高二物理电势和电势差课件

甲等势面的电势为90V，乙等势面的电势为
-10V，各相邻等势面间的电势差相等（l）
将 q=1×10-8C的电荷从A点移到B点，电场
力做功
；（2）将 q=-1×10-8C的
电荷从A点移到C点，电场力做功
；
（3）在图中定性画出几条电场线．
• 例11．如图所示,在匀强电场中有a、b、c 三点构成一直角三角形。ac垂直于电场线， ab长40cm，电场强度为2×105N/C。现将一 个电子由b点移至a点，电场力做了_______ 的功，如果同a点移至c点，电场力做功为 _______
电势和电势差
从能量的角度认识电场
复习回顾 功是能量转化的量度！
1、功的计算： W FS cos
2、重力做功有什么特点？
(1)与路径无关,由初末位置的高度差来决定. (2)WG与重力势能的关系.
WG EP1 EP2 EP
(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
• (3)把该电荷从A直接移到B电场力做多少 功?并与(2)中结果进行比较，说明为什么?
• 例7．在一点电荷Q产生的电场中，一个粒 子（带正电荷）通过时的轨迹如图所示， 图中虚线则表示电场的两个等势面a、b， 以下说法中正确的是（ ）
A．点电荷Q可能为正电荷，也可能为负电 荷
B．运动中 粒子总是克服电场力做功 C． 粒子在a、b两等势面时的动能一定有
的负电荷从A点移到B点需克服电场力做功3 ×10-5J，再将电荷从B点移到C点，电场力做
功1.2×10-5J，则
（1）电场方向由A→B还是B→A？
（2）A与B、B与Байду номын сангаас、A与C间的电势差？
四、 电势
1. 电势
A
WAP q

EPA q
（P为零电势点）
（ A、WAP、EPA、q都有正负）
单位: 伏特 符号为V 1 V = 1 J/C
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。
三、 电势差（电压）
1、定义：U AB

WAB q
Eka>Ekb
D． 粒子在经过a、b两等势面上时的电势
能一定有εa>εb
• 例8．在点电荷Q产生的电场中，有三个等 势面a、b、c，如图所示.Ua＝30V，Ub＝ 20V，Uc＝10V，则点电荷Q所带的电荷是 正电荷还是负电荷? .若使一带电粒子沿 KMN路径穿过电场，则粒子所带电荷是正 电荷还是负电荷? .若粒子所带电量为 3.2×10-19C，则从K到M电场力做功为 J，粒子从K到N电势能的变化量为 .
• 例12．如图所示，实线表示电场线，虚线
表示等势线，a、b两点的电势分别为 UA=50V，UB=-20V，则a、b连线的中点c的电势
应为（ ）
A、UC= -35V
B、 UC> -35V
C、 UC< -35V D、无法判断 的高低
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量成反比
• 例3．下列说法中正确的是 （ ） A、在场强较小处，电荷在该处的电势能也较小； B、电荷在场强为零处的电势能也为零； C、在场强相等的各点，电荷的电势能必相等； D、在选定为零电势的位置处，任何电荷的电势
能必为零.
• 例4．关于电势和电势能的关系，下列各种
说法中正确的是：
（）
A、某点电势高，说明该点电势能大；
A
A 5V
C
C 2V
B
B 0
• 例4．在370JRB22彩色显像管中，阴极A与阳 极B间电势差UAB=-22.5kv，电子从阴极到阳 极加速，试求电场力做功多少？电子到达阳极 的速度为多少？
五、等势面
• 1．定义：电场中电势相等的点构成的面叫做等势面。 • 2．等势面的性质 （1）沿等势面移动电荷时，电场力不做功 （2）电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电
结论： 在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功 与电荷的起始位置和终止位置有关，但与 电荷经过的路径无关。
(对于非匀强电场也适用)
d
+q
AL
E
将+q由A移
做功的过程是一个到 场B力的对过电程荷电做
能那B量么电转场化的力做过功程，的功为：
过程是什么W能电转＝化qEd qEl cos
为什么能呢？
电荷在某点的电势能，等于静电力把它从 该处移动到零势能位置所做的功
6、重电力势势能能是是电物荷体和和电地场球所所共共有有的的，，具有系统 性 具有系统性
7、电势能是标量，但有正负
由此可见，电场力做功与重力做功，电势能 与重力势能都很相似，所以大家在学习电势 能过程中应该多联系重力做功与重力势能的 关系帮助理解电势能。
将-q由A移到B的过程，电场
力对电荷做功为：
W电＝ qEd qEl cos
二、电场力做功与电势能变化的关系
电荷在电场中具有的与电荷位置有关的 能，叫电势能。
电场力做功与电势能有什么关系？（联系重力 做功与重力势能的关系）
物1、体电被荷举在高具电有场重中力具势有能电。势能。
2、重电力场对力物对体电做荷正做功正，功物，体电的荷重的力电势势 能能减减小小 3、电重场力力对对物电体荷做做负负功功，，物电体荷的的重电力势能 增大势能增大
• 例9．如图所示，在正的点电荷Q的电 场中有a、b两点，它们到点电荷Q的距 离 r1<r2。（l）a、b两点哪点电势高？ （2）将一负电荷放在a、b两点，哪点 电势能较大？（3）若a、b两点问的电 势差为100V，将二价负离子由a点移到 b点是电场力对电荷做功还是电荷克服
电场力做功？做功多少？
• 例10．如图所示是某电场中的一簇等势面，
q在M点和N点的电势能大小，εM ___εN；若
把q从M移到N是 _____（克服电场力还是电
场力）做功，做了
功.
• 例6．如图所示，三条曲线为电场中三个等 势面，UB＝0，UA＝20V，UC＝-40V.
• (1)求UAB，UDB，UCD；
• (2)把电量q＝-2×10-7C的电荷从A移到C电 场力做了多少功?再从C到B做多少功?总的 做多少功?
4重、力电做场力多做少多功少，功物，体电重荷力电势能能就变 就化变多化少。多少。WG EP1 EP2 EP
WAB EPA EPB EP
5重、力电势势能能是是相相对对的的，，与与零零电势势能能面面有有关关
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。
一、电场力做功与路径无关
正电荷q在电场 强度为E的匀强 电场中由A运动 到M电场力做功 吗？做了多少功？
q受力吗？多 大？
A qd
M E
W=qE·｜AM｜
求试探电荷＋q沿直线AB移动到B时电场 力做的功：
B
E
+q
A
M
W F cos AB qE AM
B
E
+q
A
M
W qE AM
B、某点电势高，说明该点电场做功本领强；
C、若带电粒子在电场中移动时，电势能减少， 则电势一定降低；
D、负电荷在电场中无初速度，只在电场力作 用下运动，电势能一定减少，同时它一定 是从电势低处移向电势高处.
• 例5．如图，AB和CD为等势面，电势分别为
Φ和Φ′，则Φ___Φ ′(填〉、＝或〈)，负电荷
重力势能和电势能类比
重力场中，重力：地球和 电场中，电场力：电荷之
物体之间存在的吸引力
间的作用力
有重力就有重力势能Ep= mgh 有电场力就有相应的能，
叫电势能EP
Ep由物体和地面间的相对 位置决定
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
• 例2．关于电势差的说法中，正确的是 （ ） A、两点间的电势差等于电荷从其中一点移到另一点
时，电场力所做的功 B、1C电荷从电场中一点移动到另一点，如果电场力
做了1J的功，这两点间的电势差就是1V C、在两点间移动电荷时，电场力做功的多少跟这两
点间的电势差无关 D、两点间的电势差的大小跟放入这两点的电荷的电
对电势的理解
（1）电势是相对的，是相对于零势面而言的，一 般选大地或无穷远为零势面。
（2）沿着电场线方向电势降低。 （3）正电荷电场中个点电势均为正；负电荷电场
中个点电势均为负。 （4）电势是标量，但有正负（负电势表示比零电
势低）
• 1．电势
A
WAP q

EPA q
• 2．电势差与电势的关系
势低的等势面 （3）电场线密的区域等势面密，电场线疏的区域等势面疏 （4）任意两个电势不等的等势面不能相交
3.几种常见电场的等势面分布：
电势差与电势 习题课
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。
W重 = EP1-EP2
W电 = EPA-EPB
尽管重力做功与电场力做功很相似，但还是 存在很大差异—存在两种电荷
• 正电荷顺电场线移动， • 电场力做正功，电势能减少 • 负电荷顺电场线移动， • 电场力做负功，电势能增加 • 正电荷逆电场线移动， • 电场力做负功，电势能增加 • 负电荷逆电场线移动， • 电场力做正功，电势能减少
单位电荷电场力做的功。
（WAB、q、UAB都有正负号)
2、单位：伏特（V） 1V=1J/C
3、电势差是标量，但有正有负
4、决定的因素：只与电场及始末两点的位置有关，与 检验电荷以及电场力对检验电荷所做的功无关。
5、 UAB＝－UBA， UAC＝ UAB+UBC 注意：电场力做的功WAB=qUAB
例2：A、B、C为电场中的点，将q=6×10-6C
U AB A B
• 3．电势能与电势的关系
EPA q A
例3. 如图所示,在同一条电场线上有A . B
.C 三点,将 q 6 10 6 c 的点电荷由A点移
动到B点,电场力做什么功?做多少功?电势能 变化了多少?再将该电荷由B点移到C点,电场 力做什么功?做多少功?电势能变化了多少?