電勢(shì)差、電勢(shì)

1、興化市文正實(shí)驗(yàn)學(xué)校興化市文正實(shí)驗(yàn)學(xué)校尤能斌尤能斌20052005年年9 9月月五五 電勢(shì)差電勢(shì)差 電勢(shì)電勢(shì)第五節(jié)第五節(jié) 電勢(shì)差電勢(shì)差 電勢(shì)電勢(shì)一、電場(chǎng)的性質(zhì)：一、電場(chǎng)的性質(zhì)：電場(chǎng)力的性質(zhì)（場(chǎng)電場(chǎng)力的性質(zhì)（場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)E描述）描述）電場(chǎng)能的性質(zhì)（電勢(shì)差、電勢(shì)描電場(chǎng)能的性質(zhì)（電勢(shì)差、電勢(shì)描述）述）例題例題1 如圖中在場(chǎng)強(qiáng)為如圖中在場(chǎng)強(qiáng)為E E的勻的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，沿電場(chǎng)方向上有強(qiáng)電場(chǎng)中，沿電場(chǎng)方向上有A A、B B兩點(diǎn)，兩點(diǎn)，將一個(gè)帶電量為將一個(gè)帶電量為q q的正的點(diǎn)電荷放置在的正的點(diǎn)電荷放置在A A點(diǎn)，求：點(diǎn)，求：1 1）將）將q q從從A A點(diǎn)沿電場(chǎng)線移動(dòng)到點(diǎn)沿電場(chǎng)線移動(dòng)到B B點(diǎn)，點(diǎn)，電場(chǎng)力所做的功電

2、場(chǎng)力所做的功W W1 1為多少？為多少？2 2）將）將q q從從A A點(diǎn)沿折線點(diǎn)沿折線ACBACB移到移到B B點(diǎn)，點(diǎn)，電場(chǎng)力所做的功電場(chǎng)力所做的功W W2 2為多少？為多少？3 3）將）將q q從從A A點(diǎn)沿曲線移動(dòng)到點(diǎn)沿曲線移動(dòng)到B B點(diǎn)，點(diǎn)，電場(chǎng)力所做的功電場(chǎng)力所做的功W W3 3為多少？為多少？AB+q甲甲乙乙AB+qCAB+q丙丙l1解：解：1）W1=F d=qE dAB2）W2=WAC+WCB =qE AC cos+ qE CB cos = qE dAB3）W3=W1+ W2 + W3 + = qE ( l1+ l2+ l3+) = qE dAB分析分析：1）電場(chǎng)力對(duì)電荷有做功的本

3、領(lǐng)，）電場(chǎng)力對(duì)電荷有做功的本領(lǐng)，表明表明電場(chǎng)有能的性質(zhì)電場(chǎng)有能的性質(zhì)2）電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)，只，只和電場(chǎng)本身性質(zhì)有關(guān)和電場(chǎng)本身性質(zhì)有關(guān)AB+q甲甲乙乙AB+qCAB+q丙丙l13 3）電場(chǎng)力所做的功電場(chǎng)力所做的功W WABAB與與q q成正比，成正比，W WABAB/q/q跟跟A A、B B兩兩點(diǎn)間的路徑與點(diǎn)間的路徑與q q無(wú)關(guān)，無(wú)關(guān)，只和電場(chǎng)自身性質(zhì)有關(guān)只和電場(chǎng)自身性質(zhì)有關(guān)4 4）如圖所示，在正點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的電場(chǎng)線上有三）如圖所示，在正點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的電場(chǎng)線上有三個(gè)點(diǎn)個(gè)點(diǎn)A A、B B、C C，間距相同。將正電荷，間距相同。將正電荷q q由由A A移到移到B B，電場(chǎng)力功

4、電場(chǎng)力功W WABAB；將同一電荷由；將同一電荷由B B移到移到C C，電場(chǎng)力做，電場(chǎng)力做功功W WBCBC； 可知可知W WABAB W WBCBC，但，但W WABAB/q/q和和W WBCBC/q/q為定值，為定值， 表明比值表明比值W/qW/q可以恰當(dāng)?shù)厝ッ枋鲭妶?chǎng)中任意兩點(diǎn)可以恰當(dāng)?shù)厝ッ枋鲭妶?chǎng)中任意兩點(diǎn)間能的性質(zhì)間能的性質(zhì)。EABCdd+二、電勢(shì)差二、電勢(shì)差1 1、定義：電荷、定義：電荷q q在電場(chǎng)中由一點(diǎn)在電場(chǎng)中由一點(diǎn)A A移動(dòng)到另一點(diǎn)時(shí)，移動(dòng)到另一點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力所做的功電場(chǎng)力所做的功W WABAB與電荷量與電荷量q q的比值的比值W WABAB/q/q，叫做，叫做ABAB兩點(diǎn)間的電勢(shì)

5、差，用兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，用U UABAB表示。也稱作表示。也稱作ABAB兩點(diǎn)兩點(diǎn)的電壓的電壓2 2、定義式：、定義式：U UABAB=W=WABAB/q/q，導(dǎo)出式：，導(dǎo)出式：W WABAB=q=qU UABAB3 3、U UABAB在數(shù)值上的含義：等于單位正電荷由在數(shù)值上的含義：等于單位正電荷由A A點(diǎn)移點(diǎn)移動(dòng)到動(dòng)到B B點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功4 4、單位：、單位：1V1V（伏特）（伏特）=1 J/C=1 J/C例題例題 將一個(gè)電量為將一個(gè)電量為-2-21010-9-9c c的點(diǎn)電荷從電場(chǎng)中的的點(diǎn)電荷從電場(chǎng)中的N N點(diǎn)移到點(diǎn)移到M M點(diǎn)，需克服電場(chǎng)力做功點(diǎn)，需克服電場(chǎng)力做功141

6、41010-9-9J J，N N、M M兩點(diǎn)間的電勢(shì)差兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U UNMNM為多少？若將該電荷從為多少？若將該電荷從M M和到和到N N，電場(chǎng)力做什么功？，電場(chǎng)力做什么功？U UNMNM為多少？為多少？ 解：解：1 1）W WNM NM = -14= -141010-9-9J J，U UNMNM=W=WNMNM/q=7V/q=7V2 2）W WMNMN=14=141010-9-9J J，U UMNMN=W=WMNMN/q=-7V/q=-7V可以看出：可以看出：U UMN MN = -U= -UNMNM 問(wèn)題問(wèn)題 電勢(shì)差是描述電場(chǎng)中任意兩點(diǎn)間能的性質(zhì)，電勢(shì)差是描述電場(chǎng)中任意兩點(diǎn)間能的性質(zhì)，

7、那么電場(chǎng)中某點(diǎn)能的性質(zhì)又如何描述呢？那么電場(chǎng)中某點(diǎn)能的性質(zhì)又如何描述呢？（與重力場(chǎng)中的知識(shí)類比）（與重力場(chǎng)中的知識(shí)類比） 對(duì)比物體高度的確定，采用選取參考點(diǎn)的對(duì)比物體高度的確定，采用選取參考點(diǎn)的方法方法 可用將單位正電荷從電場(chǎng)中某點(diǎn)移到參考可用將單位正電荷從電場(chǎng)中某點(diǎn)移到參考點(diǎn)，電場(chǎng)力所做功的多少來(lái)描述，即該點(diǎn)點(diǎn)，電場(chǎng)力所做功的多少來(lái)描述，即該點(diǎn)到參考點(diǎn)的電勢(shì)差來(lái)描述到參考點(diǎn)的電勢(shì)差來(lái)描述三、三、電勢(shì)電勢(shì)1 1、定義：電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)等于該點(diǎn)與參考點(diǎn)之、定義：電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)等于該點(diǎn)與參考點(diǎn)之間的電勢(shì)差，用間的電勢(shì)差，用來(lái)表示。來(lái)表示。2 2、在數(shù)值上等于單位正電荷由該點(diǎn)移動(dòng)到參考點(diǎn)、在數(shù)值上

8、等于單位正電荷由該點(diǎn)移動(dòng)到參考點(diǎn)（零電勢(shì)）時(shí)電場(chǎng)力所做的功。（零電勢(shì)）時(shí)電場(chǎng)力所做的功。3 3、一般取無(wú)窮遠(yuǎn)處或電場(chǎng)中的接地點(diǎn)為參考點(diǎn)。、一般取無(wú)窮遠(yuǎn)處或電場(chǎng)中的接地點(diǎn)為參考點(diǎn)。4 4、沿電場(chǎng)線方向，電勢(shì)逐漸降低。、沿電場(chǎng)線方向，電勢(shì)逐漸降低。0 V-10 V10 VBACE 例題：如圖所示，在電場(chǎng)線上有例題：如圖所示，在電場(chǎng)線上有A A、B B、C C三點(diǎn)，三點(diǎn)，設(shè)設(shè)C C點(diǎn)接地，將點(diǎn)接地，將1C1C的正電荷由的正電荷由A A移到移到C C點(diǎn)，電場(chǎng)力點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為做功為5J5J；再將該電荷由；再將該電荷由B B移到移到C C點(diǎn)，電場(chǎng)力做功點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為為-5J-5J；求；求 A A 、

9、B B分別為多大？分別為多大？解：解： A A =W =WACAC/q=5V/q=5V， B B =W =WACAC/q=-5V/q=-5V 1 1、 A A B B ， A A- - B B=10=10 U UABAB=W=WABAB/q=10V/q=10V，故：，故：U UABAB= = A A- - B B 2 2、沿電場(chǎng)線方向，電勢(shì)逐漸降低。、沿電場(chǎng)線方向，電勢(shì)逐漸降低。EABC+四、電勢(shì)能四、電勢(shì)能1 1、電荷在電場(chǎng)中具有電勢(shì)能（、電荷在電場(chǎng)中具有電勢(shì)能（ ）2 2、對(duì)比重力做功理解電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能變化、對(duì)比重力做功理解電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能變化在重力場(chǎng)中在重力場(chǎng)中：W WG G=E=

10、EP1P1-E-EP2P2，W WG G0 0時(shí)，時(shí)，E EP1P1E EP2P2（重（重力勢(shì)能減少），力勢(shì)能減少），W WG G0 0時(shí)，時(shí)， E EP1P1E EP2P2（重力勢(shì)能（重力勢(shì)能增加）。增加）。在靜電場(chǎng)中在靜電場(chǎng)中：若：若電荷的電勢(shì)能用電荷的電勢(shì)能用表示表示，W WABAB= =A A- -B B，W WABAB0 0時(shí)，時(shí)，A AB B （電荷電勢(shì)能減少），（電荷電勢(shì)能減少），W WABAB0 0時(shí)，時(shí)，A AB B （電荷電勢(shì)能增加）。（電荷電勢(shì)能增加）。由由U UABAB=W=WABAB/q=/q=（A A- -B B）/q= /q= A B，可以得出，可以得出= /q，

11、電荷在電場(chǎng)中的電勢(shì)能電荷在電場(chǎng)中的電勢(shì)能= =q q。3 3、在電場(chǎng)力作用下，正電荷沿電場(chǎng)線移動(dòng)，從電、在電場(chǎng)力作用下，正電荷沿電場(chǎng)線移動(dòng)，從電勢(shì)高移向電勢(shì)低，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減?。粍?shì)高移向電勢(shì)低，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減?。辉陔妶?chǎng)力作用下，負(fù)電荷逆電場(chǎng)線移動(dòng)，從電勢(shì)在電場(chǎng)力作用下，負(fù)電荷逆電場(chǎng)線移動(dòng)，從電勢(shì)低移向電勢(shì)高，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少。低移向電勢(shì)高，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少。4 4、小結(jié)：、小結(jié)：1 1）W=qUW=qU計(jì)算時(shí)，全部帶符號(hào)運(yùn)算。計(jì)算時(shí)，全部帶符號(hào)運(yùn)算。2 2）電場(chǎng)中任意兩點(diǎn)間的電勢(shì)差與零電勢(shì)點(diǎn)的選）電場(chǎng)中任意兩點(diǎn)間的電勢(shì)差與零電勢(shì)點(diǎn)的選取無(wú)關(guān)取無(wú)關(guān)例題：如圖所示，

12、在同一條電場(chǎng)線上有例題：如圖所示，在同一條電場(chǎng)線上有A、B、C三點(diǎn)，將三點(diǎn)，將q=-610-6C的點(diǎn)電荷從的點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到點(diǎn)移到B點(diǎn)，點(diǎn)，電場(chǎng)力做什么功？做多少功？電勢(shì)能變化了多電場(chǎng)力做什么功？做多少功？電勢(shì)能變化了多少？若將該電荷從少？若將該電荷從B點(diǎn)移到點(diǎn)移到C點(diǎn)，電場(chǎng)力做什么點(diǎn)，電場(chǎng)力做什么功？做多少功？電勢(shì)能變化了多少？功？做多少功？電勢(shì)能變化了多少？解：解：1）從）從A移到移到B，UAB= A B=5V，WAB= qUAB= -310-5J,即電場(chǎng)力做負(fù)功，電荷即電場(chǎng)力做負(fù)功，電荷的電勢(shì)能增加了的電勢(shì)能增加了310-5J。2）從）從B移到移到C時(shí)，時(shí)， UBC= B C=-2V，

13、WBC= qUBC= 1.210-5J,即電場(chǎng)力做正功，電即電場(chǎng)力做正功，電荷的電勢(shì)能減少了荷的電勢(shì)能減少了1.210-5J。ACBA=5VC=2VB=0V本節(jié)小結(jié)本節(jié)小結(jié)電場(chǎng)電場(chǎng)能的能的性質(zhì)性質(zhì)電勢(shì)差電勢(shì)差U=W/q電勢(shì)電勢(shì) 取定位置的電勢(shì)差取定位置的電勢(shì)差電勢(shì)能電勢(shì)能 =q 具有對(duì)外做功的本領(lǐng)具有對(duì)外做功的本領(lǐng)電場(chǎng)力做功五、課堂練習(xí)：五、課堂練習(xí)：1 1、在電場(chǎng)中將、在電場(chǎng)中將q=1q=11010-10-10C C的正電荷從的正電荷從A A點(diǎn)移到點(diǎn)移到B B點(diǎn)點(diǎn)電勢(shì)能減少了電勢(shì)能減少了1 11010-8-8J J，U UABAB= = ，若是負(fù)電，若是負(fù)電荷其電勢(shì)能將荷其電勢(shì)能將 ，U U

14、ABAB= = 。答案：答案：100V100V，增加，增加1 11010-8-8J J，100V100V2 2、將將q=1q=11010-5-5C C的正電荷在電場(chǎng)中從參考點(diǎn)的正電荷在電場(chǎng)中從參考點(diǎn)C C移到移到A A點(diǎn)，需克服電場(chǎng)力做功點(diǎn)，需克服電場(chǎng)力做功6 61010-3-3J J，則，則A= V V，若將該電荷從若將該電荷從C C點(diǎn)移到點(diǎn)移到B B點(diǎn)電場(chǎng)力做功點(diǎn)電場(chǎng)力做功2 21010-3-3J J，則則B= V V，U UABAB= = V V；若將該電荷從；若將該電荷從A A點(diǎn)移點(diǎn)移到到B B點(diǎn)，電場(chǎng)力做功點(diǎn)，電場(chǎng)力做功W=W= J J。答案：答案：-600-600，200200，-

15、800-800，- - 8 81010-3-3J J 3 3、將電量為、將電量為-4-41010-10-10C C的電荷沿一條電場(chǎng)線由的電荷沿一條電場(chǎng)線由A A點(diǎn)點(diǎn)移到移到B B點(diǎn)克服電場(chǎng)力做功點(diǎn)克服電場(chǎng)力做功2.42.41010-5-5J J。再由。再由B B點(diǎn)移點(diǎn)移到到C C點(diǎn)電場(chǎng)力做功點(diǎn)電場(chǎng)力做功1.21.21010-5-5J J，求：，求：1 1）電荷從）電荷從A A點(diǎn)到點(diǎn)到B B點(diǎn)電勢(shì)能變化了多少？點(diǎn)電勢(shì)能變化了多少？U UABAB= =？2 2）電荷從）電荷從B B點(diǎn)到點(diǎn)到C C點(diǎn)電勢(shì)能變化了多少？點(diǎn)電勢(shì)能變化了多少？U UBCBC= =？3 3）若電荷從）若電荷從A A點(diǎn)到點(diǎn)到C C點(diǎn)，電勢(shì)能變化了多少？點(diǎn)，電勢(shì)能變化了多少？U UACAC= =？4 4）若）若B B=0=0，則，則A A= =？C C= =？答案：答案：1 1）電勢(shì)能）電勢(shì)能增加增加2.42.41010-5-5J J， U UABAB=6=610104 4 V V2 2）電勢(shì)能）電勢(shì)能減少減少1.21