電勢(shì)能電勢(shì)與電勢(shì)差課件

1、4 4 電勢(shì)能電勢(shì)能 電勢(shì)和電勢(shì)差電勢(shì)和電勢(shì)差1電勢(shì)能電勢(shì)與電勢(shì)差 1 1、重力勢(shì)能：、重力勢(shì)能：2 2、重力做功的特點(diǎn)：、重力做功的特點(diǎn)：(1)(1)與路徑無(wú)關(guān)與路徑無(wú)關(guān), ,由初末位置的高度差來(lái)決定由初末位置的高度差來(lái)決定. .3 3、重力做功、重力做功w wg g與重力勢(shì)能變化的關(guān)系與重力勢(shì)能變化的關(guān)系12gpppweee3 3、重力勢(shì)能大小的確定：、重力勢(shì)能大小的確定：功是能量轉(zhuǎn)功是能量轉(zhuǎn)化的量度化的量度重力做重力做正功正功，重力勢(shì)能，重力勢(shì)能減少減少重力做重力做負(fù)功負(fù)功，重力勢(shì)能，重力勢(shì)能增加增加復(fù)習(xí)：復(fù)習(xí)： 物體由于受到重力所具有的能量。物體由于受到重力所具有的能量。重力勢(shì)能是相對(duì)

2、的重力勢(shì)能是相對(duì)的, ,須選定零勢(shì)能參考面須選定零勢(shì)能參考面4 4、高度與高度差的區(qū)別：、高度與高度差的區(qū)別：2電勢(shì)能電勢(shì)與電勢(shì)差一、電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)一、電場(chǎng)力做功的特點(diǎn) 在勻強(qiáng)電場(chǎng)中移動(dòng)電荷時(shí)，電場(chǎng)力做的功在勻強(qiáng)電場(chǎng)中移動(dòng)電荷時(shí)，電場(chǎng)力做的功與電荷經(jīng)過(guò)的路徑無(wú)關(guān)與電荷經(jīng)過(guò)的路徑無(wú)關(guān), ,只與電荷的起始位置只與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)。和終止位置有關(guān)。對(duì)于非勻強(qiáng)電場(chǎng)也適用對(duì)于非勻強(qiáng)電場(chǎng)也適用b+mafq q+ wab = f|ab|cos=qe|am| 把正電荷沿不把正電荷沿不同路徑從同路徑從a a點(diǎn)移點(diǎn)移到到b b電場(chǎng)力做功？電場(chǎng)力做功？做功的過(guò)程是一個(gè)做功的過(guò)程是一個(gè)能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，能

3、量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，那么電場(chǎng)力做功的那么電場(chǎng)力做功的過(guò)程是什么能轉(zhuǎn)化過(guò)程是什么能轉(zhuǎn)化為什么能呢？為什么能呢？3電勢(shì)能電勢(shì)與電勢(shì)差二、電勢(shì)能二、電勢(shì)能 電荷在電荷在電場(chǎng)中具有勢(shì)能。這種勢(shì)能電場(chǎng)中具有勢(shì)能。這種勢(shì)能叫做靜電勢(shì)能，簡(jiǎn)稱叫做靜電勢(shì)能，簡(jiǎn)稱電勢(shì)能電勢(shì)能。1 1、電勢(shì)能是標(biāo)量，單位：、電勢(shì)能是標(biāo)量，單位：j j4電勢(shì)能電勢(shì)與電勢(shì)差 正電荷從正電荷從a a點(diǎn)移到點(diǎn)移到b b點(diǎn)時(shí)點(diǎn)時(shí), ,電場(chǎng)力做正功電場(chǎng)力做正功, ,電荷電荷的電勢(shì)能減少的電勢(shì)能減少. . 正電荷從正電荷從b b點(diǎn)移到點(diǎn)移到a a點(diǎn)時(shí)點(diǎn)時(shí), , 電場(chǎng)力做負(fù)功電場(chǎng)力做負(fù)功, ,即電即電荷克服靜電力做功荷克服靜電力做功, ,電荷電荷的電

4、勢(shì)能增加的電勢(shì)能增加. .abe+vabe+v如果是負(fù)電荷情況相同如果是負(fù)電荷情況相同2 2、電場(chǎng)力做功與電荷的電勢(shì)能變化關(guān)系：、電場(chǎng)力做功與電荷的電勢(shì)能變化關(guān)系：電場(chǎng)力做的功等于電勢(shì)能變化量的負(fù)值電場(chǎng)力做的功等于電勢(shì)能變化量的負(fù)值ppbpaabeeew5電勢(shì)能電勢(shì)與電勢(shì)差 例例1. 1. 如圖如圖, ,在場(chǎng)強(qiáng)在場(chǎng)強(qiáng) 的勻強(qiáng)電場(chǎng)中的勻強(qiáng)電場(chǎng)中, ,點(diǎn)電點(diǎn)電荷荷q=+1cq=+1c從從a a移動(dòng)到移動(dòng)到b,abb,ab相距相距l(xiāng)=1m,l=1m,電場(chǎng)力做電場(chǎng)力做功為多少功為多少? ?電勢(shì)能如何變化電勢(shì)能如何變化? ?cne310電荷在電荷在b b點(diǎn)具有的電勢(shì)能多大？點(diǎn)具有的電勢(shì)能多大？電勢(shì)能減少

5、電勢(shì)能減少jwab310eqfab設(shè)設(shè)a a點(diǎn)的電勢(shì)能點(diǎn)的電勢(shì)能0paewab = epaepb =103jjjweeabpapb3310100電勢(shì)能為負(fù)表示電勢(shì)能為負(fù)表示的物理意義是什的物理意義是什么？么？+6電勢(shì)能電勢(shì)與電勢(shì)差 通常把電荷在離場(chǎng)源電荷通常把電荷在離場(chǎng)源電荷無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)能無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)能規(guī)定為零，或把電荷在大地表面上電勢(shì)能規(guī)定為規(guī)定為零，或把電荷在大地表面上電勢(shì)能規(guī)定為零零。 電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能，等于電場(chǎng)力把它從該電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能，等于電場(chǎng)力把它從該處移動(dòng)到零勢(shì)能位置所做的功。處移動(dòng)到零勢(shì)能位置所做的功。4 4、電勢(shì)能是相對(duì)的，與零電勢(shì)能面的選取有關(guān)電勢(shì)能是相對(duì)的，與零電

6、勢(shì)能面的選取有關(guān)注:3 3. .電勢(shì)能的正負(fù)表示電勢(shì)能的大小，電勢(shì)能為負(fù)表電勢(shì)能的正負(fù)表示電勢(shì)能的大小，電勢(shì)能為負(fù)表示電荷在該處的電勢(shì)能比零還要小示電荷在該處的電勢(shì)能比零還要小. .5 5. .電勢(shì)能是電荷和電場(chǎng)所共有的，具有系統(tǒng)性電勢(shì)能是電荷和電場(chǎng)所共有的，具有系統(tǒng)性7電勢(shì)能電勢(shì)與電勢(shì)差重力勢(shì)能和電勢(shì)能類比重力勢(shì)能和電勢(shì)能類比 重力場(chǎng)中，重力：地球和重力場(chǎng)中，重力：地球和物體之間存在的吸引力物體之間存在的吸引力電場(chǎng)中，電場(chǎng)力：電荷之電場(chǎng)中，電場(chǎng)力：電荷之間的作用力間的作用力有重力就有重力勢(shì)能有重力就有重力勢(shì)能ep= mgh有電場(chǎng)力就有相應(yīng)的能，有電場(chǎng)力就有相應(yīng)的能，叫電勢(shì)能叫電勢(shì)能epep由

7、物體和地面間的相對(duì)由物體和地面間的相對(duì)位置決定位置決定ep由電荷間的相對(duì)位置決定由電荷間的相對(duì)位置決定電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能就減少電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能就減少電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能就增加電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能就增加電場(chǎng)力作功，電勢(shì)能改變電場(chǎng)力作功，電勢(shì)能改變重力做功，重力勢(shì)能改變重力做功，重力勢(shì)能改變重力做正功，重力勢(shì)能就減少重力做正功，重力勢(shì)能就減少重力做負(fù)功，重力勢(shì)能就增加重力做負(fù)功，重力勢(shì)能就增加ww重重 = e= ep1p1-e-ep2p2ww電電 = e= epapa-e-epbpb8電勢(shì)能電勢(shì)與電勢(shì)差1、下列說(shuō)法中，正確的是：、下列說(shuō)法中，正確的是：a、把兩個(gè)同種點(diǎn)電荷間的距離增大一些，電

8、荷的電、把兩個(gè)同種點(diǎn)電荷間的距離增大一些，電荷的電勢(shì)能一定增加勢(shì)能一定增加b、把兩個(gè)同種點(diǎn)電荷間的距離減小一些，電荷的電、把兩個(gè)同種點(diǎn)電荷間的距離減小一些，電荷的電勢(shì)能一定增加勢(shì)能一定增加c、把兩個(gè)異種點(diǎn)電荷間的距離增大一些，電荷的電、把兩個(gè)異種點(diǎn)電荷間的距離增大一些，電荷的電勢(shì)能一定增加勢(shì)能一定增加d、把兩個(gè)異種點(diǎn)電荷間的距離減小一些，電荷的電、把兩個(gè)異種點(diǎn)電荷間的距離減小一些，電荷的電勢(shì)能一定增加勢(shì)能一定增加bc課堂訓(xùn)練：課堂訓(xùn)練：9電勢(shì)能電勢(shì)與電勢(shì)差3 3、將帶電量為、將帶電量為6 61010-6-6c c的負(fù)電荷從電場(chǎng)中的的負(fù)電荷從電場(chǎng)中的a a點(diǎn)移點(diǎn)移到到b b點(diǎn)，克服電場(chǎng)力做了點(diǎn)，

9、克服電場(chǎng)力做了3 31010-5-5j j的功，再?gòu)牡墓?，再?gòu)腷 b移移到到c c，電場(chǎng)力做了，電場(chǎng)力做了1.21.21010-5-5j j的功，則的功，則（1 1）電荷從）電荷從a a移到移到b b，再?gòu)?，再?gòu)腷 b移到移到c c的過(guò)程中電勢(shì)能的過(guò)程中電勢(shì)能共改變了多少？共改變了多少？（2 2）如果規(guī)定）如果規(guī)定a a點(diǎn)的電勢(shì)能為零，則該電荷在點(diǎn)的電勢(shì)能為零，則該電荷在b b點(diǎn)點(diǎn)和和c c點(diǎn)的電勢(shì)能分別為多少？點(diǎn)的電勢(shì)能分別為多少？（3 3）如果規(guī)定）如果規(guī)定b b點(diǎn)的電勢(shì)能為零，則該電荷在點(diǎn)的電勢(shì)能為零，則該電荷在a a點(diǎn)點(diǎn)和和c c點(diǎn)的電勢(shì)能分別為多少？點(diǎn)的電勢(shì)能分別為多少？增加了增加了

10、1.81.81010-5-5j j. e epcpc=1.8=1.81010-5-5 j j e epcpc=-1.2=-1.21010-5-5 j je epbpb=3=31010-5-5 j j e epapa= -3= -31010-5-5 j j10電勢(shì)能電勢(shì)與電勢(shì)差a0le+ +cos0qelwacosqelepacoselqepa 該比值是一個(gè)與該比值是一個(gè)與q q無(wú)關(guān)，僅與電場(chǎng)無(wú)關(guān)，僅與電場(chǎng)及及a a點(diǎn)的位置有關(guān)的量。點(diǎn)的位置有關(guān)的量。三、電勢(shì)三、電勢(shì)設(shè)ep0 =0該比值稱為該比值稱為a a點(diǎn)的點(diǎn)的電勢(shì)電勢(shì)零勢(shì)能零勢(shì)能參考點(diǎn)參考點(diǎn)11電勢(shì)能電勢(shì)與電勢(shì)差電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與

11、電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量的比值叫做電勢(shì)它的電荷量的比值叫做電勢(shì)qep1 v = 1 j/c1. 1. 定義定義: :2. 2. 公式公式: :3. 3. 單位單位: : 伏特伏特(v)(v) ( (計(jì)算時(shí)要計(jì)算時(shí)要代入正負(fù)號(hào)代入正負(fù)號(hào)) )4. 標(biāo)量標(biāo)量 ( (有正負(fù)，正負(fù)表示大小有正負(fù)，正負(fù)表示大小) )5. 5. 電勢(shì)具有電勢(shì)具有相對(duì)性相對(duì)性：確定電勢(shì)確定電勢(shì), ,應(yīng)先規(guī)定電應(yīng)先規(guī)定電場(chǎng)中某處的電勢(shì)為零場(chǎng)中某處的電勢(shì)為零.( .(通常規(guī)定離場(chǎng)源電荷通常規(guī)定離場(chǎng)源電荷無(wú)限遠(yuǎn)處無(wú)限遠(yuǎn)處或或大地大地的電勢(shì)為零的電勢(shì)為零.) .)6.沿著電場(chǎng)線的方向，電勢(shì)越來(lái)越低沿著電場(chǎng)線的方向，電

12、勢(shì)越來(lái)越低12電勢(shì)能電勢(shì)與電勢(shì)差 例例1. 1. 試探電荷試探電荷q q1 1放在電場(chǎng)中的放在電場(chǎng)中的a a點(diǎn)點(diǎn), ,電電勢(shì)能為勢(shì)能為e ep p( (規(guī)定無(wú)限遠(yuǎn)處電勢(shì)能為零規(guī)定無(wú)限遠(yuǎn)處電勢(shì)能為零),a),a點(diǎn)的電勢(shì)為點(diǎn)的電勢(shì)為_,_,若把試探電若把試探電荷荷q q1 1換成試探電荷換成試探電荷q q2 2放在電場(chǎng)中的放在電場(chǎng)中的a a點(diǎn)點(diǎn),a,a點(diǎn)的電勢(shì)為點(diǎn)的電勢(shì)為_ (_ (仍規(guī)定無(wú)仍規(guī)定無(wú)限遠(yuǎn)處電勢(shì)能為零限遠(yuǎn)處電勢(shì)能為零). ).1peq1peq13電勢(shì)能電勢(shì)與電勢(shì)差 例例2. 2. 將一電量為將一電量為 的正點(diǎn)電荷從電的正點(diǎn)電荷從電場(chǎng)外一點(diǎn)場(chǎng)外一點(diǎn)oo移至電場(chǎng)中某點(diǎn)移至電場(chǎng)中某點(diǎn)a,

13、a, 電場(chǎng)力做功電場(chǎng)力做功- -4 41010-5-5j, j,求求a a點(diǎn)的電勢(shì)點(diǎn)的電勢(shì). .cq6102解解: : 場(chǎng)外一點(diǎn)場(chǎng)外一點(diǎn)p p的電勢(shì)為的電勢(shì)為0ojwepa5104vvqepaa2010210465從從oo a, a,電場(chǎng)力做的功電場(chǎng)力做的功 paew 注意注意: :計(jì)算電勢(shì)首先要規(guī)定計(jì)算電勢(shì)首先要規(guī)定零電勢(shì)處零電勢(shì)處, ,且電且電勢(shì)可以為勢(shì)可以為負(fù)負(fù). .14電勢(shì)能電勢(shì)與電勢(shì)差電勢(shì)和電場(chǎng)強(qiáng)度電勢(shì)和電場(chǎng)強(qiáng)度電勢(shì)電勢(shì)電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度意義意義描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)描述電場(chǎng)的力的性質(zhì)描述電場(chǎng)的力的性質(zhì)定義定義矢量矢量/ /標(biāo)量標(biāo)量標(biāo)量，單位：標(biāo)量，單位：v v矢量，單位

14、：矢量，單位：v/mv/m大小關(guān)系大小關(guān)系兩者的大小沒(méi)有必然聯(lián)系，電勢(shì)為兩者的大小沒(méi)有必然聯(lián)系，電勢(shì)為0 0，電場(chǎng)強(qiáng)度不，電場(chǎng)強(qiáng)度不一定為一定為0 0 ；電場(chǎng)強(qiáng)度為；電場(chǎng)強(qiáng)度為0 0 ，電勢(shì)不一定為，電勢(shì)不一定為0 0；電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，沿著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)降低；沿著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)降低；qepfeq15電勢(shì)能電勢(shì)與電勢(shì)差電荷電荷q q在電場(chǎng)中由一點(diǎn)移動(dòng)到在電場(chǎng)中由一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力所做的功另一點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力所做的功abab與電荷與電荷電量電量q q的比值的比值abab/ q/ q，叫做，兩點(diǎn)間，叫做，兩點(diǎn)間的電勢(shì)差。用的電勢(shì)差。用 表示。表

15、示。u uababababwuqab16電勢(shì)能電勢(shì)與電勢(shì)差伏特（）伏特（）17電勢(shì)能電勢(shì)與電勢(shì)差qwuabab 式中式中ab 、ab 、 q q都有正負(fù)，計(jì)算時(shí)都都有正負(fù)，計(jì)算時(shí)都要注意各量的正負(fù)。要注意各量的正負(fù)。18電勢(shì)能電勢(shì)與電勢(shì)差apaappwqu paaqw babbaauu 19電勢(shì)能電勢(shì)與電勢(shì)差 一、一、uab=二、二、 w wabab=qu=quabab四、四、a a=u=uao ao = w= waoao/q/q三、三、u uabab=a a- - b b u uabab= - u= - uabab（將（將w wabab和和q q正、負(fù)號(hào)一同代入）正、負(fù)號(hào)一同代入）（兩種處理

16、方法）（兩種處理方法）1 1、將、將u uabab和和q q正、負(fù)號(hào)一同代入；正、負(fù)號(hào)一同代入；2 2、將、將u uabab和和q q的絕對(duì)值代入，根據(jù)力和位移的絕對(duì)值代入，根據(jù)力和位移 （或運(yùn)動(dòng)）方向來(lái)判斷功的正、負(fù)。（或運(yùn)動(dòng)）方向來(lái)判斷功的正、負(fù)。一般取絕對(duì)值一般取絕對(duì)值相對(duì)于零電勢(shì)點(diǎn)的電勢(shì)差相對(duì)于零電勢(shì)點(diǎn)的電勢(shì)差w wababq20電勢(shì)能電勢(shì)與電勢(shì)差 等等高線高線把地面上海拔高度相同的點(diǎn)連成的閉合曲線，并垂直投影到一個(gè)水平面上，并按比例縮繪在圖紙上，就得到等高線。在地理中怎樣用平面地圖展示山體的坡度變化？在地理中怎樣用平面地圖展示山體的坡度變化？21電勢(shì)能電勢(shì)與電勢(shì)差電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)

17、成的曲電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的曲面叫做面叫做等勢(shì)面等勢(shì)面。 為了使等勢(shì)面能夠反映電場(chǎng)的為了使等勢(shì)面能夠反映電場(chǎng)的強(qiáng)弱，通常使相鄰等勢(shì)面之間的電強(qiáng)弱，通常使相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等。勢(shì)差相等。1.沿著等勢(shì)面移動(dòng)電荷時(shí)，電場(chǎng)力所作的功為零。沿著等勢(shì)面移動(dòng)電荷時(shí)，電場(chǎng)力所作的功為零。2.在任何靜電場(chǎng)中電場(chǎng)線與等勢(shì)面是互相正交的。在任何靜電場(chǎng)中電場(chǎng)線與等勢(shì)面是互相正交的。3.等勢(shì)面愈密等勢(shì)面愈密(即間距愈小即間距愈小)的區(qū)域，場(chǎng)強(qiáng)愈大。的區(qū)域，場(chǎng)強(qiáng)愈大。 22電勢(shì)能電勢(shì)與電勢(shì)差23電勢(shì)能電勢(shì)與電勢(shì)差24電勢(shì)能電勢(shì)與電勢(shì)差25電勢(shì)能電勢(shì)與電勢(shì)差如圖所示，虛線如圖所示，虛線a、b和和c是某靜電場(chǎng)中的三個(gè)

18、等勢(shì)面，它們的電是某靜電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，它們的電勢(shì)分別為勢(shì)分別為 、 和和 ，一帶正電粒子射入電場(chǎng)中，其運(yùn)動(dòng)軌跡，一帶正電粒子射入電場(chǎng)中，其運(yùn)動(dòng)軌跡如實(shí)線如實(shí)線klmn所示。由圖可知：所示。由圖可知：a、粒子從、粒子從k到到l的過(guò)程中，電場(chǎng)力做負(fù)功的過(guò)程中，電場(chǎng)力做負(fù)功b、粒子從、粒子從l到到m的過(guò)程中，電場(chǎng)力做負(fù)功的過(guò)程中，電場(chǎng)力做負(fù)功c、粒子從、粒子從k到到l的過(guò)程中，電勢(shì)能增加的過(guò)程中，電勢(shì)能增加d、粒子從、粒子從l到到m的過(guò)程中，動(dòng)能減少的過(guò)程中，動(dòng)能減少abcacabcklmn26電勢(shì)能電勢(shì)與電勢(shì)差如圖所示，三個(gè)等差等勢(shì)面上有如圖所示，三個(gè)等差等勢(shì)面上有a、b、c、d四點(diǎn)，若四點(diǎn)，若將一個(gè)正電荷由將一個(gè)正電荷由c經(jīng)經(jīng)a移動(dòng)到移動(dòng)到d電場(chǎng)力做正功電場(chǎng)力做正功w1，若由，若由c經(jīng)經(jīng)b移動(dòng)到移動(dòng)到d電場(chǎng)力做正功電場(chǎng)力做正功w2，則：，則：2121212121212121.，wwdwwcwwbwwa123cabdd27電勢(shì)能電勢(shì)與電勢(shì)差隨堂訓(xùn)練隨堂訓(xùn)練兩塊帶電的平行金屬板相距兩塊帶電的平行金屬板相距2cm，板間有一與板面垂直，板間有一與板面垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一電子從負(fù)極板自由釋放，經(jīng)的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一電子從負(fù)極板自由釋放，經(jīng)1.510-8s打打到對(duì)面極板上，求該