高中物理 2.3《研究電場的能的性質(zhì)》課件（1） 滬科版選修3-1

1、2.3 研究電場的能的性質(zhì)一、電勢差一、電勢差1.定義：定義：電荷q在電場中由一點A移動到另一點B時，電場力所做的功WAB與電荷量q的比值叫做A、B兩點間的電勢差，用UAB表示：qWABUAB qWABAB2.電勢差含義：（1）電勢差是反映電場特性的物理量，只與A、B兩點的位置有關(guān)，與是否存在電荷q和A、B間的路徑無關(guān)（2）電勢差的單位是伏特，簡稱伏，符號是V，1V1JC（3）電壓：電勢差的絕對值也叫電壓（4）電場力做功有正負(fù)之分，電場力做正功，WAB0；電場力做負(fù)功，WAB0；對負(fù)電荷取q0；利用計算時，要注意到WAB、q及UAB的正負(fù)UAB qWAB（5）電場力做功：電場力做功與重力做功類

2、似，電場力所做的功與移動電荷的移動路徑無關(guān) AB例1如圖所示，在同一條電場線上有A、B、C三點，三點的電勢分別是 A=5V， B=-2V， C=0.（1）將電荷量q=-610-6C的點電荷從A移到B，則電場做功多少？電勢能變化了多少？（2）若將該電荷從B移到C，電場力做功多少？ABC解析： （1）將點電荷從A移到B，電場力做功 ABABqUW)(BAq)2(51066J=-4.210-5J 由WAB=-(EpB-EpA)可知，電場力做了4.210-5J的負(fù)功，因此電勢能增加了4.210-5J ABC（2）將點電荷從B移到C，電場力做功 )(CBBCqW)2(100 . 66J=1.210-5J

3、 因為電場力做正功1.210-5J，所以電勢能減少了1.210-5J 問題問題1: 如圖所示勻強電場中如圖所示勻強電場中, 正電荷正電荷q在電場力作用下從在電場力作用下從A點沿點沿電場方向移動到電場方向移動到B點點, 已知勻強電已知勻強電場為場為E, A、B兩點之間的電勢差兩點之間的電勢差為為UAB. 距離為距離為d, 試分析電場力試分析電場力所做的功所做的功ABdE由功的公式得：由功的公式得：qEdFsW cos分析分析 由電場力做功與電勢能改變的關(guān)系有由電場力做功與電勢能改變的關(guān)系有:qUW ABdEEdU 在勻強電場中在勻強電場中, 沿場強方向的兩點間的電勢差等于沿場強方向的兩點間的電勢

4、差等于場強與這兩點間距離的乘積場強與這兩點間距離的乘積dUE上式改寫為上式改寫為二、電勢差與電場強度的關(guān)系二、電勢差與電場強度的關(guān)系 在勻強電場中在勻強電場中, 場強在數(shù)值上等于沿場強方向每場強在數(shù)值上等于沿場強方向每單位距離上的電勢差單位距離上的電勢差. 1. 公式適用于在勻強電場中計算和判斷公式適用于在勻強電場中計算和判斷, 也可在非勻強電場中作定性分析也可在非勻強電場中作定性分析.2. 公式中的距離公式中的距離d是沿場強方向的距離是沿場強方向的距離.庫庫牛牛米米庫庫米米牛牛米米庫庫焦焦米米伏伏/1111/1/1 3.dUE 問題問題2: 如圖所示如圖所示, 從從A等勢面到等勢面到B等勢面

5、的電勢降等勢面的電勢降落方向有多個落方向有多個, 其中降得最快的是哪條其中降得最快的是哪條? 它與場強的方它與場強的方向有什么關(guān)系向有什么關(guān)系?ABdECD 問題問題2: 如圖所示如圖所示, 從從A等勢面到等勢面到B等勢等勢面的電勢降落方向有多個面的電勢降落方向有多個, 其中降得最快其中降得最快的是哪條的是哪條? 它與場強的方向有什么關(guān)系它與場強的方向有什么關(guān)系?答案答案ABABdECD 問題問題2: 如圖所示如圖所示, 從從A等勢面到等勢面到B等勢等勢面的電勢降落方向有多個面的電勢降落方向有多個, 其中降得最快其中降得最快的是哪條的是哪條? 它與場強的方向有什么關(guān)系它與場強的方向有什么關(guān)系?

6、 電勢降落得最快的方向就是電場電勢降落得最快的方向就是電場強度的方向強度的方向ABdECD答案答案AB例例2. 對公式對公式E=UBA/d的理解的理解, 下列說法下列說法正確的是正確的是( ) A. 此公式適用于計算任何電場中此公式適用于計算任何電場中A、 B兩點間的電勢差兩點間的電勢差B. A、B兩點間的距離越大，則這兩兩點間的距離越大，則這兩 點間的電勢差越大點間的電勢差越大C. 公式中的公式中的d是指是指A、B兩點間的距離兩點間的距離D. 公式中的公式中的d是指勻強電場中是指勻強電場中A、B兩兩 個等勢面間的距離個等勢面間的距離D例例3 下列關(guān)于勻強電場中的場強和電勢差的下列關(guān)于勻強電場

7、中的場強和電勢差的 關(guān)系關(guān)系, 說法正確的是說法正確的是( )A. 任意兩點間的電勢差任意兩點間的電勢差, 等于場強和這兩等于場強和這兩 點間距離的乘積點間距離的乘積B. 電勢減小的方向必是場強的方向電勢減小的方向必是場強的方向C. 在相同距離的兩點上在相同距離的兩點上, 電勢差大的電勢差大的, 其場其場 強也大強也大D. 沿電場線方向沿電場線方向, 任何相同距離上電勢降任何相同距離上電勢降 落必相等落必相等D例例4 在勻強電場中如圖中所示分布著在勻強電場中如圖中所示分布著 A、B、C三點三點. 當(dāng)把一個電量當(dāng)把一個電量 q=10-5C的正電的正電荷從荷從A沿沿AB線移到線移到B時時, 電場力做功為零電場力做功為零; 從從B移到移到C時時, 克服電場力克服電場力做功為做功為1.7310 -3J. 試判斷該電場的方向試判斷該電場的方向,算出場強的大小算出場強的大小ABC6020cm 解析解析: 將電荷由將電荷由A移至移至B時電場力不做功時電場力不做功, 說明說明A、B兩點在同一等勢面上兩點在同一等勢面上. 又由于是勻又由于是勻強電場強電場, 等勢面為平面等勢面為平面, 故故AB面為一等勢面面為一等勢面. 再由將正電荷由再由將正電荷由B移至移至C時克服電場力做功可時克服電場力做功可知知, C點電勢高于點電勢高于B點電勢點