上課4、5電勢(shì)差和電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系

1、電 勢(shì) 差一、電勢(shì)差與電勢(shì)的關(guān)系一、電勢(shì)差與電勢(shì)的關(guān)系二二、電勢(shì)差與靜電力做功的、電勢(shì)差與靜電力做功的關(guān)系關(guān)系三、電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的三、電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系關(guān)系類比法類比法重力場(chǎng)重力場(chǎng)電場(chǎng)電場(chǎng) 重力重力電場(chǎng)力電場(chǎng)力某點(diǎn)的高度某點(diǎn)的高度某點(diǎn)的電勢(shì)某點(diǎn)的電勢(shì)重力勢(shì)能重力勢(shì)能電勢(shì)能電勢(shì)能重力做功重力做功電場(chǎng)力做功電場(chǎng)力做功WG= EP1-EP2W電電= EPA-EPB兩點(diǎn)兩點(diǎn)間間高度高度差差？一、電勢(shì)差與電勢(shì)的關(guān)系一、電勢(shì)差與電勢(shì)的關(guān)系1 1、電勢(shì)差：、電勢(shì)差： 電場(chǎng)中兩點(diǎn)間電勢(shì)的差值，也叫電場(chǎng)中兩點(diǎn)間電勢(shì)的差值，也叫電壓電壓BAABUABBAUABABUU則有則有或者表示成或者表示成顯然顯然BA

2、設(shè)電場(chǎng)中設(shè)電場(chǎng)中A A點(diǎn)的電勢(shì)為點(diǎn)的電勢(shì)為，B B點(diǎn)的電勢(shì)為點(diǎn)的電勢(shì)為注意：電勢(shì)差有正負(fù)？注意：電勢(shì)差有正負(fù)？-2V6V10VABC求求UBA、UBC、UACUAC=UAB+UBC對(duì)電勢(shì)差概念的理解：對(duì)電勢(shì)差概念的理解：1、電勢(shì)差是表示電場(chǎng)性質(zhì)的物理量，只由電、電勢(shì)差是表示電場(chǎng)性質(zhì)的物理量，只由電場(chǎng)本身初末位置決定。場(chǎng)本身初末位置決定。2、電勢(shì)與零電勢(shì)參考點(diǎn)的選取有關(guān)，而電勢(shì)、電勢(shì)與零電勢(shì)參考點(diǎn)的選取有關(guān)，而電勢(shì)差的大小是絕對(duì)的，與零電勢(shì)參考點(diǎn)的選取無差的大小是絕對(duì)的，與零電勢(shì)參考點(diǎn)的選取無關(guān)。關(guān)。3、電勢(shì)的正負(fù)表示該點(diǎn)比參考點(diǎn)的電勢(shì)大或、電勢(shì)的正負(fù)表示該點(diǎn)比參考點(diǎn)的電勢(shì)大或?。浑妱?shì)差的正負(fù)表

3、示兩點(diǎn)的電勢(shì)的高低。?。浑妱?shì)差的正負(fù)表示兩點(diǎn)的電勢(shì)的高低。4、講到電勢(shì)差時(shí)，必須明確所指的是哪兩點(diǎn)、講到電勢(shì)差時(shí)，必須明確所指的是哪兩點(diǎn)（兩位置）的電勢(shì)差。（兩位置）的電勢(shì)差。二、靜電力做功與電勢(shì)差的關(guān)系二、靜電力做功與電勢(shì)差的關(guān)系)(BAq 電荷電荷q q從電場(chǎng)中從電場(chǎng)中A A點(diǎn)移到點(diǎn)移到B B點(diǎn)，點(diǎn)，PBPAABEEW；BAABqUWqWUABBA即即或或BAqq比值定義法比值定義法ABABWUq注注：利利用該式計(jì)算時(shí)，要注意到用該式計(jì)算時(shí)，要注意到W WABAB、q q及及U UABAB的正負(fù)的正負(fù)電勢(shì)差在數(shù)值上等于移動(dòng)電勢(shì)差在數(shù)值上等于移動(dòng)單位正電荷單位正電荷所做的功所做的功=+1C思

4、考題思考題1 1、U UABAB由什么決定？跟由什么決定？跟WWABAB、q q有關(guān)嗎？有關(guān)嗎？ 由電場(chǎng)本身的因素決定由電場(chǎng)本身的因素決定 與與WWABAB、q q無無關(guān)關(guān)2 2、WWABAB跟跟q q、U UABAB有關(guān)嗎？有關(guān)嗎？ 跟跟q q、U UABAB都有關(guān)都有關(guān) ABABWUq在電場(chǎng)中把在電場(chǎng)中把2.0 2.0 9 9-7-7-7-71.1.A A、B B、C C三點(diǎn)中哪點(diǎn)電勢(shì)最高？哪點(diǎn)最低？三點(diǎn)中哪點(diǎn)電勢(shì)最高？哪點(diǎn)最低？2.2.A A、B B間，間， B B、C C間，間， A A、C C間的電勢(shì)差各是多少？間的電勢(shì)差各是多少？3.3.把把-1.5 -1.5 9 9WAC=WAB

5、+WBCUAC =UAB + UBCCA75V-200V 電場(chǎng)中電場(chǎng)中A A、B B 兩點(diǎn)的電勢(shì)是兩點(diǎn)的電勢(shì)是 A A=800 V800 V， B B= - -200 V200 V，把電，把電荷荷q q = = - -1.51.51010-8-8C C由由A A點(diǎn)移到點(diǎn)移到B B點(diǎn)，電場(chǎng)力做了多少功？電勢(shì)能點(diǎn)，電場(chǎng)力做了多少功？電勢(shì)能是增加還是減少，增加或者減少多少？是增加還是減少，增加或者減少多少？ 解：解：U UABAB=A AWWABAB=qUqUABAB=（- -1.51.51010- 8- 8）10001000 = = - -1.51.51010-5-5 J J電場(chǎng)力做負(fù)功，則電勢(shì)能

6、增加，增加電場(chǎng)力做負(fù)功，則電勢(shì)能增加，增加1.51.51010-5-5J JB B=800-=800-（- -200200）=1000 V=1000 V 問題分析：某正電荷問題分析：某正電荷q從勻強(qiáng)電場(chǎng)從勻強(qiáng)電場(chǎng)E中中由由A點(diǎn)移動(dòng)到點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，試分析點(diǎn)，試分析 A、B兩點(diǎn)兩點(diǎn)間的電勢(shì)差跟場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系。間的電勢(shì)差跟場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系。三、電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的三、電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系關(guān)系EABCdl 1、勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度之間的關(guān)系：、勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度之間的關(guān)系： U=Ed 或者或者 E=U/d（場(chǎng)強(qiáng)的單位：（場(chǎng)強(qiáng)的單位：V/m） （1）在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，）在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，沿著場(chǎng)強(qiáng)方向沿著場(chǎng)強(qiáng)

7、方向的兩點(diǎn)間的的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于場(chǎng)強(qiáng)與這兩點(diǎn)的距離的乘積。電勢(shì)差等于場(chǎng)強(qiáng)與這兩點(diǎn)的距離的乘積。（2）在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，）在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)在數(shù)值上等于沿場(chǎng)強(qiáng)場(chǎng)強(qiáng)在數(shù)值上等于沿場(chǎng)強(qiáng)方向每方向每單位距離單位距離上的電勢(shì)差上的電勢(shì)差。（3）在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，）在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，某一線段上的等分點(diǎn)之間某一線段上的等分點(diǎn)之間的電勢(shì)差必然相等的電勢(shì)差必然相等。 問題分析：問題分析：B、C、D是勻強(qiáng)電場(chǎng)中某一等勢(shì)是勻強(qiáng)電場(chǎng)中某一等勢(shì)面的三個(gè)點(diǎn)，則面的三個(gè)點(diǎn)，則AB、AC、AD這三條線段上這三條線段上單位距離電勢(shì)降落的數(shù)值一樣嗎？單位距離電勢(shì)降落的數(shù)值一樣嗎？在電場(chǎng)中沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)在電場(chǎng)中沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降落

8、最快降落最快。 例例1、勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)、勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E=40104N/C，A、B兩點(diǎn)間距離為兩點(diǎn)間距離為20cm，求：求： （1）UAB的數(shù)值；的數(shù)值； （2）將電荷）將電荷Q=-3010-8C從從A移動(dòng)到移動(dòng)到B過過程中，電場(chǎng)力做功是多少？電荷的電勢(shì)能是程中，電場(chǎng)力做功是多少？電荷的電勢(shì)能是增加還是減少？增加還是減少？下列說法正確的是（下列說法正確的是（ ） A.A.電勢(shì)差和電勢(shì)一樣，是相對(duì)量，與電勢(shì)差和電勢(shì)一樣，是相對(duì)量，與零點(diǎn)的選取有關(guān)零點(diǎn)的選取有關(guān) B.B.電勢(shì)差是個(gè)標(biāo)量，但是有正負(fù)之分電勢(shì)差是個(gè)標(biāo)量，但是有正負(fù)之分 C.C.由于電場(chǎng)力做功跟移動(dòng)電荷的路徑由于電場(chǎng)力做功跟移動(dòng)電荷的路

9、徑無關(guān)，所以電勢(shì)差也跟移動(dòng)電荷的路徑無關(guān)，所以電勢(shì)差也跟移動(dòng)電荷的路徑無關(guān)，只跟這兩點(diǎn)的位置有關(guān)。無關(guān)，只跟這兩點(diǎn)的位置有關(guān)。 D. AB D. AB兩點(diǎn)的電勢(shì)差是恒定的，不隨零兩點(diǎn)的電勢(shì)差是恒定的，不隨零電勢(shì)點(diǎn)的不同位置而改變，所以電勢(shì)點(diǎn)的不同位置而改變，所以U UABAB=U=UBABA BC2.對(duì)于電場(chǎng)中對(duì)于電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)，下列說法中正確的是兩點(diǎn)，下列說法中正確的是 A.A.電勢(shì)差的定義式電勢(shì)差的定義式U UABAB=W=WABAB/q/q，說明兩點(diǎn)間，說明兩點(diǎn)間的電勢(shì)差的電勢(shì)差U UABAB與電場(chǎng)力做功與電場(chǎng)力做功W WABAB成正比，與移成正比，與移動(dòng)電荷的電荷量動(dòng)電荷的電荷量q

10、q成反比。成反比。B.AB.A、B B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于將正電荷從兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于將正電荷從A A點(diǎn)點(diǎn)移動(dòng)到移動(dòng)到B B點(diǎn)電場(chǎng)力做的功。點(diǎn)電場(chǎng)力做的功。C.C.將將1C1C電荷從電荷從A A點(diǎn)移到點(diǎn)移到B B點(diǎn)，電場(chǎng)力做點(diǎn)，電場(chǎng)力做1J1J的的功，這兩點(diǎn)的電勢(shì)差為功，這兩點(diǎn)的電勢(shì)差為1V1V。D.D.電荷由電荷由A A點(diǎn)移動(dòng)到點(diǎn)移動(dòng)到B B點(diǎn)的過程中，除受電點(diǎn)的過程中，除受電場(chǎng)力外，還受其他力作用，電荷的電勢(shì)能場(chǎng)力外，還受其他力作用，電荷的電勢(shì)能的變化就不再等于電場(chǎng)力做的功。的變化就不再等于電場(chǎng)力做的功。C帶電量為帶電量為+3+31010-6 -6C C的粒子先后經(jīng)過電場(chǎng)中的的粒子先后經(jīng)過電

11、場(chǎng)中的A A、B B 兩點(diǎn)，克服電場(chǎng)力做功兩點(diǎn)，克服電場(chǎng)力做功6 61010-4 -4J J，已知，已知B B點(diǎn)電勢(shì)為點(diǎn)電勢(shì)為 50V 50V，則（，則（l l）A A、B B間兩點(diǎn)間的電勢(shì)差是多少？間兩點(diǎn)間的電勢(shì)差是多少？（2 2）A A點(diǎn)的電勢(shì)？（點(diǎn)的電勢(shì)？（3 3）電勢(shì)能變化了？）電勢(shì)能變化了？（4 4）電量為）電量為-3 -31010-6 -6C C的電荷放在的電荷放在A A點(diǎn)的電勢(shì)能是？點(diǎn)的電勢(shì)能是？ 解：解：（1 1）VVqWUABAB200103)106(64（2 2） A A=U=UABAB+ + B B= =（- -200+50200+50）V= V= - -150V150V

12、（4 4）E EpApA= =q q A A= = - -3 31010-6 -6( (- -150)J= 4.5150)J= 4.51010-4 -4J J 負(fù)電粒子，q=-2.010-9C，在靜電場(chǎng)中由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，在這過程中，除電場(chǎng)力外，其 它 力其 它 力 作的功為6.010- 5J，粒子動(dòng)能增加了8.010-5J ，求a、b兩點(diǎn)間電勢(shì)差Uab等于多少？Wab=2.010-5JUab=-10000V 如圖所示A、B、C、D是勻強(qiáng)電場(chǎng)中一正方形的四個(gè)頂點(diǎn)，已知A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)分別為A=15V，B=3V，C=-3V，由此可得D點(diǎn)電勢(shì)D為多大？ UAB=UDCUAD=UBC9V 例例2

13、、如圖示，勻強(qiáng)電場(chǎng)中、如圖示，勻強(qiáng)電場(chǎng)中A、B、C三點(diǎn)的三點(diǎn)的電勢(shì)分別為電勢(shì)分別為A=10V，B=6V，C=2V，且，且A、B、C分別為一邊長為分別為一邊長為1m的等邊三角形的頂?shù)牡冗吶切蔚捻旤c(diǎn)，試求解下列問題：點(diǎn)，試求解下列問題：（1）畫出該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線大致方向；）畫出該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線大致方向；（2）求出該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小。）求出該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小。 10V2V6V6V等勢(shì)面等勢(shì)面 在勻強(qiáng)電場(chǎng)中如圖所示分布著A、B、C三點(diǎn)，當(dāng)一個(gè)電量q=10-5C的正電荷從A點(diǎn)沿AB線移到B點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力做功為零；從B移到C處時(shí)，電場(chǎng)力做功為1.7310-3J，試判斷該電場(chǎng)的方向，算出場(chǎng)強(qiáng)的大小。

14、E=1000J/C 如圖是某勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面示意圖，A、B兩點(diǎn)相距5，=53，一帶電量為-410-6C的微粒沿AB勻速運(yùn)動(dòng)，則此微粒的質(zhì)量為多少？（取g=10m/s2）0.0002Kg 如圖所示,一個(gè)帶負(fù)電的油滴以初速度v0從P點(diǎn)斜向上射入水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，若油滴到達(dá)最高點(diǎn)的速度大小仍為 v0，則油滴最高點(diǎn)的位置（ ） A、在P點(diǎn)的左上方 B、在P點(diǎn)的右上方 C、在P點(diǎn)的正上方 D、上述情況都可能A 如圖，兩平行金屬板A、B間為一勻強(qiáng)電場(chǎng)，A、B相距6，C、D為電場(chǎng)中的兩點(diǎn)，且CD=4，CD連線和場(chǎng)強(qiáng)方向成60角。已知電子從D點(diǎn)移到C點(diǎn)電場(chǎng)力做功為3.210-17J，求：勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng) A、

15、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差 若A板接地，D點(diǎn)電勢(shì)為多少？UDC=-200VE=100N/C-19-19-19在研究微觀粒子常用電子伏特在研究微觀粒子常用電子伏特(eV)(eV)做能量的做能量的單位。單位。1eV1eV等于一個(gè)電子經(jīng)過等于一個(gè)電子經(jīng)過1v1v電壓加速后電壓加速后所增加的動(dòng)能。請(qǐng)推導(dǎo)電子伏特與焦耳的換所增加的動(dòng)能。請(qǐng)推導(dǎo)電子伏特與焦耳的換算關(guān)系。算關(guān)系。能量的單位AB2V小結(jié)小結(jié)1 1、電勢(shì)差、電勢(shì)差 ：兩點(diǎn)的電勢(shì)之差，也叫電壓：兩點(diǎn)的電勢(shì)之差，也叫電壓2 2、靜電力做功與電勢(shì)差的關(guān)系：、靜電力做功與電勢(shì)差的關(guān)系： 2 2、電勢(shì)差、電勢(shì)差U UABAB與與q q、WWABAB均無關(guān)，僅與電場(chǎng)

16、中均無關(guān)，僅與電場(chǎng)中A A、B B兩位置有關(guān)。故電勢(shì)差反映了電場(chǎng)本身的性兩位置有關(guān)。故電勢(shì)差反映了電場(chǎng)本身的性質(zhì)。質(zhì)。3 3、電勢(shì)差的單位：伏特、電勢(shì)差的單位：伏特 符號(hào)符號(hào)V 1V=1 J/CV 1V=1 J/C4 4、電勢(shì)差是、電勢(shì)差是標(biāo)量，標(biāo)量，有正負(fù)之分有正負(fù)之分。BAABqUWqWUABBA或或帶符號(hào)帶符號(hào)重力重力場(chǎng)場(chǎng)在地球的周圍存在地球的周圍存在重力場(chǎng)在重力場(chǎng) 電場(chǎng)電場(chǎng)在電荷的周圍存在電在電荷的周圍存在電場(chǎng)場(chǎng)重力重力勢(shì)能勢(shì)能由相互作用的物體和由相互作用的物體和地面間的相對(duì)位置決地面間的相對(duì)位置決定的勢(shì)能叫重力勢(shì)能定的勢(shì)能叫重力勢(shì)能電勢(shì)能電勢(shì)能由相互作用的電荷間的由相互作用的電荷間的

17、相對(duì)位置決定的勢(shì)能叫相對(duì)位置決定的勢(shì)能叫做電勢(shì)能做電勢(shì)能重力重力做功做功與重與重力勢(shì)力勢(shì)能的能的變化變化關(guān)系關(guān)系重力做功重力勢(shì)能減重力做功重力勢(shì)能減少；克服重力做功重少；克服重力做功重力勢(shì)能增加；重力做力勢(shì)能增加；重力做功的多少等于重力勢(shì)功的多少等于重力勢(shì)能的變化量能的變化量電場(chǎng)力電場(chǎng)力做功與做功與電勢(shì)能電勢(shì)能的變化的變化關(guān)系關(guān)系電場(chǎng)力做功電勢(shì)能減少；電場(chǎng)力做功電勢(shì)能減少；克服電場(chǎng)力做功電勢(shì)能克服電場(chǎng)力做功電勢(shì)能增加；電場(chǎng)力做功的多增加；電場(chǎng)力做功的多少等于電勢(shì)能的變化量少等于電勢(shì)能的變化量高高度度指相對(duì)于參考平面（零指相對(duì)于參考平面（零高度）的距離在同一高高度）的距離在同一高度處度處電勢(shì)電勢(shì)指相對(duì)于零電勢(shì)點(diǎn)的電勢(shì)值指相對(duì)于零電勢(shì)點(diǎn)的電勢(shì)值在同一位置在同一位置 高度高度差差指指A A、B B兩點(diǎn)高度的差兩點(diǎn)高度的差值值電勢(shì)差電勢(shì)差 指指A A、B B兩點(diǎn)電勢(shì)的差值兩點(diǎn)電勢(shì)的差值如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E=200 V/m，方向沿，方向沿a指向指