电势能----电势和电势差(绝对经典)

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电势、电势差、电势能

电势、电势差、电势能

第四、五节电势、电势差、电势能第一部分 王老师讲物理1电势:电荷在电场中某一点的电势能P E 与它的电荷量q 的比值,叫做这一点的电势,用符号ϕ表示。

(1)表达式P E =qϕ (2)单位:伏特,即V ,1V=1 J/C(3)物理意义:描述电场能的性质的物理量(4)零电势的规定:常取离场源(例如正负电荷)无穷远处或大地表面的电势为零。

2等势面:电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面。

研究正(负)电荷的电场中的等势面、匀强电场中的等势面。

专题一:电势高低的比较“一句口诀”水势高低的比较:一条瀑布,顺着瀑布水势是降低的,逆着瀑布水势升高。

电势高低的比较:顺着电场线电势降低,逆着电场线电势升高。

“一句口诀”一条电场线的问题(只给一条电场线,别的什么都没给) ①A 点电势一定比B 点电势高 ②但A 点场强可以比B 点场强大(例如正电荷在左边),可以比B 点场强小(例如负电荷在右边),也可以等于B 点场强(例如匀强电场)。

总之“A 点电势一定比B 点电势高,场强谁大无法判断”专题二:两个不一定①场强为零的地方,电势不一定为零。

(例如两个等量正电荷的中点)②电势为零的地方,场强不一定为零。

(例如等量正负电荷的中位线)专题三:等势面“四注意”①电场线垂直于等势面。

②带电粒子在电场中轨迹的初末位置在等势面上电场力不做功(因为等势面上电势差U 为零,W=U =0q )。

③正(负)电荷形成的等势面上各点的电势相等但场强不相等(因为只是场强的大小相等,方向各不相同)。

④电场线越密等势面越密。

AB3电势差:电场任意两点间的电势之差叫做电势差(瀑布上任意两个位置高度之差叫高度差),也叫做电压,用U 表示,单位是伏特(V )。

注意:虽然电压有正、负,但电压不是矢量,是标量。

(正、负不是指方向)表达式:①AB A B U =-ϕϕ(电场中A ,B 两点间的电势差AB U 等于A 点电势A ϕ减去B 点电势B ϕ) ②电势差也可用电场力做功来定义AB AB W U =q专题四:与零电势的选取“有关和无关问题”(1)①一个物体的高度H 与水平面(零高度)的选取有关。

电势能-电势与电势差(完美版)

电势能-电势与电势差(完美版)

6.电势和电势能的区别和联系
电势φ 电势能Ep 物理 反映电场的能的性质的物理 电荷在电场中某点所具有 意义 量 的电势能 电场中某一点的电势φ的大 电势能大小是由点电荷q 相关 小,只跟电场本身有关,跟 和该点电势φ共同决定的 因素 点电荷q无关 电势沿电场线逐渐下降,取 定零电势点后,某点的电势 大小 高于零者,为正值;某点的 电势低于零者,为负值 正点电荷(+q)电势能的正 负跟电势的正负相同;负 点电荷(-q)电势能的正负 跟电势的正负相反
大小
矢标性
单位
标量 V/m
矢量 N/C
(1)电势沿着电场强度的方向降低 (2)大小之间不存在任何关系,电势为零的点,场强不一定为 联系 零;电势高的地方,场强不一定大;场强为零的地方,电势 不一定为零;场强大的地方,电势不一定高
特别提醒:当涉及φ、Ep、q三者关系的问题时,一 定要考虑三者的正负号问题。
A
A 5V
C
C 2V
B
B 0
5.电势和电场强度的区别和联系
电势φ
物理意义
电场强度E
描述电场的力的性质
(1)电场中某点的场强等于放在 该点的点电荷所受到的电场力F 跟点电荷电荷量q的比值 (2)E=F/q,E在数值上等于单位 正电荷在该点所受到的静电力
描述电场的能的性质
(1)电场中某点的电势等于该点跟 选定的标准位置(零电势点)间的电 势差 (2)φ=Ep/q,φ在数值上等于单位正 电荷在电场中该点具有的电势能
A
M
0V 3V
C
5V 8V
B
—3V E
0V
D
3.电场线指向电势降低的方向!
课堂小结
1、电场力做功只与初、末两点在电场线上的距离有关。

电势能和电势、电势差

电势能和电势、电势差

电势能和电势、电势差【学习目标】类比重力场明白得静电力做功、电势能的变化、电势能的确定方法;明白得电势的定义以及电势差的意义,会比较两点电势的高低;明白得电势对静电场能的性质的描述和电势的叠加原理;明确场强和电势的区别与联系以及对应的电场线和等势面之间的区别和联系。

【要点梳理】要点一、静电力做功的特点在电场中将电荷q从A点移动到B点,静电力做功与路径无关,只与A、B两点的位置有关。

说明:(1)静电力做功的特点不仅适用于匀强电场,而且适用于任何电场;(2)只要初、末位置确定了,移动电荷q做的功确实是W AB确实是确定值。

要点二、电势能要点诠释:(1)定义电荷在电场中具有的势能叫电势能。

类似于物体在重力场中具有重力势能。

用Ep表示。

(2)静电力做功与电势能变化的关系静电力做的功就等于电势能的减少量,即W=Ep-Ep。

即静电力做多AB A B少正功,电荷电势能一定减少多少;静电力做多少负功,电荷电势能一定增加多少。

(3)电势能的大小①零势点及选取和运算重力势能一样,电势能的运算必须取参考点,也确实是说,电势能的数值是相关于参考位置来说的。

所谓参考位置,确实是电势能为零的位置,参考位置的选取是人为的,通常取无限远处或大地为参考点。

②电势能的运算设电荷的电场中某点A 的电势能为A Ep ,移到参考点O 电场力做功为W AO ,即AO pA pO W =E -E ,规定O 为参考点时,就有AO pA W =E ,也确实是说电荷在电场中某点的电势能等于将那个电荷从电场中的该点移到零势点的过程电场力所做的功。

要点三、电势要点诠释:(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,叫做这一点的电势,用ϕ表示。

电势是表征电场中某点能的性质的物理量,仅与电场中某点性质有关,与电场力做功的值及试探电荷的电荷量、电性无关。

(2)定义式: pE q ϕ=(3)单位:电势的单位是伏特(V ),1V=1J/C(4)电势高低与电场线的关系:沿电场线方向,电势降低。

电势能----电势和电势差(绝对经典)

电势能----电势和电势差(绝对经典)
注意:孤立导体的表面是一个等势面,导体本身是 一个等势体
例1、《三维设计》P15 例3
题后小结:
若已知等势面,则: (1)可以判断电场中各点电势的高低——电势高的等 势面指向电势低的等势面 (2)可以判断电荷在电场中移动时静电力做功的情况。 (3)可以绘制电场线——等势面和电场线垂直, (4)可以定性地确定某点场强大小——等差等势面的 疏密
2、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、电荷仅在电场力作用下运动,电荷的电势能一定减 小. F、无论是正电荷还是负电荷,只要电场力做功多,则 电荷在该过程中的电势能变化也大.
说明:
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。这样的等势面叫等差等势面。
【典型电场的等势面】 《教材》P22 《三维设计》书、P13
〖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相互垂直,且由电
势高的等势面指向电势低的等势面。 3.等差等势面愈密(即间距愈小)的区域,场强愈大。 4、在空间没有电荷的地方两等势面不相交。
⑤零电势点的选择可以是任意,一般取大地或无穷 远处为零电势点。
⑥电势是标量.但有正负,正负表示与零电势点的 电势相比是高还是低。
课堂练习
3、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 φA 、 φB分别是多大?
问题二、电场强度、电势和电势差的关系
问题三、能量问题的讨论与计算

1.3电势能 电势 电势差

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。

电势能 电势和电势差

电势能 电势和电势差

2、电场力做功改变电势能
正电荷顺着电场线移动,电场力做正功,电势能减少 正电荷逆着电场线移动,电场力做负功,电势能增加 负电荷顺着电场线移动,电场力做负功,电势能增加 负电荷逆着电场线移动,电场力做正功,电势能减少
3、电场力做的功等于电势能的减少量 WAB EPA EPB
二、电势能
4、相对性:大地或无穷远默认为零
一、静电力做功的特点 结论:
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, 仅与电荷的起始位置和终止位置有关,
该结论对于非匀强电场也是适用的。
电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢?
二、电势能 (Ep) 标量
A
B
+
+
1、定义:电荷在电场中受到电场力而具有的
-A
-B
与位置有关的势能叫做电势能。
+
E

3、等势面的特点: (1)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(或E)⊥等势面,且由电势较高的等势面指向电势较低 的等势面 (3)不同等势面在空间不相交、不相切,闭合 (4)等势面密处场强大、电场线密,等势面疏处场强小、电场线疏
(5)沿电场方向电势降低最快
20
(6)匀强电场中电势均匀变化。
类型二:电场力做功与电势能的变化关系
【例2】在一个点电荷Q形成的电场中,检验电荷q从A点移到B点时, 检验电荷的电势能增加了3.0×10-5J,试问这个过程中,电场力做 的功是多少?
质疑提高: 1、电场力做功和电势能间具有怎样的关系? 2、怎样判断电荷具有的电势能?
如何比较电荷电势能的大小呢?
WAB q
(将WAB和q正、负号一同代入)
2、 WAB=qUAB(两种处理方法) 1、将UAB和q正、负号一同代入; 2、将UAB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。 3、UAB=φA- φB UAB= - UAB 一般取绝对值

第四节电势能、电势、电势差

第四节电势能、电势、电势差
3、等差等势面越密的地方电场强度越大
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
等势面
2、等量异种点电荷电场中 的等势面: 两簇对称曲面
等势面
3、等量同种点电荷电场中 的等势面:
两簇对称曲面
等势面
4、匀强电场中的等势面: 垂直于电场线的一簇平面
等势面
如图所示,虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面,它们的电
六、等势面 地理上,等高线表示地势的高低。 在电场中常用等势面来表示电势的高低。 电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面
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;
B
Aө +q
FM
WqE AM
结论: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。
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qEdqElcos
为什么能呢?
将-q由A移到B的过程,电场
A.W 1

W

2
1


2
B .W 1

W

2
1


2
C
.W 1

W

2
1


2
D .W 1

W

高考物理一轮复习 电势能电势电势差(讲)

高考物理一轮复习 电势能电势电势差(讲)

取夺市安慰阳光实验学校专题31 电势能、电势、电势差1.掌握电势、电势能、电势差的概念,理解电场力做功的特点;会判断电场中电势的高低、电势能的变化.2.会计算电场力做功及分析电场中的功能关系.一、电场力做功与电势能1.电场力做功的特点(1)在电场中移动电荷时,电场力做功与路径无关,只与初末位置有关,可见电场力做功与重力做功相似.(2)在匀强电场中,电场力做的功W=Eqd,其中d为沿电场线方向的位移.2.电势能(1)定义:电荷在电场中具有的势能.电荷在某点的电势能,等于把它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.(3)电势能的相对性:电势能是相对的,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的电势能规定为零.二、电势1.电势(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.(2)定义式:qEp=ϕ(3)标矢性:电势是标量,其大小有正负之分,其正(负)表示该点电势比电势零点高(低).(4)相对性:电势具有相对性,同一点的电势因零电势点的选取的不同而不同.(5)沿着电场线方向电势逐渐降低.2.等势面(1)定义:电场中电势相等的各点构成的面.(2)特点①电场线跟等势面垂直,即场强的方向跟等势面垂直.②在等势面上移动电荷时电场力不做功.③电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面.④等差等势面越密的地方电场强度越大;反之越小.⑤任意两等势面不相交.深化拓展(1)电势是描述电场本身的能的性质的物理量,由电场本身决定,而电势能反映电荷在电场中某点所具有的电势能,由电荷与电场共同决定.(2)qEp=ϕ或E p=ψq.三、电势差1.电势差:电荷q 在电场中A 、B 两点间移动时,电场力所做的功W AB 跟它的电荷量q 的比值,叫做A 、B 间的电势差,也叫电压. 公式:qW U AB AB =.单位:伏(V).2.电势差与电势的关系:U AB =φA -φB ,电势差是标量,可以是正值,也可以是负值,而且有U AB =-U BA .3.电势差U AB 由电场中A 、B 两点的位置决定,与移动的电荷q 、电场力做的功W AB 无关,与零电势点的选取也无关.4.电势差与电场强度的关系:匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场线方向的距离的乘积.即U =Ed ,也可以写作dU E =考点一 电场中的功能关系、电势高低及电势能大小的判断与比较 1.比较电势高低的方法(1)沿电场线方向,电势越来越低.(2)判断出U AB 的正负,再由U AB =φA -φB ,比较φA 、φB 的大小,若U AB >0,则φA >φB ,若U AB <0,则φA <φB .(3)取无穷远处电势为零,则正电荷周围电势为正值,负电荷周围电势为负值;靠近正电荷处电势高,靠近负电荷处电势低. 2.电势能大小的比较方法 (1)做功判断法电场力做正功,电荷(无论是正电荷还是负电荷)从电势能较大的地方移向电势能较小的地方,反之,如果电荷克服电场力做功,那么电荷将从电势能较小的地方移向电势能较大的地方.特别提醒 其他各种方法都是在此基础上推理出来的,最终还要回归到电场力做功与电势能变化关系上. (2)场电荷判断法①离场正电荷越近,正电荷的电势能越大;负电荷的电势能越小.②离场负电荷越近,正电荷的电势能越小;负电荷的电势能越大.(3)电场线法①正电荷顺着电场线的方向移动时,电势能逐渐减小;逆着电场线的方向移动时,电势能逐渐增大.②负电荷顺着电场线的方向移动时,电势能逐渐增大;逆着电场线的方向移动时,电势能逐渐减小. (4)公式法由E p =qφ,将q 、φ的大小、正负号一起代入公式,E p 的正值越大,电势能越大;E p 的负值越大,电势能越小. ★重点归纳★1、电场力做功与电场中的功能关系 (1)求电场力做功的几种方法①由公式W=Fl cos α计算,此公式只适用于匀强电场,可变形为W=Eql cos α.②由W AB=qU AB计算,此公式适用于任何电场.③由电势能的变化计算:W AB=E p A-E p B.④由动能定理计算:W电场力+W其他力=ΔE k.(2)电场中的功能关系①若只有电场力做功,电势能与动能之和保持不变.②若只有电场力和重力做功,电势能、重力势能、动能之和保持不变.③除重力、弹簧弹力之外,其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化.④所有外力对物体所做的功等于物体动能的变化.(3)处理电场中能量问题的基本方法在解决电场中的能量问题时常用到的基本规律有动能定理、能量守恒定律,有时也会用到功能关系.①应用动能定理解决问题需研究合外力的功(或总功).②应用能量守恒定律解决问题需注意电势能和其他形式能之间的转化.③应用功能关系解决该类问题需明确电场力做功与电势能改变之间的对应关系.④有电场力做功的过程机械能不一定守恒,但机械能与电势能的总和可以守恒.2、静电场中涉及图象问题的处理方法和技巧1.主要类型:(1)v-t图象;(2)φ-x图象;(3)E-t图象.2.应对策略:(1)v-t图象:根据v-t图象的速度变化、斜率变化(即加速度大小的变化),确定电荷所受电场力的方向与电场力的大小变化情况,进而确定电场的方向、电势的高低及电势能的变化.(2)φ-x图象:①电场强度的大小等于φ-x图线的斜率大小,电场强度为零处,φ-x图线存在极值,其切线的斜率为零.②在φ-x图象中可以直接判断各点电势的大小,并可根据电势大小关系确定电场强度的方向.③在φ-x 图象中分析电荷移动时电势能的变化,可用W AB=qU AB,进而分析W AB的正负,然后作出判断.(3)E-t图象:根据题中给出的E-t图象,确定E的方向的正负,再在草纸上画出对应电场线的方向,根据E的大小变化,确定电场的强弱分布.★典型案例★一带正电粒子仅在电场力作用下从A点经B、C运动到D点,其v -t图象如图所示,则下列说法中正确的是:()A.A处的电场强度一定小于B处的电场强度B.A处的电势一定小于在B处的电势C.CD间各点电场强度和电势都为零D.AB两点间的电势差等于CB两点间的电势差【答案】D【解析】的电势差,D正确;故选D。

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一、电场力做功大小的计算方法 1、功的定义法——由公式WAB=FxABcosθ计算,此 公式只适用于匀强电场,又可变形为WAB=Eqx,式 中E为匀强电场的电场强度,x为电荷初、末位置在 电场方向上的位移. 2、电势差法:WAB=qUAB. 3、电势能变化法:WAB=-ΔEP=EpA-EpB. 4、动能定理法:W电场力+W其他力=ΔEk. 二、电势能改变的判断 1 、求出电场力的做功大小和做功性质 2、电场力做正功,电势能减少,做负功增加,做 了多少功,电势能就变化多少
前面我们学了什么?
1、电势能:电荷在电场中具有的能量叫电势能 公式: EPA=qφA 电场力做功:WAB=qUAB , 对应电荷电势能的变化
2、电势 电势差 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。电场中两点电势的差值叫这两点的电势差。 公式: 电势:定义式:φA= ε A/q 点电荷φA=kQ/rA 电势差:UAB=φA-φB= WAB/q
WAB Eqd AB Eq(hA hB )
hA hB
WAB EqhA EqhB
静电力 的功 能
电势能
一、电势能的定义 电荷在电场中因电场而具有的势能。 EPA WA0 二、对电势能的理解 1、电势能是能量的一种形式,是电荷在电场中因电 场而具有的势能,电势能由电荷和电场共的。但大小 只在选取零电势能位置后,才能有确定的值。因此电 势能是相对的。
Mm F G 2 r 万有引力 在高度变 化不大时 G mg
Qq F k 2 r 在匀强 库伦力 电场中
F Eq
地球
G g m
F E q
电荷
重力势能
1、重力可以做功 2、重力做功时, 其大小与路劲无关 重力做功对应重 力势能的变化
?
第四节
教材 新知
电势能 电势与电势差
新知一、电场力做功与电势能 新知二、电势与电势差 新知三、电场的形象描述——等势线 (面、体) 问题一、利用电场力做功判断电势能改变
电势差要小
6、如图示,在电场中的三点A、B和C 之间移动电 荷时,会有( ABCD ) 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 A E 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 C 值相同
典型 问题
问题二、电场强度、电势和电势差的关系 问题三、能量问题的讨论与计算
新知一、电场力做功与电势能
A B C
AB=BC=d
1、在匀强电场中,静电力做的功为:W=qE· d,其 中d为沿电场线方向的位移。 2、在电场中移动电荷时,静电力做的功与路径无 关,只与始末位置有关。 3、在非匀强电场中静电力做功的多少可用W=qE d来定性粗略分析,其中E平为平均电场强度,仍 平· 只与始末位置有关,而与路径无关。
例、如图所示,一根长L=1.5m的光滑绝缘细直杆MN,竖直 固定在场强为E=1.0×105N/C、与水平方向成θ=30°角的倾 斜向上的匀强电场中。杆的下端M固定一个带电小球A,电 荷量Q=+4.5×10-6C;另一带电小球B穿在杆上可自由滑动, 电荷量q=+1.0×10-6C,质量m=1.0×10-2kg。现将小球B从 杆的上端N静止释放,小球B开始运动。(静电力常量k=9.0 ×109N· m2/C2.取g=10m/s2) (1)小球B开始运动时的加速度为多大? (2)小球B的速度最大时,距M端的高度h1为多大? (3)小球B从N端运动到距M端的高度h2=0.61m时,速度为 v=1.0m/s,求此过程中小球B的电势能改变了多少?
2、电势能与电场力做功的关系 (1)电荷在某点的电势能,等于把它从这点移到零 势能位置时静电力做的功。 EPA WA0 (2)静电力做的功等于电势能的减少量,表达式为: WAB=EpA-EpB。 (3)电场力做功一定伴随着电势能的变化,电势能 的变化只有通过电场力做功才能实现,与其他力是 否做功,及做功多少无关。 (4)电场力做功只能决定电势能的变化,而不能决 定电势能的大小,电场力做正功,电势能减少,电 场力做负功,电势能增加。 (5)一般选取无限远处或大地作为零势能位置。
5、关于电势差UAB和电势 φA 、 φB的理解,正确的是
( BC ) A、UAB表示B点与A点之间的电势差,即UAB = φB − φA
B、UAB和UBA是不同的,它们有关系:UAB = −UBA C、 φA 、φB都有正负,所以-5V的电势比+1V的电势低 D、UAB和UCD都有正负,所以-220V的电势差比+1V的
二、电势差
1.定义:电场中A、B两点的电势之差。叫做A、B两 点间的电势差。用UAB 表示。 定义式: UAB=φA-φB=-UBA 导出式: U
AB
WAB q
2、理解 (1)意义:电势差也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。 (2)单位:伏特(V) (3)电势差是标量:无方向,但有正负。
思考与讨论:
F Eq 电场对电荷 Qq 有力的作用 F k 2 r q
引入
Q
F E q
?Leabharlann 电荷因电 场具有能EPA WA0
引入 电势
比值法 定义式为
E pA q
A
电势差
新知二、电势与电势差
一、电势
1、定义: 电场中某点的电势等于检验电荷在该点的 电势能与检验电荷的电荷量的比值。 E pA W A 0 定义式: A q q
[典例](2012· 天津高考)两个固定的等量异号点电荷所产
生电场的等势面如图6-2-9中虚线所示,一带负电的粒子
以某一速度从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞行, 最后离开电场,粒子只受静电力作用,则粒子在电场 ( C ) A.做直线运动,电势能先变小后变大 B.做直线运动,电势能先变大后变小 C.做曲线运动,电势能先变小后变大 D.做曲线运动,电势能先变大后变小
课堂训练:
1、.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( C ) A.b点的电场强度一定比a点大 B.电场线方向一定从b指向a C.电荷在b点的电势能一定比在a点时多 D.该电荷的动能一定减小
2、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、电荷仅在电场力作用下运动,电荷的电势能一定减 小. F、无论是正电荷还是负电荷,只要电场力做功多,则 电荷在该过程中的电势能变化也大.
3、正负号的意义
除矢量表示物理量的方向外,对标量,还可表示: 电荷量的正负:电性 做功的正负: 电势的正负: 电势能的正负: 电势差的正负: 使用公式时,正负号的确定 电势能:EPA=qφA =WA0 电势:φA= EPA /q 点电荷φA=kQ/rA 电势差:UAB=φA-φB= WAB/q 1、利用上述公式中计算时,物理量均可取正负 2、电荷带正电,q取正值,从A到B,电场力做正功, WAB取正值 3、代入正负算出是正,该物理量取正值,反之取负。
例、《教材》P21
例 2、
在电场中把电荷q=2.0×10-9C从A点移到B点,电 场力做了1.0×10-7J的正功,再把q从B点移到C点,电 场力又做了4.0×10-7J的负功。 (1)求AB间、BC和AC间的电势差; (2)若选C点为参考点,求A点和B点的电势; (3)若选B点为参考点,求A点和C点的电势;两点间 的电势差是否变化?
【典型电场的等势面】 《教材》P22
《三维设计》书、P13
〖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相互垂直,且由电 势高的等势面指向电势低的等势面。 3.等差等势面愈密(即间距愈小)的区域,场强愈大。 4、在空间没有电荷的地方两等势面不相交。 注意:孤立导体的表面是一个等势面,导体本身是 一个等势体
3、应用公式UAB =WAB/q 的注意问题
(1)此适用于任何电场。 (2)式中UAB 、WAB 、 q都有正负,计算时都要注 意各量的正负。 (3)两点间电势差的求法有两种: ①利用公式UAB =WAB/q计算; ②利用电势差的定义式UAB=φA-φB计算。 (4)求电势差时,必须明确哪两点间的电势差 若AB间的电势差记为UAB,BA间的电势差记为UBA ,则:UAB=-UBA。
例1、《三维设计》P15 例3
题后小结: 若已知等势面,则: (1)可以判断电场中各点电势的高低——电势高的等 势面指向电势低的等势面 (2)可以判断电荷在电场中移动时静电力做功的情况。 (3)可以绘制电场线——等势面和电场线垂直, (4)可以定性地确定某点场强大小——等差等势面的 疏密
问题一、利用电场力做功确定电势能及其改变
(1)a=3.2m/s² (2) h1=0.9m (3)电势能增加了0.084J
问题二、电场强度、电势和电势差的关系 一、物理概念的含义比较 含义 电场强度 电势 物理 意义
电势差
表示电场力的性质, 表示电场能的性质,电势 由电场本身决定 还与零电势点的选择有关
F E q Q Ek 2 r
EPA WA0 A U AB A B q q
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W AB与电荷电量q的比值WAB/ q,
课 堂 练 习
4、关于对UAB =WAB/q 和WAB = qUAB的理解,正确的 是( BC ) 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 WAB和电量q成正比 C、UAB与q、WAB无关,甚至与是否移动电荷都没有 关系 D、WAB与q、UAB无关,与电荷移动的路径无关
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