《電勢(shì)能和電勢(shì)和電勢(shì)差》(精)課件

1、大石橋市高級(jí)中學(xué)大石橋市高級(jí)中學(xué) 于東明于東明 cosWFL 1 1、功的計(jì)算：、功的計(jì)算：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. .(2)(2)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12GPPPWEEE (3)(3)重力勢(shì)能是相對(duì)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)能參考面功是功是( (能量能量) )轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化的量度！化的量度！重力做重力做多少正功多少正功，重力勢(shì)能，重力勢(shì)能減少多少減少多少重力做重力做多少負(fù)功多少負(fù)功，重力勢(shì)能，重力勢(shì)能增加多少增加多少?gòu)?fù)習(xí)：

2、復(fù)習(xí)： 一個(gè)一個(gè)檢驗(yàn)電荷檢驗(yàn)電荷在在電場(chǎng)中電場(chǎng)中某點(diǎn)由靜止某點(diǎn)由靜止釋放釋放, ,將如何運(yùn)動(dòng)將如何運(yùn)動(dòng)? ?E 在電場(chǎng)力作用下在電場(chǎng)力作用下電荷做加速運(yùn)動(dòng)電荷做加速運(yùn)動(dòng), ,一段時(shí)間后獲得一定的一段時(shí)間后獲得一定的速度速度, ,檢驗(yàn)電檢驗(yàn)電荷的荷的動(dòng)能動(dòng)能增加增加. .+F把正電荷沿不同路徑從把正電荷沿不同路徑從A A點(diǎn)移到點(diǎn)移到B B電場(chǎng)力做功？電場(chǎng)力做功？+A AF Fq q甲甲乙乙丙丙沿甲路徑電場(chǎng)力做功沿甲路徑電場(chǎng)力做功: : W W甲甲= = F F|AB|cos|AB|cos= =qEqE|AC|AC|沿乙路徑電場(chǎng)力做功沿乙路徑電場(chǎng)力做功: : W W乙乙= = qEqE|AC|AC

3、|沿丙路徑電場(chǎng)力做功沿丙路徑電場(chǎng)力做功: : W W丙丙= = qEqE|AC|AC|沿任意路徑電場(chǎng)力做功沿任意路徑電場(chǎng)力做功: : W W任意任意= =qEqE|AC|AC|：電場(chǎng)力做功與電場(chǎng)力做功與無(wú)關(guān)無(wú)關(guān), ,由由位置來(lái)決定位置來(lái)決定. .等于電等于電場(chǎng)力與始末位置連線在電場(chǎng)線方向上投影長(zhǎng)的乘積場(chǎng)力與始末位置連線在電場(chǎng)線方向上投影長(zhǎng)的乘積. .電場(chǎng)力做功的過(guò)程是什么能轉(zhuǎn)化為什么能呢？電場(chǎng)力做功的過(guò)程是什么能轉(zhuǎn)化為什么能呢？BC二、電勢(shì)能二、電勢(shì)能EpEEWPBPAAB1 1、電荷在電場(chǎng)中具有的能量叫電勢(shì)能。、電荷在電場(chǎng)中具有的能量叫電勢(shì)能。電場(chǎng)力對(duì)電荷做多少正功，電荷的電勢(shì)能減電場(chǎng)力對(duì)電

4、荷做多少正功，電荷的電勢(shì)能減小多少小多少( (電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少）電場(chǎng)力對(duì)電荷做多少負(fù)功，電荷的電勢(shì)能增電場(chǎng)力對(duì)電荷做多少負(fù)功，電荷的電勢(shì)能增加多少加多少(電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加）2、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4 4、電勢(shì)能有正負(fù)，卻是標(biāo)量，正負(fù)表示該點(diǎn)的、電勢(shì)能有正負(fù)，卻是標(biāo)量，正負(fù)表示該點(diǎn)的電勢(shì)能比零點(diǎn)的電勢(shì)能的高電勢(shì)能比零點(diǎn)的電勢(shì)能的高或或低。低。3.電勢(shì)能是相對(duì)的，與零勢(shì)能面的選擇有關(guān)。若電勢(shì)能是相對(duì)的，與零勢(shì)能面的選擇有關(guān)。若規(guī)定電規(guī)定電荷在離場(chǎng)源電荷無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)能為零，或把電荷在大

5、荷在離場(chǎng)源電荷無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)能為零，或把電荷在大地表面上電勢(shì)能規(guī)定為零。地表面上電勢(shì)能規(guī)定為零。（在正電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)（在正電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為正，負(fù)電荷在任一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為負(fù)。）能都為正，負(fù)電荷在任一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為負(fù)。）（在負(fù)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)（在負(fù)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為負(fù)，負(fù)電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為正。）能都為負(fù)，負(fù)電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為正。）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，電荷的電、把兩個(gè)同種點(diǎn)電荷間的距離增

6、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：2 2、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)，克服電場(chǎng)力做了3 31010-5-5J J的功，再?gòu)牡?/p>

7、功，再?gòu)腂 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)腂 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1.81.81010-5-5J J. E EPCPC=

8、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 J 5.電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)A具有的電勢(shì)能具有的電勢(shì)能EP等于將該點(diǎn)電荷由等于將該點(diǎn)電荷由A點(diǎn)移到電勢(shì)能零點(diǎn)電場(chǎng)點(diǎn)移到電勢(shì)能零點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功力所做的功W。即。即EP=WA0lE+ +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。設(shè)EP0 =0該比值稱為該比值稱為A

9、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)驗(yàn)證：電荷電場(chǎng)中在某一點(diǎn)的電勢(shì)能與電荷電場(chǎng)中在某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量的比值它的電荷量的比值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)有正負(fù)) )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.) .)三、電勢(shì)三、電勢(shì) 沿著

10、電場(chǎng)線方向，電勢(shì)如何變化呢？沿著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)如何變化呢？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，電勢(shì)越來(lái)越低如何確定電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)呢？如何確定電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)呢？7、電勢(shì)具有相對(duì)性，先規(guī)定電場(chǎng)中某處的電勢(shì)、電勢(shì)具有相對(duì)性，先規(guī)定電場(chǎng)中某處的電勢(shì)為零，然后才能確定電場(chǎng)中其他各點(diǎn)的電勢(shì)。為零，然后才能確定電場(chǎng)中其他各點(diǎn)的電勢(shì)。（通常取離場(chǎng)源電荷無(wú)限遠(yuǎn)處或大地的電勢(shì)為（通常取離場(chǎng)源電荷無(wú)限遠(yuǎn)處或大地的電勢(shì)為零）零）EP=q1.在正電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中正電荷在任意一在正電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為正，負(fù)電荷在任一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為正，負(fù)電荷在任一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為負(fù)

11、。點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為負(fù)。2.在負(fù)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中正電荷在任意一在負(fù)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為負(fù)，負(fù)電荷在任意點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為負(fù)，負(fù)電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為正。一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為正。 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), ,電勢(shì)電勢(shì)能為能為E(E(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)的點(diǎn)的電勢(shì)為電勢(shì)為_,_,若把試探電荷若把試探電荷q q1 1換成試換成試探電荷探電荷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)點(diǎn)的電勢(shì)為為_ (_ (仍規(guī)定無(wú)限遠(yuǎn)處電勢(shì)能仍規(guī)定無(wú)限遠(yuǎn)處電勢(shì)能為零為零

12、). ).1qE1qE 例例2. 2. 將一電量為將一電量為 的點(diǎn)電荷從電的點(diǎn)電荷從電場(chǎng)外一點(diǎn)場(chǎng)外一點(diǎn)P P移至電場(chǎng)中某點(diǎn)移至電場(chǎng)中某點(diǎn)A,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0pJWEPA5104VVqEPAA2010210465從從P A,P A,電場(chǎng)力做的功電場(chǎng)力做的功 PAEW注注意意: :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). .電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的曲電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的曲面叫做等勢(shì)面。面叫做等勢(shì)面。 為了使

13、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)面是互相垂直的。在任何靜電場(chǎng)中電場(chǎng)線與等勢(shì)面是互相垂直的。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。 1電勢(shì)電勢(shì)2電勢(shì)能與電勢(shì)的關(guān)系電勢(shì)能與電勢(shì)的關(guān)系3.電勢(shì)與電勢(shì)差的關(guān)系？電勢(shì)與電勢(shì)差的關(guān)系？APAqEqEqWPAAPABAABU1、定義：、定義：qWUABAB 2、單位：伏特（、單位：伏特（V） 1V=1J/

14、C3、電勢(shì)差是標(biāo)量，但有正有負(fù)、電勢(shì)差是標(biāo)量，但有正有負(fù)4、決定的因素：、決定的因素：只與電場(chǎng)及始末兩點(diǎn)的位置有關(guān)，只與電場(chǎng)及始末兩點(diǎn)的位置有關(guān)，與與 檢驗(yàn)電荷以及電場(chǎng)力對(duì)檢驗(yàn)電荷所做的功無(wú)關(guān)。檢驗(yàn)電荷以及電場(chǎng)力對(duì)檢驗(yàn)電荷所做的功無(wú)關(guān)。注意：電場(chǎng)力做的功注意：電場(chǎng)力做的功WAB=qUAB（WAB、q、UAB都有都有正負(fù)號(hào)正負(fù)號(hào))5、 UABUBA， UAC UAB+UBC五、五、 電勢(shì)差（電壓）電勢(shì)差（電壓）BA例例1:：如圖，虛線如圖，虛線a、b和和c是某靜電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，它們的是某靜電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，它們的電勢(shì)分別為電勢(shì)分別為 、 和和 ，一帶正電粒子射入電場(chǎng)中，其運(yùn)動(dòng)軌，一帶正電粒

15、子射入電場(chǎng)中，其運(yùn)動(dòng)軌跡如實(shí)線跡如實(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abcACabcKLMN例例2：如：如圖所示，三個(gè)等差等勢(shì)面上有圖所示，三個(gè)等差等勢(shì)面上有a、b、c、d四點(diǎn)，四點(diǎn)，若將一個(gè)正電荷由若將一個(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

16、功W2，則：，則：2121212121212121.，WWDWWCWWBWWA123cabdD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，求該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度。（電子質(zhì)量到對(duì)面極板上，求該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度。（電子質(zhì)量m=9.110-31kg）CNE/1013隨堂訓(xùn)練隨堂訓(xùn)練如圖所示，細(xì)線一端系著一個(gè)帶電量為如圖所示，細(xì)線一端系著一個(gè)帶電量為+q、質(zhì)量為、質(zhì)量為m的小球，另一端固定于的小球，另一端固定于O點(diǎn)，加一勻強(qiáng)電場(chǎng)后可使小點(diǎn)，加一勻強(qiáng)電場(chǎng)后可使小球靜止于圖示位置，此時(shí)懸線與豎直方向夾角為球靜止于圖示位置，此時(shí)懸線與豎直方向夾角為。要使電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)最小，該電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的方向怎樣？大小要使電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)最小，該電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的方向怎樣？大小如何？如何？Oq垂直懸線斜向上方垂直懸