电势和电势差

目的要求一、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。复习回顾cosWFL1、功的计算：2、重力的特点：(1)与路径无关,由初末位置的高度差来决定.(2)重力做功WG与重力势能变化的关系12GPPPWEEE(3)重力势能是相对的,须选定零势能参考面功是能量转化的量度！重力做正功，重力势能减少重力做负功，重力势能增加一、静电力做功的特点※在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷经过的路径无关,只与电荷的起始位置和终止位置有关。对于非匀强电场也适用B+MAFөq+WAB=F·|AB|cosθ=qE·|AM|把正电荷沿不同路径从A点移到B电场力做功？二、电势能1、电荷在电场中具有与其位置有关的能量叫电势能。2、电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大电场力做的功等于电势能的减少量PBPAABEEW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电场中，电场力：电荷之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EPEp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电场力做正功，电势能就减少电场力做负功，电势能就增加电场力作功，电势能改变重力做功，重力势能改变重力做正功，重力势能就减少重力做负功，重力势能就增加W重=EP1-EP2W电=EPA-EPB分层练习例1、一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场力做了5×10－6J的功，那么()•A．电荷在B处时将具有5×10－6J的电势能•B．电荷在B处将具有5×10－6J的动能•C．电荷的电势能减少了5×10－6J•D．电荷的动能增加了5×10－6JCD例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？增加了1.8×10-5J.EPC=1.8×10-5JEPC=-1.2×10-5JEPB=3×10-5JEPA=-3×10-5J分层练习电荷q电场力把不同电荷放入电场中的同一点总结：定值qF0.1C0.3C0.15N0.45N0.8C1.2C1.8C1.2N1.8N2.7N三、电势差电场力的功与所移动的电荷的电量的比值，叫做电场中A、B两点的电势差。即PABABAPBqEUWqE【说明】1.电势差与移动的电荷无关，它只反映了电场自身的性质；2.在国际单位制中，电势差的单位：伏特(V)3.电势差即电压；4.若已知电场中两点的电势差UAB，则AABBWqU例3、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？WAB=-4.0×10-8J分层练习例4、在如图所示的电场中，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？UAB=2V分层练习高度差电势差ABAB电势差与高度差相对应;有高度差就有高度,同理有电势差就应该有电势;高度AOAO参考平面电势参考点四、电势1.定义：电场中某点A的电势A，等于单位正电荷由A点移动到参考点P（零电势点）时电场力所做的功WAPA=WAP/q类似地,电场中某点的电势与零电势点的选取有关,通常选择无穷远或大地为电势的零点ABC高度AOAO参考平面电势参考点类比:高度是与参考平面间的高度差,同理电势应是与参考点间的电势差.高度hA=hAO=WAO/G类比:电势φA=φAO=WAO/q2.电势是标量,有正负之分O点为零电势点,A点电势是正还是负?B点呢?AOBAO1O2BA、B间的电势差与零电势点的选取有关吗?3.电势差等于电势之差，与零电势点选取无关！！φA0φB0例4、在如图所示的电场中，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？UAB=2VUBA-2V分层练习分层练习例5、电场中A、B两点的电势是ψA=800V，ψB=-200V，把电荷q=-1.5×10-8C由A点移到B点，电场力做了多少功？电势能是增加还是减少，增加或者减少多少？WAB=-1.5×10-5J电势能增加，增加1.5×10-5J例6、在＋Q电荷的电场中的A点放一电量为q的正电荷，若它从A移动到B，则电场力作正功还是负功?并比较A、B两点的电势能，电势的关系。AB【例题】在＋Q电荷的电场中的A点放一电量为q的负电荷，若它从A移动到B，则电场力作正功还是负功?并比较A、B两点的电势能，电势的关系。【结论】沿电场线方向，电势逐渐降低。分层练习五.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.以点电荷为中心的同心球面3.在任何静电场中电场线与等势面是互相正交的。4.等势面愈密(即间距愈小)的区域，场强愈大。例7、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500eV，那么它经过等势面e时动能多大？【答案】300eV分层练习