(YJ)电势和电势差问题分析
电势与电势差

电势与电势差电势与电势差是电学中重要的概念,它们对于理解电场和电路的性质以及解决电学问题具有重要意义。
本文将详细介绍电势与电势差的定义、计算方法以及它们在电学中的应用。
一、电势的定义与计算方法电势是衡量电场强度的物理量,表示在电场中单位正电荷所具有的能量。
电势的定义可以通过单位正电荷在电场中所具有的电势能来描述。
在电势能的计算中,我们常常使用与电势有关的单位——伏特(V)。
电势的计算方法可以通过电场强度与位置的关系来求解。
在电场中,电场强度的定义为单位正电荷所受到的力。
当电场强度为恒定的时候,电势的计算可以简化为电场强度与位置之间的积分关系。
二、电势差的定义与计算方法电势差是指两个位置之间电势的差值,它表示单位电荷从一个位置移动到另一个位置时所具有的能量变化。
电势差的计算可以通过两个位置的电势值之差来求解。
在电路中,电势差通常被称为电压,它是电流流动的驱动力。
根据欧姆定律,电路中的电压可以通过电流和电阻之间的关系来计算,即电压等于电流乘以电阻。
三、电势与电势差的应用电势与电势差在电学中有着广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景:1. 电势与电势差在电场中的作用:通过电势和电势差,我们可以描述电场中的能量变化和电荷的运动轨迹。
它们是电场力线分布、电荷受力以及电场能量计算的重要基础。
2. 电势差在电源与电路中的应用:电势差是电流流动的动力源,通过电源提供的电势差,电流可以在电路中自由流动,驱动各种电子设备的正常工作。
3. 电势与电势差在电容器中的应用:电容器是一种能够储存电荷的装置。
在电容器的两个电极之间存在电势差,通过调节电势差的大小,可以控制电容器中的电荷储存和释放。
4. 电势与电势差在电能转换中的应用:电势差可以用于电能的转换。
例如,在发电厂中,通过调节电势差可以将机械能转化为电能,供应给人们使用。
综上所述,电势与电势差是电学中重要的概念,通过它们我们可以理解电场和电路的性质,解决各种电学问题。
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
17
等势面
2、等量异种点电荷 电场中的等势面: 两簇对称曲面
18
等势面
3、等量同种点电荷电 场中的等势面:
两簇对称曲面
19
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,
物理中电势能和电势差的相关问题

物理中电势能和电势差的相关问题一、电势能电势能是描述电荷在电场中由于位置的改变而产生的能量。
它是一个标量量,通常用符号U表示。
电势能的计算公式为:[ U = qV ]其中,q表示电荷量,V表示电势差。
电势能的单位是焦耳(J)。
电势能具有以下性质:1.电势能是相对的,其值与零势能面的选择有关。
通常取无穷远处的电势为零,即φ∞=0。
2.电势能与电荷的正负有关。
正电荷在电势高的地方电势能大,负电荷在电势低的地方电势能大。
3.电势能与电荷的位置有关,而与电荷的运动状态无关。
二、电势差电势差是指在电场中,从一个点移动到另一个点时,单位正电荷所做的功。
它是一个标量量,通常用符号ΔV表示。
电势差的计算公式为:[ V = ]其中,W表示电场力做的功,q表示单位正电荷。
电势差的单位是伏特(V)。
电势差具有以下性质:1.电势差是绝对的,其值与路径无关,只与起点和终点有关。
2.电势差与电场线的方向有关。
沿电场线方向,电势降低;逆电场线方向,电势升高。
3.电势差与电荷的位置有关,而与电荷的运动状态无关。
三、电势能与电势差的关系电势能和电势差是密切相关的物理量,它们之间的关系可以通过以下方式理解:1.电势差是电势能的势能差,即从一个位置移动到另一个位置时电势能的变化量。
2.电势差是电场力做功的量度,也是电势能的转化率。
当电场力将电荷从电势高的地方移至电势低的地方时,电势能转化为其他形式的能量,如动能、热能等。
3.电势差与电势能的符号相反。
当电荷从电势高的地方移动到电势低的地方时,电势能减小,电势差为正;当电荷从电势低的地方移动到电势高的地方时,电势能增加,电势差为负。
四、电势能和电势差的计算与应用1.计算电势能:根据电荷的电量、电势差和电荷在电场中的位置,可以计算出电势能。
在实际问题中,通常需要先求出电势差,然后根据电荷的电量和电势差计算电势能。
2.计算电势差:根据电场强度、电荷的位置和电场中的路径,可以计算出电势差。
在实际问题中,通常需要先求出电场强度,然后根据电场强度和电荷的位置计算电势差。
电势和电势差解读

电荷具有电势能EP 。电场力做正功,电势能减少,电场
力做负功,电势能增加。
电场力做功的多少跟势探电荷的电量有关,电荷量越大,
做功越多,电荷越小,做功越少,但只要两点的位置不变,
电势能与电荷量的比值就不变,这个比值叫电势差。电势差 与试探电荷的电荷量无关,只与场电荷及位置有关。
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 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 电场中,电场力:电荷之 间的作用力 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 电场力作功,电势能改变 电场力做正功,电势能就减少 电场力做负功,电势能就增加
三.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.在任何静电场中电场线与等势面是互相正交的。 3.等势面愈密(即间距愈小)的区域,场强愈大。
【例题】有一电场的等势面分布如图所示,一个质子进入
- 5J 的电势能,则它在 B 点处的电势能
为多少?这两点间的电势差为多少?
【答案】 EPB=6×10-6J UAB=-400V
二.电势:
电势能与电荷的比值。
电势差即电势之差。即
WAP U AP A P q 若选择电场中的 P点为电势参考点,即规定P点的电势
为零,则电场中任意一点 A 的电势,数值上等于把单位正 电荷从A点移动到P点电场力所做的功。 W AP A q 1. 单位: 伏特(V) 1 V = 1 J/C
电学电势与电势差知识点总结

电学电势与电势差知识点总结电学中,电势和电势差是重要的概念。
它们描述了电场中电荷的分布及其对其他电荷产生的影响。
本文将对电学电势和电势差的概念、计算方法、性质和应用进行总结。
一、电势的概念及计算方法1. 电势的概念电势是指单位正电荷在电场中所具有的势能。
它表示了在电场中将单位正电荷移动到某一位置时所做的功。
2. 电势的计算方法电势的计算方法主要有两种:点电荷电势和电势叠加原理。
- 点电荷电势:点电荷电势是指位于距离电荷r的点上的电势。
根据库仑定律,点电荷电势的计算公式为V=k*q/r,其中V表示电势,k 表示库仑常数,q表示电荷量,r表示距离。
- 电势叠加原理:在由多个电荷构成的电场中,电势是各个电荷电势的矢量和。
即,V=V1+V2+V3+...+Vn。
二、电势差的概念及计算方法1. 电势差的概念电势差是指电场中两点之间的电势差异。
它表示了单位正电荷从一个位置移动到另一个位置所做的功。
2. 电势差的计算方法电势差的计算方法可以通过路径积分或利用位置的关系来计算。
- 路径积分:电势差可以通过对电场力在从一个点到另一个点的路径上的积分来计算。
即,ΔV=∫E·dl,其中ΔV表示电势差,E表示电场强度,dl为路径上的微小位移。
- 利用位置关系:当电场是均匀的时候,电势差可以通过位置的关系计算。
即,ΔV=E*d,其中ΔV表示电势差,E表示电场强度,d表示两点之间的距离。
三、电势与电势差的性质1. 电势的性质- 电势是标量,没有方向性。
- 电势与路径无关,只与起点和终点的位置有关。
- 在电场中,电势值随着距离电荷增加而减小。
2. 电势差的性质- 电势差是标量,没有方向性。
- 电势差与路径有关,不同路径上的电势差可以不同。
- 在电场中,沿着电场线方向,电势值逐渐减小;相反方向则逐渐增大。
四、电势与电势差的应用1. 电势的应用- 根据电势的概念和计算方法,可以用来计算电场中的电势分布,进而分析电场中带电粒子的运动状态。
电势差 电势课件

ppt演示技巧和注意 事项
在演示ppt时,可以运用一些技 巧来提升效果,例如使用动画 和图表等。同时还要注意语速 和与观众的互动。
电势差ppt演示实例 分析
通过分析电势差的ppt演示实例, 可以了解如何设计一个生动有 趣的演示,并激发听众的兴趣 和思考。
电势差的实验测定
1
稳恒电流法
2
稳恒电流法也是一种测定电势差的实验 方法,通过测量电阻两端的电压差来计
算电势差。
菲涅尔-比奥特定律
菲涅尔-比奥特定律是一种测定电势差的 实验方法,通过测量电流强度和电阻的 关系来计算电势差。
电势ppt课件设计
ppt课件的结构与设 计要素
设计ppt课件时要注意整体结构 的合理性和内容表达的清晰性。 同时还要注意使用合适的配色 和排版。
电势差的应用
电势差与电荷运动的 关系
电势差可以决定电荷在电场中 的运动方向和速度。正电荷沿 着电势降低的方向运动,负电 荷沿着电势升高的方向运动。
电势差与电场力的关 系
电场力等于电势差的负梯度乘 以电荷的大小。电势差越大, 电场力越强。
电势差与电势能的关 系
电势能是电荷在电场中由于位 置改变而具有的能量。电势差 越大,电势能越高。
电势差 电势ppt课件
本课件介绍了电势差和电势的概念、计算方法以及其应用。还包括了电势差 的实验测定方法和设计ppt课件的技巧和要素。
电场及电势
电场的概念和性质
电场是指周围空间中存在电荷所产生的物理场。 它具有方向和大小,可以对电荷施加力。
电势的定义和计算方法
电势是单位正电荷所具有的势能。电势的计算 方差
1 定义
电势差是指电场中两点之 间单位正电荷从一个点移 动到另一个点所做的功。 它代表了电场中电荷运动 的方向及大小。
电势与电势差

电势与电势差电势与电势差是电学领域中的重要概念,用于描述电场中的电荷或电路中的电压分布情况。
理解电势与电势差的概念对于解决电磁学问题和应用电学原理具有重要意义。
一、电势电势是描述电场中某一点电荷所具有的性质,它用来衡量电荷带来的静电能量变化。
单位为伏特(V)。
根据电势的定义,电势是单位正电荷在某一点上所具有的电势能。
二、电势差电势差是指两个点之间的电势差异,也可以理解为单位正电荷从一个点移到另一个点时所做的功。
单位为伏特。
电势差可以用来描述电场中的电压变化情况。
根据电势差的定义,电势差等于负电荷在电场中做功与电荷量之比。
三、电势与电势差的计算1. 对于均匀电场中距离为d的两点,电势差可用以下公式计算:ΔV = Ed其中,ΔV为电势差,E为电场强度。
2. 对于离散点电荷形成的电场中,电势差可用以下公式计算:ΔV = k(q/r1 - q/r2)其中,ΔV为电势差,k为库仑常量,q为电荷量,r1和r2分别为两点到电荷的距离。
3. 对于连续分布电荷形成的电场中,电势差可用以下公式计算:ΔV = ∫(k dq/r)其中,ΔV为电势差,k为库仑常量,dq为电荷元素,r为电荷元素到观察点的距离,对整个电荷分布求积分。
四、电势差的应用1. 电压:电势差可用来描述电路中电压的分布情况。
在电路中,电势差可以引发电子的移动形成电流。
2. 静电能:通过电势差,可以计算出电荷间的静电能。
根据电势差的定义,电场中的电荷沿着电势差的方向移动时,会获得或释放电势能。
3. 势能差:电势差也可以用来计算物体在电场中的势能差。
根据电势差的定义,势能差等于物体的电荷与电势差之积。
五、电势与电势差的关系电势差就是电势的差异,是电势分布在空间上的变化。
电势差与电场强度有密切关系,通过电场强度可以计算出电势差。
六、总结电势与电势差是电学中重要的概念,用来描述电场中电荷间的相互作用和电路中电压的分布情况。
电势是单位正电荷所具有的电势能,而电势差则描述两点之间的电势差异。
电势差与电势的关系

电势差与电势的关系电势差和电势是电学中两个重要的概念,它们在电路分析和电场研究中都扮演着重要的角色。
本文将从电势差和电势的定义、性质和关系等方面进行阐述,并探讨电势差和电势在实际应用中的意义。
一、电势差和电势的定义电势差是指两个位置之间的电势差异,也就是电势能的差值。
电势是指某个位置的电势能,是用来描述电场强度的物理量。
电势的单位是伏特(V),电势差的单位也是伏特(V)。
二、电势差和电势的性质1. 电势差和电势都是标量,没有方向之分。
2. 电势差和电势都是由电场引起的,它们的大小和电场强度有关。
3. 电势差和电势都是相对值,需要以某一点为基准点进行计算。
4. 电势差和电势都是可叠加的,即多个电荷的电势差和电势可以相加。
5. 电势差和电势都是独立于电荷的路径,只与起点和终点有关。
三、电势差和电势的关系电势差和电势之间存在着一定的关系,可以通过以下公式进行描述:ΔV = V2 - V1其中,ΔV表示电势差,V1和V2分别表示两个位置的电势。
从公式可以看出,电势差是两个位置电势之间的差值。
当电势差为正值时,电场力会使正电荷从电势低的位置移动到电势高的位置;当电势差为负值时,电场力会使正电荷从电势高的位置移动到电势低的位置。
四、电势差和电势的应用电势差和电势在实际应用中有着广泛的应用,以下是几个典型的例子:1. 电路分析中的应用:在电路中,电势差可以用来计算电路中电荷的移动方向和大小,从而帮助我们分析电路的工作原理。
2. 电场研究中的应用:在电场中,电势可以用来描述电场强度的分布情况,电势差可以用来计算电场力的大小和方向。
3. 静电势能的计算:静电势能是指电荷在电场中具有的势能,可以通过电势差和电荷电量的乘积来计算。
4. 电势差和电势的测量:通过电势差和电势的测量,可以了解电场强度的大小和方向,以及电荷的分布情况等。
总之,电势差和电势是电学中非常重要的概念,它们在电路分析和电场研究中有着广泛的应用。
通过对电势差和电势的定义、性质和关系的探讨,我们可以更好地理解电学中的基本概念,进一步提高我们的电学知识水平。
- 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)。
【本讲教育信息】一. 教学内容:电势和电势差问题分析二. 学习目标:1、深刻理解电势和电势差及电势能概念的理解。
2、掌握电场中比较某两点电势能大小电势大小的判断方法。
3、掌握带电体的运动和能量观点相结合问题的分析方法和思路。
高考考点地位:本部分知识点是学习本章内容的难点,在高考当中占据有重要的位置,出题的形式非常灵活,既可以通过选择题的形式,也可以以综合题的形式考查,如2006年四川理综卷的第20题,2006年江苏卷上海卷、2005年上海卷等。
题目难度中等偏上的较多,是在高考答题中区分度较大的一类题型,因此,在高考中答好这部分知识点的题目,对于学生高考成功将起到非常关键的作用,应引起学生的高度重视。
三. 重难点解析:1. 电场力做功的特点在电场中移动电荷,电场力做功,电场力做功具有以下一些特点:(1)电场力做功只跟电荷在电场中的初末位置有关,跟移动电荷的路径无关;(2)电场力对电荷做正功,电荷在电场中的电势能减小,电场力对电荷做负功,电荷在电场中的电势能增大,电势能的改变量等于电场力做功的多少。
2. 电势差定义:电荷在电场中由一点A移动到另一点B时,电场力所做的功与电荷电量q的比值,叫做A、B两点间的电势差,用表示A、B间的电势差。
即。
说明:(1)定义式中,为q从初位置A移到末位置B电场力做的功,可为正值,也可为负值,q为电荷所带电量,正电荷取正值,负电荷取负值。
(2)电场中两点的电势差,由这两点本身的初、末位置决定。
与在这两点间移动电荷的电量、电场力做功的大小无关。
在确定的电场中,即使不放入电荷,任何两点间的电势差都有确定的值,不能认为成正比,与q成反比。
只是可以利用、q来测量A、B两点电势差。
(3)公式适用于任何电场。
①由比值定义式可以看出,在数值上等于单位正电荷由A移到B点时电场力所做的功。
若电场对单位正电荷做正功,为正值;若电场对单位正电荷做负功,则为负值。
②讲到电势差时,必须明确所指的是哪两点(两位置)的电势差。
A、B间的电势差记为,B、A间的电势差记为,一电荷q在电场中由A到B做的功与从B到A做的功存在关系:,所以。
电势差有正负,通过后面的学习,同学们将知道,电势差的正负仅表示电场中两点电势的高低,如,说明A点的电势比B点的电势高6V。
3. 电势在电场中选一个参考点O(零电势点),电场中某点A跟参考点间的电势差,就叫该点的电势,即。
而得即电场中某点的电势在数值上等于单位正电荷由该点移动到零电势点时,电场力所做的功。
说明:(1)电势的相对性。
电势是相对的,根据公式,只有先确定了某点的电势为零以后,才能确定电场中其他点的电势。
电场中某点的电势跟零电势位置的选择有关。
在理论确定中,对不是无限大的带电体产生的电场,选择无限远处为零电势;在处理实际问题中,又常取大地为零电势,对于给定的电场,电场中一点只能对应着一个电势。
(2)电势的固有性。
电势是表示电场能量属性的一个物理量,电场中某点处的大小是由电场本身的条件决定的,与在该点处是否放着电荷、电荷的电性、电荷量均无关,这和许多用比值定义的物理量相同,如前面学过的电场强度,电势差。
(3)电势是标量。
电势是只有大小、没有方向的物理量,在规定了零电势后,电场中各点的电势可以是正值,也可以是负值,正值表示该点电势高于零电势;负值表示该点电势低于零电势。
显然,电势的符号只表示大小,不表示方向。
当规定无限远处的零电势点后,正电荷产生的电场中各点的电势为正值,负电荷产生的电场中各点的电势为负值。
且越靠近正电荷的地方电势越高,越靠近负电荷的地方电势越低。
(4)电势与电势差的关系电场中各点的电势虽是由电场本身确定,但它的数值大小又与零电势点的选择有关,是相对量;两点间的电势差是由电场中两点的位置决定的,两点电势差的数值是固定不变的,它不随零电势点的不同而改变。
4. 电势能(1)电势能定义:电荷在电场中由于受电场作用而具有由位置决定的能叫电势能。
(2)电场力做的功与电势能的变化。
电场力对电荷做了功,电势能就发生变化。
电场力对电荷做了多少功,就有多少电势能转化为其他形式的能,电荷克服电场力做了多少功,就有多少其他形式的能转化为电势能,也就是说,电场力做的功是电势能转化为其他形式的能的量度。
电荷在电场中A点具有的电势能为,在B点具有的电势能为,电荷从A到B电场力做的功就等于电势能的减少量,即:。
(3)电势能的大小和计算重力势能一样,必须取参考点,也就是说,电势能的数值是相对于参考位置来说的。
所谓参考位置,就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。
设电荷在电场中某点P的电势能为,移到参考点O电场力做功为,则:。
规定O为参考点时,就有所以上式告诉我们,电荷在电场中某点的电势能的大小等于把电荷从该点移到电势能为零的点电场力所做的功。
(4)重力势能和电势能的比较重力势能电势能①重力做功与路径无关,只与始末位置有关,引出了重力势能①电场力做功与路径无关,只与始末位置有关,引出了电势能②重力做功是重力势能转化为其他形式的能的量度②电场力做功是电势能转化为其他形式的能的量度③③④重力势能的数值具有相对性,可以是正值,也可以是负值④电势能的数值具有相对性,可以是正值,也可以是负值5. 比较电荷在电场中某两点电势能大小的方法(1)场源电荷判断法。
离场源正电荷越近,试验正电荷的电势能越大,试验负电荷的电势能越小。
离场源负电荷越近,试验正电荷的电势能越小,试验负电荷的电势能越大。
(2)电场线法。
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。
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。
(3)做功判断法。
无论正、负电荷,电场力做正功,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。
6. 电场中电势高低的判断和计算方法(1)根据电场线方向判断。
因沿电场线方向各点电势总是越来越低,而逆着电场线方向电势总是逐渐升高。
(2)根据等势面的分布和数值,都画在同一图上,直接从图上判定电势高低。
(3)根据电场力做功公式判定。
当已知q和时,由公式,即判定。
7. 电势能与电势的关系(1)电势是反映电场电势能的性质的物理量。
还可以从能的角度定义电势:电场中某点的电荷具有的电势能跟它的电荷量的比值,叫做该点的电势,即,或者,某点的电势与该点是否有电荷无关。
(2)正电荷在电势为正值的地方电势能为正值,在电势为负值的地方电势能为负值;负电荷在电势为正的地方电势能为负值,在电势为负的地方电势能为正值。
(3)电势是由电场决定,电势能是由电场和电荷共同决定的。
它们都是标量、相对量。
当零势点确定以后,各点电势有确定的值。
由于存在两种电荷,则在某一点不同种电荷的电势能有的为正值,也有的为负值。
(4)在实际问题中,我们主要关心的是电场中的两点间的电势差和在这两点间移动电荷时电荷电势能的改变量,和都与零电势点的选择无关。
有关系式:。
8. 电势与场强的比较(1)场强是反映电场力的性质,电势是反映电场能的性质,它们都是由比值定义的物理量,因而它们都是由电场本身确定的,与该点放不放电荷无关。
(2)电场强度是矢量,电场确定后,各点的场强大小和方向都唯一地确定了。
(即各点场强大小有确定的值)电势是标量,是相对量。
电场确定后,各点电势的数值还可随零电势点的不同而改变。
(3)电场线都能描述它们,但又有所不同:电场线的密度表示场强的大小,电场线上各点的切线方向表示场强的方向。
沿电场线的方向,电势越来越低,但不能表示电势的数值。
【典型例题】要求重点讲解的部分,重难点和学习方法就在此处体现。
我们要求最好能够一题多变,即一道母题,带几道子题的形式。
让学生能够全面透彻地掌握此类问题。
问题1:突出对于电势和电势差定义式的理解和考查:例1. 将一个电量为的点电荷,从零电势点S移到M点要反抗电场力做功,则M点电势__________________,若将该电荷从M点移到N点,电场力做功,则N点电势_____________,MN两点间的电势差_____________。
解析:本题可以根据电势差和电势的定义式解决,一般有下列三种解法:解法一:严格按各量的数值正负代入公式求解。
由得:而所以由得:而所以解法二:不考虑各量的正负,只是把各量数值代入公式求解,然后再用其他方法判断出要求量的正负。
由得因为电场力做负功,所以负电荷q受的电场力方向与移动方向大致相反,则场强方向与移动方向大致相同,故。
而,故。
同理可知:,解法三:整体法:求N点电势时把电荷从S点移到M点再移到N 点,看成一个全过程,在这个过程中,由S到N电场力做的总功等于各段分过程中电场力做功的代数和。
即:。
由得:而所以的求法略变式1:(2006年四川理综卷第20题)例2. 带电粒子M只在电场力作用下由P点运动到Q点,在此过程中克服电场力做了J的功。
那么()A. M在P点的电势能一定小于它在Q点的电势能B. P点的场强一定小于Q点的场强C. P点的电势一定高于Q点的电势D. M在P点的动能一定大于它在Q点的动能(2006·四川理综)解析:带电粒子M只受电场力作用下从P点到Q点,克服电场力做功,其电势能增加,动能减小,故A、D正确;场强的大小与电场力做功正、负无关,故选项B错;在选项C中,由于带电粒子的电性未知,故无法确定P点与Q点电势的高低,C错。
答案:A、D变式2例3. 如图所示是一匀强电场,已知场强。
现让一个电量的电荷沿电场方向从M点移到N点,MN间的距离。
试求:(1)电荷从M点移到N点电势能的变化。
(2)M,N两点间的电势差。
解析:(1)由图可知,负电荷在该电场中所受电场力F方向向左。
因此从M点移到N点,电荷克服电场力做功,电势能增加,增加的电势能△E等于电荷克服电场力做的功W。
电荷克服电场力做功为:即电荷从M点移到N点电势能增加了(2)从M点到N点电场力对电荷做负功为则M、N两点间的电势差为:即M、N两点间的电势差为60V。
问题2、比较电荷在电场中电势能的大小及电势高低:例4. 如图所示,电子在一条电场线上从a点运动到b点,电势能增加,试判定a、b两点电势高低。
解析:解法一:利用电场线的方向来判断由于电势能增加,电场力一定做负功,即电场力方向和电荷运动方向相反,从b指向a。
而负电荷受电场力的方向和场强方向相反,场强方向应是由a指向b,因此电场线的方向是从a指向b。
顺着电场线的方向电势越来越低,a点电势比b点电势高。
解法二:利用电场力做功公式来判断。
由于电势能增加,电场力一定做负功,即为负值,而q是负电荷,即q为负值。
由得知故解法三:利用电势能判断。