动。在电场中的情况与此类似：
物理 （通用类）
在如下所示的电场中，一个放在 A 点的正电荷，如果它只受电场力 F 的作用，那么，它将向 B 点移动。因此，我们可以判断出：正电荷在 A 点的电势能大，在 B 点的电势能小。
V=
Ep q
电势V 是标量，它的SI单位是伏（V）。 电场中电势的高低可以根据电场线的方向来判断：沿着电场线的方向， 电势越来越低。
物理 （通用类）
电场中的电势与地球上的高度一样，都是相对的。要确定某一点的电势， 首先要选择一个零电势点。零电势点的选取可以是任意的。实践中，常选取 大地或仪器的公共地线的电势为零。
E=
U AB d
上式说明，在匀强电场中，电场强度在数值上等于沿电场强度方向单位 距离上的电势差。
物理 （通用类）
[例题] 如下图所示，两块平行的金属板A、B相距3.0 cm，用60 V的直流 电源使两板分别带电，两板之间的匀强电场的电场强度为多大？方向如何？
分析 两块平行的带异种电荷的金属板之间的电场是匀强电场。已知两 板间的电势差和两板间的距离，利用匀强电场中电场强度和电势差的关系， 即可求出其中电场强度。电场强度的方向由正极板指向负极板。 解 由匀强电场中电场强度和电势差的关系式得
物理 （通用类）
由 Ep = qV 可知，对于一个正电荷来说，在电势高处，电势能大；在电 势低处，电势能小。而对于负电荷来说，情况正好相反，在电势高处，电势 能小；在电势低处，电势能大。
物理 （通用类）
电势能、电势与电势差ppt
3、电势能是相对的，与零电势能面有关 电势能为负表示电荷在该处的电势能比零还 要小. 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。
4、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性
5、电势能是标量，比较物体电势能的大小时， 要带着正负号。
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 -5J. 增加了 1.8 × 10 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？
电场力做正功,电势能减小. (2)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 EPA EPB EP电
思考
v
A B
E
E
v
A
+
一
B
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? 减小
负电荷从A点移到 B点时,电场力做 负功 ,该 B 电荷在 点的电势能 较大.
WG EP1 EP 2 EP
一、电场力做功的特点
1.将电荷q从A沿直线移至B:
B
E
A ө F q+
M
W = F·|AB| cosθ = q E·|AM|
2.将电荷q从A沿折线移至B:
B
E
A ө q+
F F
M
对AM: 对MB:
W1 = q E ·|AM| W2 = 0
对全程: W = W1 + W2= q E·|AM|
电势差电势电势能等势面知识归纳
电势差、电势、电势能、等势面知识归纳一．电势差U AB 的理解电势差： 电荷在电场中两点间移动时，电场力所做的功跟它的电量的比值，叫这两点间的电势差．1．电势差与电场力做功：类比着在重力场中重力做功与高度间的关系，得出电场力做功与电势差的关系． W AB = qU AB 其中U AB =qW AB 是由电场及A 、B 两点位置确定的物理量． 与被移动的电荷无关，与路径无关，与零电势面选择无关．2．公式U AB = qW AB ，标量的正负不表示大小，计算时可以把W AB 和q 都代入正、负号进行计算． 也可以W AB 和q 只代绝对值求出U AB 的绝对值．U AB = -U AB ． 单位伏(V)即1 V= 1 J/C(3)电势差是从能量的角度反映电场性质的物理量．二．电势φ： 电场中某点的电势等于该点与参考点之间的电势差．也等于单位正电荷由该点移到参考点时电场力所做的功．1．电势具有相对性，必须先确定零电势参考点，才能确定电场某点的电势值． 一般取大地或无穷远的电势为零电势U ∞= 0，电势的大小由电场本身和零电势位置决定．2．电势是描述电场能的性质的物理量．3．电势是标量，有“+”、“-”号，正值表示该点的电势高于零，即φA ＞0；负值表示该点的电势小于零，即φA ＜0；电势正负号表示大小比较关系．当规定U ∞= 0时，正电荷形成的电场中各点的电势均为正值．负电荷形成的电场中各点的电势均为负值．4．公式：φA =E A /q ，单位 伏(V) 1 V = 1 J/C5．电势与电势差的关系： U AB ＝φA －φBU AB 为正值时说明φA ＞φB ；U AB 为负值时说明φA ＜φB6．电势和电场线方向的关系：沿着电场线方向电势逐渐降低．7．电势高低变化的判断①根据移动检验电荷做功判断： 移动正电荷电场力做正功(负功)时， 电势降低(升高)； 移动负电荷电场力做正功(负功)时，电势升高(降低)．②根据电场线判断：沿电场线方向电势逐渐降低，逆着电场线方向电势逐渐升高． ③根据场源电荷判断：离场源正电荷越近，电势越高，离场源负电荷越近电势越低．8．电势的叠加：电势是标量，因此点电荷组成电场中某点的电势，等于各个电点荷分别在该点产生的电势的代数和．如等量的异种电荷连线的中垂线上各点的电势为零，等量的同种电荷连线上各点以中点的电势最低，中垂线上各点以连线中点的电势最高，且连线和中垂线上关于该点的对称点等电势．三．电势能E ：电荷在静电场中具有由位置所决定的能．1．电势能是相对的，电势能的值与参考点(零电势能点)的选取有关，电势能零点的选取与电势零点的选取相同． 电势能不能作为描述电场性质的物理量，这是因为电势能的大小、正负都与检验电荷有关．2．电场力做功的四种计算方法①定义式计算法：W AB =Fs AB cos θ= qEd AB 此式仅适用于匀强电场，式中E 为电场强度，s AB 为A 、B 两点的距离，d AB 为沿场强方向的位移．②电势变化计算法：W AB = qU AB = q (φA -φB )③电势能变化计算法：W AB = -Δε=εA -εB④动能变化计算法：W AB = ΔE k =21mv B 2－21mv A 2 (此式只适用于电场力做功情况)，其中② ③ ④式不仅适用于匀强电场，也适用于非匀强电场．3．判断电势能变化(或比较电势能大小)的方法①利用εp = q φp 来判断：电势能的正负号是表示大小的，在应用时要把q 和φp 的正负号代入分析．②利用做功正负来判断：不管是正电荷还是负电荷，电场力对正电荷做正功时该电荷的电势能一定减小，反之该电荷的电势能一定增加． (类似于重力做功与重力势能的变化关系．）③用推论判断：正电荷在电势越高的地方电势能越大，负电荷在电势越低的地方电势能越大． a ．W AB = qU AB = q (φA -φB )普遍适用，利用这个公式时，q 、U 都取绝对值，算出的功也是绝对值，功的正负可以由电荷的正负和移动方向来判断，计算时也可将各量的正负号代入，再根据结果的正负号进行判断．b ．W =Eqd 此式只适用于匀强电场，且d 为起止两点的连线在电场方向的投影．4．电场力做功与电势能的变化的关系：电场力做正功时，电荷的电势能减小；电场力做负功时，电荷的电势能增加． 电场力对电荷所做的功等于电荷电势能的减少量，W AB = E A -E B =ΔεAB5．电势能和电势的关系： εp = q φ (φp =q P) 正电荷在电势越高的地方电势能越大，负电荷在电势越高的地方电势能越小． (正电荷的电势能和电势的关系与物体的重力势能和高度的关系相同，而负电荷则相反．)四．等势面：电场中电势相等的点集合成的曲面．1．等势面是为了形象地描述电场能的性质(电场中各点的电势分布)引用的假想的图，它不是电场中实际存在的面或线．2．等势面的特点①等势面一定跟电场线垂直．②在同一等势面上移动电荷电场力不做功．③电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面．④任意两个等势面都不会相交．⑤等差等势面越密的地方电场强度越大．3．几种电场等势面的分布： 匀强电场、点电荷形成的电场、等量异种电荷的电场，等量同种电荷的电场、带电导体周围的电场．。
电势能、电势、电势差
C
)
A.c点电势高于a点电势
B.场强的方向由b指向d C.质子从b运动到c所用的时间为 D.质子从b运动到c，电场力做功为4 eV
强基固本
考点突破
变式1、如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四
个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为φA=15V，φB =3V，
φC = -3V，则下列说法正确的是（
B)
A.直线a位于某一等势面内，φM＞φQ B.直线c位于某一等势面内，φM＞φN C.若电子由M点运动到Q点，电场力做正功 D.若电本
考点突破
考点一练习答案
题号 答案
1 AD
2 C
3 BC
4 AD
强基固本
考点突破
考点二、公式E＝
1.公式E＝
的应用
的三点注意:
强基固本
考点突破
3、（多选）关于电势差的计算公式，下列说法正确的是( BC ) A．电势差的公式UAB＝ 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．把正电荷从A点移到B点电场力做正功，则有UAB>0
C．电势差的公式UAB＝
B点时电场力所做的功
中，UAB与移动电荷的电荷量q无关
U d
, 其中d为电场
强基固本
考点突破
【思维深化】
(1)电场中电场强度为零的地方电势一定为零。( × )
(2)等势面是客观存在的，电场线与等势面一定垂直。( × )
(3)电场力做功与路径无关。( √ ) (4)带电粒子一定从电势能大的地方向电势能小 的地方移动。( × )
(5)由于静电力做功跟移动电荷的路径无关，所以电势差也跟
(1)只适用于匀强电场。 (2)d为某两点沿电场强度方向上的距离，或两点所在
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。
电势能及电势差
电势能及电势差1. 电势能1.1 定义电势能是指电荷在电场中由于位置的改变而具有的能量。
在静电场中，电势能是电荷从一个位置移动到另一个位置时电场力做的功。
1.2 公式电势能 ( U ) 可以用以下公式表示：[ U = q V ]其中，( q ) 是电荷量，( V ) 是电势。
1.3 性质•电势能是相对的，其值取决于参考点的选择。
通常取无穷远处的电势为零。
•电势能具有系统属性，对于多个电荷，它们的电势能是各自电势能的总和。
1.4 计算计算电势能的变化，即电场力做的功：[ W = q (V_f - V_i) ]其中，( W ) 是电场力做的功，( V_f ) 是终点电势，( V_i ) 是起点电势。
2. 电势差2.1 定义电势差是指电场中两点间电势的差异。
它是电场力将单位正电荷从一点移到另一点所做的功与电荷量的比值。
2.2 公式电势差 ( V ) 可以用以下公式表示：[ V = ]其中，( W ) 是电场力做的功，( q ) 是电荷量。
2.3 性质•电势差是绝对的，其值不取决于参考点的选择。
•电势差具有系统属性，对于多个电荷，它们的电势差是各自电势差的代数和。
2.4 计算计算电势差，即电场力做的功与电荷量的比值：[ V = = = V_f - V_i ]其中，( V_f ) 是终点电势，( V_i ) 是起点电势。
3. 电势能与电势差的关系电势能的变化等于电势差乘以电荷量：[ U = q V ]其中，( U ) 是电势能的变化，( V ) 是电势差。
4. 应用4.1 电场力做功电场力做的功等于电荷的电势能的变化。
这个原理可以应用于计算电荷在电场中的运动情况，如电荷在电场中的加速、动能的变化等。
4.2 电路中的电势差在电路中，电势差是电流流动的动力。
电势差可以用来计算电路中的电流、电阻、电能等。
4.3 电势能与电势差在物理学中的重要性电势能和电势差是物理学中的基本概念，它们在电学、电磁学、量子力学等领域中具有重要意义。
电势能和电势差
电势能的计算方法
计算方法：根据电势的定义， 将电荷量与电势相乘即可得 到电势能
电势能公式：E=qφ
注意事项：电势能是相对的， 与零电势能点的选择有关
单位：焦耳（J）
电势差
电势差的定义
电势差是电场中两点之间的电势之 差
电势差的大小与参考点的选择无关
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
电势差等于单位正电荷在电场力作 用下通过这两点时的静电力
电势能和电势差在能源利用中的意义
电势能和电势 差可用于发电， 如水力发电和
火力发电。
电势能和电势 差可用于能源 储存，如电池 和超级电容器。
电势能和电势 差可用于能源 转换，如将电 能转换为机械
能或热能。
电势能和电势 差可用于能源 传输，如高压 输电和直流输
电。
电势能和电势差在其他领域的应用
静电除尘器：利 用电势差将气体 中的尘埃带电， 然后通过电场将 其收集起来。
电势差的方向由高电势指向低电势
电势差与电场的关系
电势差是电场中两点之间的电势之差，反映了电场力做功的能力。 在匀强电场中，电势差与电场强度成正比，即$U = Ed$。 电势差的方向沿着电场线的方向，由高电势指向低电势。 电势差的大小可以通过测量电场中两点之间的电势来计算。
电势差的计算方法
定义：电势差等于电场中两点间电势的差值
电势能和电势差的应用
电势能在电路中的作用
电源：将其他 形式的能量转 化为电能，保 持电势能的存
在
电压表：利用 电势差测量电 压，实际上是 测量电势能的
差值
电解池：利用 电势能将电解 质中的离子分
离出来
电动机：利用 电势能转化为 机械能，实现 电能到机械能
第4课时：电势 电势差 电势能
第4课时电势、电势能与电场力做功考纲要求1、掌握电势、电势差、电势能的概念及它们间的关系【基础知识梳理与重难点分析】1．电势差U AB：（1）定义：电荷在电场中，由一点A移动到另一点B时，电场力所做的功与移动电荷电荷量的比值W AB/q，叫做A、B两点间的电势差，用U AB表示．（2）定义式：U AB=W AB/q．（3）电势差是标量，但有正负，正负表示．2．电势φ：描述电场能的性质的物理量（1）定义：电势实质上是和标准位置的电势差．即电场中某点的电势，在数值上等于把单位正电荷从某点移到标准位置（零电势点）时电场力所做的功．（2）定义式：φA=U A∞= W A∞/q．（3）电势是标量，但有正负，正负表示．（4）电势高低判断：a．根据移动检验电荷做功判断：移动正电荷电场力做正功(负功)时，电势降落(升高)；移动负电荷电场力做正功(负功)时，电势升高(降落)．b．根据电场线判断：沿着电场线方向，电势越来越低，逆着电场线方向电势越来越高．c．根据场源电荷判断：离正电荷越近，电势越高，离场源负电荷越近，电势越低．d．根据电势差判断：ABU<0，则A点电势比B点低．U>0，则A点电势比B点高；AB3．电势能E P：（1）电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能量叫电荷的电势能．（2）电势能是标量．（3）电场力做功与电势能的变化的关系：电场力对电荷做正功，电荷的电势能，做功量等于电势能的减少量；电场力对电荷做负功，电荷的电势能，做功量等于电势能的增加量，即W电=－△E P（类比于W G=－△E P）．4．电场力做功的计算：（1）根据电势能的变化与电场力做功的关系计算：即W电=－△E P．（2）应用公式W AB =qU AB计算：①正负号运算法：按照符号规约把电量q和移动过程的始、终两点的电势差U AB的值代入公式W AB =qU AB．②绝对值运算法：公式中的q和U AB都取绝对值代入计算，功的正负再另判断：当正（或负）电荷从电势较高的点移动到电势较低的点时，是电场力做正功（或电场力做负功）；当正（或负）电荷从电势较低的点移动到电势较高的点时，是电场力做负功（或电场力做正功）．5．等势面：（1）定义：电场中电势相同的点构成的面叫做等势面．（2）等势面的特点：①等势面是为了形象描述电场中各点电势高低分布而引入的假想图，不是电场中实际存在的面．②同一等势面上各点间的电势差为零，电荷在等势面上移动时电场力不做功．③电场线垂直于等势面，并指向电势降低最快的方向．④等势面不相交．⑤电场强度较大的地方，等差的等势面较密．⑥电场线的描绘：利用电场线和等势面的垂直关系，先描绘出电场中的等势面，再画出电场线．6．匀强电场中场强和等势面的关系：在匀强电场中，沿着场强方向的两点间的电势差等于电场强度跟这两点间距离的乘积，即U =Ed ，也可理解为：在匀强电场中，电场强度在数值上等于沿场强方向上单位长度的电势降落，即E =U/d ． 【要点讲练】1、 电势差、电势、电势能例1:把一个电量q=5×10-9C 的正点电荷从距电场无穷远处移到电场中的M 点,电荷克服电场力做功W OM =6×10-3J.如果把该点电荷从距电场无穷处移到电场中N 点,电荷克服电场力做功W ON =3.6×10-3J,取无穷远处为零电势点.求:(1)M 、N 点的电势是多少？(1)M 、N 点间的电势差是多少？把该点电荷由M 移到N 点，电场力做功是多少？例2、如图所示，一电场的电场线分布关于y 轴（沿竖直方向）对称，O 、M 、N 是y 轴上的三个点，且OM=MN ，P 点在y 轴的右侧，MP ⊥ON ，则 （ ）A.M 点的电势比P 点的电势高B.将负电荷由O 点移动到P 点，电场力做正功C. M 、N 两点间的电势差大于O 、M 两点间的电势差D.在O 点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿y 轴做直线运动2、 电势与电场强度例3、如右图所示，a 、b 为竖直向上的电场线上的两点，一带电质点在a 点由静止释放，沿电场线向上运动，到b 点恰好速度为零，下列说法正确的是（ ）A 、 带电质点在a 、b 两点所受的电场力都是竖直向上的B 、 a 点电势比b 点电势高C 、 带电质点在a 点的电势能比在b 点的电势能小D 、 a 点的电场强度比在b 点的电场强度大例4、A 、B 是一条电场线上的两点，若在A 点释放一初速为零的电子，电子仅受电场力作用，并沿电场线从A 运动到B ，其速度随时间变化的规律如图所示．设A 、B 两点的电场强度分别为E A 、E B ，电势分别为U A 、U B ，则（A ）E A = E B ． （B ）E A ＜E B （C ）U A = U B （D ）U A ＜U B ．变式1.空间某一静电场的电势 在x 轴上分布如图所示，x 轴上两点B 、C 点电场强度在x 方向上的分量分别是Bx E 、Cx E ，下列说法中正确的有 （ ） A ．Bx E 的大小大于Cx E 的大小 B ．Bx E 的方向沿x 轴正方向C ．电荷在O 点受到的电场力在x 方向上的分量最大D ．负电荷沿x 轴从B 移到C 的过程中，电场力先做正功，后做负功b a3、公式E=U/d 的理解及应用例5如图所示，平行板A 、B 带等量异种电荷，两板间是匀强电场，两板距离d ＝5cm ，场强E ＝1.2×103N/C ，两板间有P 1、P 2两点，其中P 1距A 板0.5cm ，P 2距B 板0.5cm ，则（1）A 、B 两板的电势差U AB ；（2）P 1、P 2两点的电势差U 12。
电势能电势与电势差(完美版)
02 电势差
电势差的定义
电压
电场中某两点之间的电势差，也称为电压。它是 描述电场中电势能差的一个重要物理量。
电压的绝对值
电压具有绝对值，通常用正负号来表示方向。在 电路中，电压的方向通常由高电势指向低电势。
电压的方向
电压的方向与电场线方向一致，从高电势指向低 电势。
电势差的计算公式
定义式
$U = Delta V$，其中U表示电压（电势差），$Delta V$表示电 势差的变化量。
对于点电荷产生的电场，电势的计算公式为
φ=kQ/r，其中Q为点电荷的电量，r为点到点电荷的距离。
对于匀强电场，电势的计算公式为
φ=Ed，其中E为电场强度，d为沿电场线方向的距离。
电势与电场强度的关系
电场强度E和电势φ之间存在关系： E=-▽φ，其中▽表示梯度算子。
在匀强电场中，电场强度E和电势φ之 间的关系为：E=-dφ/dx，其中x表示 沿电场线方向的距离。
静电除尘
利用静电感应和电场力作 用，使灰尘颗粒带电并附 着在电极上，实现空气净 化。
电场力做功与电势能变化的关系
电场力做正功时，电势能减少；电场力做负功时， 电势能增加。
电场力做功与路径无关，只与初末位置的电势差 有关。
静电力做功与重力做功类似，满足功能关系。
电流的形成与电势差的关系
01 电流的形成是由于电场力作用下电荷的定向 移动。 02 电势差是推动电荷定向移动的力，即电压。
03
电流的大小与电势差成正比，与电阻成反比 。
04
电流的方向由高电势指向低电势，即电流的 方向与电场力的方向一致。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
电势能、电势与电势差(完美版)
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电势能、电势和电势差1. 电势能: 电荷在电场中所具有的势能.注：电场力做功与电势能的关系：在电场中移动电荷时，如果电场力对电荷做正功，电势能减少，做负功电势能增加。
电场力做的功等于电势能增量的负值，电荷在电场中某点的电势能等于把电荷从该点移到电势能为零处电场力所做的功。
特点：①与参考点选取有关；②是电荷与所在电场所共有的。
应用: 1.把两个异种电荷间的距离增大一些，则A. 外力做正功，电势能增加B. 外力做负功，电势能减少C. 电场力做正功，电势能增加D. 电场力做负功，电势能减少2（多选）. 如图所示，a、b、c为一点电荷形成的电场中的三条电场线，另有一点电荷从M点射入电场，在只受电场力作用下沿图中虚线运动到N点，则该电荷从M向N运动的过程中A. 加速度一直减小B. 动能一直减小C. 电势能一直减小D. 动能和电势能的总和一直减少2. 电势：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值。
公式：Φ= 单位：伏特 电势是标量等势面：电场中电势相同的点构成的面。
等势面的特点：（1）电荷在同一等势面上移动，电场力不做功（而电场力做的功为零时，电荷不一定沿等势面移动）（2）等势面一定跟电场线垂直（3）等差等势面密的地方场强大（4）任意两等势面都不会相交（5）电场线总是从电势较高的等势面指向电势较低的等势面。
应用:1. 一个点电荷，从静电场中a点移到b点，其电势能的变化为零，则A.a、b\两点的场强一定相等B. 该点电荷一定沿等势面移动C. 作用于该点电荷的电场力与其移动的方向总是垂直的D. a、b两点的电势一定相等2. 对于静电场，下列说法正确的是A. 电场强度处处为零的区域，电势也一定处处为零B. 电场强度处处相同的区域，电势也一定处处相同C. 只受电场力作用，正电荷一定由高电势处向低电势处移动D. 负电荷逆着电场线方向移动，电荷的电势能一定减小3. 电势差：电场中两点间电势的差值。
定义：电荷在电场中两点间移动时，电场力所做的功跟电荷量的比值，叫做这两点间的电势差，也叫电压。
定义式：U=W/q，电场中a、b两点间的电势差只取决于a、b两点在电场中的位置，与参考点的选取及被移动的电荷无关，U跟W、q无关。
注意：电势和电势差的区别与联系（1）区别：电场中某点的电势与零电势点的选取有关（一般取无限远处或地球为零电势点）。
而电场中两点间的电势差与零电势点的选取无关。
（2）联系：电场中某点的电势等于该点与零电势点间的电势差；而某两点的电势差等于这两点的电势的差值，即U AB=ΦA-ΦB。
U AB为正值时，说明ΦA>ΦB；U AB为负值时，说明ΦA<ΦB。
2. 应用电场力做功的计算公式W=qU时，有两种方法：（1）三个量都取绝对值，先计算出功的数值，然后再根据电场力的方向与电荷移动方向间的夹角确定是电场力做功，还是克服电场力做功。
（2）代入符号使用，将公式写成W AB＝qU AB，特别是在比较A、B两点电势高低时更为方便：先计算：U ab= W ab /q。
应用: 1. 如图所示，a、b、c是一条电场线上的三个点，电场线方向由a 到c，a、b间的距离等于b、c间的距离。
用U a、U b、U c和E a、E b、E c分别表示a、b、c三点的电势和电场强度，可以断定A.U a>U b>U cB. E a>E b>E cC.U a - U b=U b - U cD.E a=E b=E c2. 如图所示，在电场中取ac电场线，使ab=bc，试比较ab和bc势差，下列说法正确的是A. ab间的电势差一定大于bc间的电势差B. 因ab=bc，所以ab间的电势差等于bc间的电势差C. ab间的电势差一定小于bc间的电势差D. 因是非匀强电场，无法比较练习：1. 一个带正电的电荷，电量q=2.0×10-9C，在静电场中由点移动到b点，在这过程中，除静电力做功外，其它力做功为6.0×10-5J，质点动能增加了8.0×10-5J，则a、b两点间电势差U为abA. 3.0×104VB.1.0×104VC.4.0×104VD.7.0×104V2. 如图所示，a、b带等量异种电荷，MN为a、b连线的中垂线，现有一带电粒子从M点以一定初速度射出，开始时一段轨迹如图中实线，不考虑粒子的重力，则在飞越电场的过程中A. 该粒子带负电B. 该粒子动能先减小，后增大C. 该粒子电势能先增大，后减小D. 该粒子运动到无穷远处后，速度大小一定仍为3. 图中虚线表示等势面，相邻两等势面间的电势差相等，有一带正电小球在电场中运动，实线表示该小球的运动轨迹，小球在a点的动能等于20eV，运动到b点的动能等于2eV，若取c为零势点，则当此小球电势能等于- 6eV时（不计重力和空气阻力），它的动能等于A.16eVB. 14eVC.6eVD. 4eV4. 如图所示，AB是某点电荷电场中的一根电场线，在O点放一个自由的负电荷，它将沿电场线向B点运动，下列判断中正确的是A. 电场线由B指向A，该电荷做加速运动，加速度越来越小B. 电场线由B指向A，该电荷做加速运动，其加速度变化由题设条件不能确定C. 电场线由A指向B，电荷做匀加速运动D. 电场线由B指向A，电荷做加速运动，加速度越来越大5（多选）. 某静电场中的电场线如图所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹如图虚线所示，由M运动到N，以下说法正确的是A. 粒子必定带正电荷 B. 粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度C. 粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度D. 粒子在M点的动能小于它在N点的动能6. 如图（a）所示，AB是某电场中的一条电场线，若在A点放置一自由的负电荷，它沿AB由A运动到B的过程中的速度图像如图（b）所示，则下列判断中正确的是A. 场强E A>E BB. 场强E A=E BC. 场强E A<E BD. 无法判断AB两点场强大小关系7. 如图所示，A、B两点各放有电量为+Q和+2Q的点电荷，A、B、C、D四点在同一直线上，且，将一正电荷从C点沿直线移到D点，则A. 电场力一直作正功B. 电场力先作正功再作负功C. 电场力一直作负功D. 电场力先作负功再作正功8（多选）. 图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。
若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可作出正确判断的是A. 带电粒子所带电荷的符号 B. 带电粒子在a、b两点的受力方向C. 带电粒子在a、b两点的速度何处较大 D. 带电粒子在a、b两点的电势能何处较大9. 图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0。
一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b点时的动能分别为26eV和5eV。
当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为- 8eV时，它的动能应为A. 8eVB. 13eVC. 20eVD. 34eV10. 如图所示为一点电荷激发的电场中的部分电场线，已知a、b、c三点在同一条电场线上，且ab=bc，若U ab=70V，则以下说法正确的是A.B.C.D. 因这是非匀强电场，故无法确定U ab与U bc的大小关系11. a、b、c是匀强电场中的三个点，各点电势，a、b、c三点在同一平面上，下列各图中电场强度的方向表示正确的是12.. 两个带正电荷的小球，静止放置在光滑的水平绝缘板上，相距一定距离，如果将两个小球同时释放，它们的加速度之比a1:a2将A. 保持不变B. 随时间增大C. 随时间减小D. 先增大后减小13. 电场中有一点P，P点电场强度的方向向东，一个点电荷通过P点，下面哪种情况说明带负电（不计的重力作用）A. 通过P点时，的位移向西 B. 通过P点时，的速度向西C. 通过P点时，的加速度向西 D. 通过P点时，的动量向西14. 关于电场强度和电场线，下列说法中正确的是A. 电场强度的公式E=F/Q和E=kQ/r2，都只适用于点电荷产生的电场B. 电荷在电场中某点所受电场力的方向与该点的电场强度方向一定相同C. 电场线既能描述电场的强弱，也能反映电场的方向D. 初速为零、重力不计的带电粒子在电场中运动的轨迹一定与电场线重合15. 以下叙述中正确的是A. 带电量较小的电荷一定可以看成点电荷B. 沿电场线方向电势逐点降低C. 电场线的形状可以用实验来模拟，这说明电场线是实际存在的D. 电场线的分布情况可以反映出电场中各点的电场方向，但不能描述电场的强弱16. 如图所示，a、b为竖直的电场线上的两点，一带电质点从a点由静止释放，沿电场线向上运动，到b点时速度达到最大，下列说法中不正确的是A. 带电质点在a、b点所受的电场力都是竖直向上B.点的电势比b点的电势高C. 带电质点从a点运动到b点电场力做正功D. a点的场强比b点的电场强度大17. 一个电荷量为+q的点电荷，在各点场强大小和方向都相同的电场中，沿电场线方向运动的距离为d，若电场强度大小为E，在此过程中电场力对点电荷做的功等于A. Ed/qB. qd/EC. qE/dD.qEd18. 如图所示，在匀强电场中，将质量为m、带电荷量为q的一带电小球由静止释放，如果带电小球的运动轨迹为一直线，该直线与竖直方向的夹角为θ，那么匀强电场的场强的最小值是___________。
19. 质量为m，电量为q的质点，在静电力作用下以恒定速率v沿圆弧从A 点运动到B点，其速度方向改变的角度为θ（弧度），AB弧长为s，则A、B两点间的电势差ΦA-ΦB=_________，AB弧中点的场强大小E＝_________。
20.如图所示，在水平方向的匀强电场中，一个质量为m带电量为+q的质点，从A点射入电场，恰能沿直线运动到B点，运动轨迹跟电场线（用虚线表示）的夹角为α，该匀强电场的方向是___________，场强大小E ＝___________。
21.在静电场中，将一电子从A点移到B点，电场力做了正功，则A. 电场强度的方向一定是由A点指向B点B. 电场强度的方向一定是由B点指向A点C. 电子在A点的电势能一定比在B点高D. 电子在B点的电势能一定比在A点高22（多选）.如图所示，在真空中有两个等量的正电荷q1、q2，分别固定于A、B两点，DC为A、B连线的中垂线，现将一正电荷q3由C点沿CD 移至无穷远的过程中，下列结论中正确的是A. 电势能逐渐减小B. 电势能逐渐增大C. q3受到的电场力逐渐减小D. q3受到的电场力先逐渐增大，后逐渐减小23.如图所示，虚线表示电场中一簇等势面，相邻等势面之间电势差相等，一个正离子以一定的初速度进入电场中，只在电场力作用下从M点运动到N点，此过程中电场力对正离子做负功。