教科版物理《選修31》14電勢能電勢電勢差課件

1、1.41.4電勢和電勢差電勢和電勢差從能量的角度認(rèn)識電場從能量的角度認(rèn)識電場復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧12GPPPWEEE 1、功的計(jì)算：、功的計(jì)算：2、重力做功有什么特點(diǎn)？、重力做功有什么特點(diǎn)？(1)與路徑無關(guān)與路徑無關(guān),由初末位置的高度差來決定由初末位置的高度差來決定.(2)WG與重力勢能的關(guān)系與重力勢能的關(guān)系.(3)重力勢能是相對的重力勢能是相對的,有零勢能面（人為選定）有零勢能面（人為選定） 重力勢能具有系統(tǒng)性重力勢能具有系統(tǒng)性功是能量轉(zhuǎn)化的量度！功是能量轉(zhuǎn)化的量度！cosFSW n1.電場力做功與重力做功有哪些相似之處？電場力做功與重力做功有哪些相似之處？n2.什么是電勢能？公式？它跟電場力做

2、功有什么是電勢能？公式？它跟電場力做功有什么關(guān)系？什么關(guān)系？n3.什么是電勢？公式？跟什么有關(guān)？什么是電勢？公式？跟什么有關(guān)？n4.什么是電勢差？公式？跟什么有關(guān)？什么是電勢差？公式？跟什么有關(guān)？n5.電場力做功、電勢能、電勢、電勢差是標(biāo)電場力做功、電勢能、電勢、電勢差是標(biāo)量還是矢量？量還是矢量？課前預(yù)習(xí)課前預(yù)習(xí)相同的物體下落相同的高度，路徑相同的物體下落相同的高度，路徑不同，比較三者重力做功的大小。不同，比較三者重力做功的大小。結(jié)論：三者重力做功的大小相同。結(jié)論：三者重力做功的大小相同。說明：重力做功與路徑無關(guān)，說明：重力做功與路徑無關(guān)，只與初末位置有關(guān)。只與初末位置有關(guān)。一、電場力做功與路

3、徑有關(guān)嗎？一、電場力做功與路徑有關(guān)嗎？ 正電荷正電荷q在電場在電場強(qiáng)度為強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)的勻強(qiáng)電場中由電場中由A運(yùn)動運(yùn)動到到M電場力做功電場力做功嗎？做了多少功？嗎？做了多少功？Eqq受力嗎？多大？AMdW=qEAM求試探電荷求試探電荷q沿直線沿直線AB移動到移動到B時電場時電場力做的功：力做的功：E+q ABMcosWFABqEAME+q ABWqEAMM結(jié)論：結(jié)論：在在勻強(qiáng)電場勻強(qiáng)電場中移動電荷時，靜電力做的功中移動電荷時，靜電力做的功與電荷的與電荷的起始位置和終止位置起始位置和終止位置有關(guān)，但與有關(guān)，但與電荷經(jīng)過的電荷經(jīng)過的路徑路徑無關(guān)。無關(guān)。(對于非勻強(qiáng)電場也適用對于非勻強(qiáng)電場也適用)這

4、與什么力做功相似呢？ 將將+q由由A移移到到B的過程電的過程電場力對電荷做場力對電荷做功為：功為：將將-q由由A移到移到B的過程，電場的過程，電場力對電荷做功為：力對電荷做功為：cosWqEdqEL電cosWqEdqEL電AB+qELdFF做功的過程是一個做功的過程是一個能量轉(zhuǎn)化的過程，能量轉(zhuǎn)化的過程，那么電場力做功的那么電場力做功的過程是什么能轉(zhuǎn)化過程是什么能轉(zhuǎn)化的過程呢？的過程呢？與重力勢能類似與重力勢能類似電勢能電勢能二、電場力做功與電勢能變化的關(guān)系二、電場力做功與電勢能變化的關(guān)系電場力做功與電勢能有什么關(guān)系？（聯(lián)系重力電場力做功與電勢能有什么關(guān)系？（聯(lián)系重力做功與重力勢能的關(guān)系）做功與

5、重力勢能的關(guān)系）電荷在靜電場中具有的勢能叫靜電勢能，電荷在靜電場中具有的勢能叫靜電勢能，簡稱簡稱電勢能電勢能。物體被舉高具有重力勢能。物體被舉高具有重力勢能。1、電荷在、電荷在 中某中某 具有電勢能。具有電勢能。 重力對物體做正功，物體的重力勢重力對物體做正功，物體的重力勢能減小能減小 2、電場力對電荷做正功，電荷的電勢、電場力對電荷做正功，電荷的電勢能能 . 重力對物體做負(fù)功，物體的重力重力對物體做負(fù)功，物體的重力勢能增大勢能增大 3、電場力對電荷做負(fù)功，電荷的電勢、電場力對電荷做負(fù)功，電荷的電勢能能 .電場電場位置位置減小減小增大增大12GPPPWEEE 重力做多少功，物體重力勢能重力做多

6、少功，物體重力勢能就變化多少。就變化多少。 4、電場力做多少功，電荷電勢能就變、電場力做多少功，電荷電勢能就變化多少?；嗌佟Ｖ亓菽苁窍鄬Φ?，與零勢能面有關(guān)重力勢能是相對的，與零勢能面有關(guān)5、電勢能是相對的，與零電勢能面有關(guān)、電勢能是相對的，與零電勢能面有關(guān)ABPAPBPWEEE 通常把電荷在離場源電荷通常把電荷在離場源電荷 的電勢的電勢能規(guī)定為能規(guī)定為零零，或把電荷在，或把電荷在 上電勢上電勢能規(guī)定為能規(guī)定為零零。電荷在某點(diǎn)的電勢能，等于靜電力把它從電荷在某點(diǎn)的電勢能，等于靜電力把它從該處移動到該處移動到 位置所做的功位置所做的功無限遠(yuǎn)處無限遠(yuǎn)處大地表面大地表面零勢能零勢能重力勢能是物體和

7、地球所共重力勢能是物體和地球所共有的，具有系統(tǒng)性有的，具有系統(tǒng)性6、電勢能是電荷和電場所共有的，、電勢能是電荷和電場所共有的，具有系統(tǒng)性具有系統(tǒng)性由此可見，電場力做功與重力做功，由此可見，電場力做功與重力做功，電勢能與重力勢能都很相似，所以電勢能與重力勢能都很相似，所以大家在學(xué)習(xí)電勢能過程中應(yīng)該多聯(lián)大家在學(xué)習(xí)電勢能過程中應(yīng)該多聯(lián)系重力做功與重力勢能的關(guān)系幫助系重力做功與重力勢能的關(guān)系幫助理解電勢能。理解電勢能。重力勢能是標(biāo)量，但有正負(fù)。重力勢能是標(biāo)量，但有正負(fù)。7、電勢能是標(biāo)量，但有正負(fù)。、電勢能是標(biāo)量，但有正負(fù)。重力勢能和電勢能類比重力勢能和電勢能類比 重力場中，重力：地球和重力場中，重力：

8、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中，電場力：電荷之電場中，電場力：電荷之間的作用力間的作用力有重力就有重力勢能有重力就有重力勢能Ep= mghEp= mgh有電場力就有相應(yīng)的能，有電場力就有相應(yīng)的能，叫電勢能叫電勢能EPEpEp由物體和地面間的相對由物體和地面間的相對位置決定位置決定E EP P由電荷在電場中的相對位置由電荷在電場中的相對位置決定決定電場力做正功，電勢能就減少電場力做正功，電勢能就減少電場力做負(fù)功，電勢能就增加電場力做負(fù)功，電勢能就增加電場力作功，電勢能改變電場力作功，電勢能改變重力做功，重力勢能改變重力做功，重力勢能改變重力做正功，重力勢能就減少重力做正功，

9、重力勢能就減少重力做負(fù)功，重力勢能就增加重力做負(fù)功，重力勢能就增加W W重重 = E= EP1P1-E-EP2P2= -E= -EP PW W電電 = E= EPAPA-E-EPBPB= -E= -EP P盡管重力做功與電場力做功很相似，但還是盡管重力做功與電場力做功很相似，但還是存在很大差異存在很大差異存在兩種電荷存在兩種電荷n正電荷順電場線移動，正電荷順電場線移動，n電場力做電場力做 ，電勢能，電勢能 。n 負(fù)電荷順電場線移動，負(fù)電荷順電場線移動，n電場力做電場力做 ，電勢能，電勢能 。n 正電荷逆電場線移動，正電荷逆電場線移動，n電場力做電場力做 ，電勢能，電勢能 。n 負(fù)電荷逆電場線移

10、動，負(fù)電荷逆電場線移動，n電場力做電場力做 ，電勢能，電勢能 。減少減少正功正功負(fù)功負(fù)功增加增加負(fù)功負(fù)功增加增加正功正功減少減少例例1右圖中右圖中MN為電場中某一條電場線方為電場中某一條電場線方向向右，在線取兩點(diǎn)向向右，在線取兩點(diǎn)a、b 今將一電荷今將一電荷q從從a移到移到b則則（ ）A.電場力做正功，電場力做正功，q的電勢能增加；的電勢能增加；B.電場力做負(fù)功，電場力做負(fù)功，q的電勢能增加；的電勢能增加；C.電場力做正功，電場力做正功，q的電勢能減少；的電勢能減少；D.電場力做負(fù)功，電場力做負(fù)功，q的電勢能減少。的電勢能減少。C回答回答P19討論與交討論與交流流1.不能用檢驗(yàn)電荷所具有的電勢

11、能來描述不能用檢驗(yàn)電荷所具有的電勢能來描述靜電場的能的性質(zhì)。因?yàn)榉从畴妶瞿艿男造o電場的能的性質(zhì)。因?yàn)榉从畴妶瞿艿男再|(zhì)的物理量應(yīng)該質(zhì)的物理量應(yīng)該僅與電場中某點(diǎn)性質(zhì)僅與電場中某點(diǎn)性質(zhì)有關(guān)有關(guān)。2.電場強(qiáng)度是描述電場強(qiáng)度是描述電場力的性質(zhì)電場力的性質(zhì)的物理量，的物理量，僅與電場中某點(diǎn)的位置有關(guān)，用比值法定僅與電場中某點(diǎn)的位置有關(guān)，用比值法定義：義：E=F/q，數(shù)值上等于，數(shù)值上等于單位電量的電荷單位電量的電荷受到的電場力受到的電場力。類似的描述電場能的性質(zhì)。類似的描述電場能的性質(zhì)的物理量是否可以用的物理量是否可以用單位電荷具有的電勢單位電荷具有的電勢能能來描述？來描述？AB+q0EL 若將將+q0由

12、由A移到移到B的過程電場力對的過程電場力對電荷做功為電荷做功為W0 則將將+2q0 、+3q0 由由A移到移到B的過程電場的過程電場力對電荷做功（電勢力對電荷做功（電勢能的變化）為能的變化）為 、 相同相同2W03W0 電荷在電荷在A、B兩點(diǎn)電勢能的變化與電荷量的比兩點(diǎn)電勢能的變化與電荷量的比值為值為 、 、 是定值，同是定值，同一位置比值一位置比值 。W0/ q02W0/ 2q03W0/ 3q0相同相同ABPAPBWEE ABPAPBPAPBWEEEEqqqq qPAPBEEqq、與與 無無關(guān)關(guān)，只只與與場場中中位位置置有有關(guān)關(guān)，反反映映了了靜靜電電場場能能的的性性質(zhì)質(zhì)。AoPAAWEqq

13、單位單位: 伏特伏特 符號為符號為V1 V = 1 J/C四、四、 電勢電勢:電場中某點(diǎn)的電勢等于電荷在該點(diǎn)電場中某點(diǎn)的電勢等于電荷在該點(diǎn)具有的具有的 跟這個電荷的跟這個電荷的 的比值。的比值。1. 電勢公式電勢公式（O為零電勢點(diǎn)）為零電勢點(diǎn)）（運(yùn)運(yùn)算算時時代代入入正正負(fù)負(fù)）APAqE2電勢能與電勢的關(guān)系電勢能與電勢的關(guān)系場中某點(diǎn)的電勢數(shù)值上等于單位場中某點(diǎn)的電勢數(shù)值上等于單位 由該點(diǎn)由該點(diǎn)移動到參考點(diǎn)（零勢能點(diǎn)）是電場力所做的功移動到參考點(diǎn)（零勢能點(diǎn)）是電場力所做的功。電勢能電勢能電量電量正電荷正電荷對電勢的理解對電勢的理解（1）電勢是）電勢是 的，是相對于零勢面而言的，的，是相對于零勢面而

14、言的， 一一 般選般選 或或 為零勢面。為零勢面。（2）沿著電場線方向電勢）沿著電場線方向電勢 。（3）正電荷電場中各點(diǎn)電勢均為）正電荷電場中各點(diǎn)電勢均為 ； 負(fù)電荷電場負(fù)電荷電場 中各點(diǎn)電勢均為中各點(diǎn)電勢均為 。（4）電勢是）電勢是 量，但有正負(fù)量，但有正負(fù).（負(fù)電勢表示比零電（負(fù)電勢表示比零電 勢低）勢低）相對相對大地大地?zé)o窮遠(yuǎn)無窮遠(yuǎn)降低降低正正負(fù)負(fù)標(biāo)標(biāo)1、定義：在兩點(diǎn)間移動電荷電場力做的功、定義：在兩點(diǎn)間移動電荷電場力做的功跟這個電荷的電量的比值。跟這個電荷的電量的比值。ABABWUq 2、單位：伏特（、單位：伏特（V） 1V=1J/C3、電勢差是標(biāo)量，但有正有負(fù)、電勢差是標(biāo)量，但有正有

15、負(fù)4、決定的因素：、決定的因素：只與電場及始末兩點(diǎn)的位置有關(guān)，只與電場及始末兩點(diǎn)的位置有關(guān)，與與 檢驗(yàn)電荷以及電場力對檢驗(yàn)電荷所做的功無關(guān)。檢驗(yàn)電荷以及電場力對檢驗(yàn)電荷所做的功無關(guān)。（代入正負(fù)號運(yùn)算）（代入正負(fù)號運(yùn)算）5、 UABUBA， UAC UAB+UBC三、三、 電勢差（電壓）電勢差（電壓）AAOU PAPBABPAPBABABEEWEEUq n例例2 2關(guān)于電勢差的說法中，正確的是關(guān)于電勢差的說法中，正確的是 （ ）A A、兩點(diǎn)間的電勢差等于電荷從其中一點(diǎn)移到另一點(diǎn)、兩點(diǎn)間的電勢差等于電荷從其中一點(diǎn)移到另一點(diǎn)時，電場力所做的功時，電場力所做的功B B、1C1C電荷從電場中一點(diǎn)移動到另

16、一點(diǎn)，如果電場力電荷從電場中一點(diǎn)移動到另一點(diǎn)，如果電場力做了做了1J1J的功，這兩點(diǎn)間的電勢差就是的功，這兩點(diǎn)間的電勢差就是1V1VC C、在兩點(diǎn)間移動電荷時，電場力做功的多少跟這兩、在兩點(diǎn)間移動電荷時，電場力做功的多少跟這兩點(diǎn)間的電勢差無關(guān)點(diǎn)間的電勢差無關(guān)D D、兩點(diǎn)間的電勢差的大小跟放入這兩點(diǎn)的電荷的電、兩點(diǎn)間的電勢差的大小跟放入這兩點(diǎn)的電荷的電量成反比量成反比Bn例例3 3下列說法中正確的是下列說法中正確的是 （ ）A A、在場強(qiáng)較小處，電荷在該處的電勢能也較??；、在場強(qiáng)較小處，電荷在該處的電勢能也較?。籅 B、電荷在場強(qiáng)為零處的電勢能也為零；、電荷在場強(qiáng)為零處的電勢能也為零；C C、在

17、場強(qiáng)相等的各點(diǎn)，電荷的電勢能必相等；、在場強(qiáng)相等的各點(diǎn)，電荷的電勢能必相等；D D、在選定為零電勢的位置處，任何電荷的電勢、在選定為零電勢的位置處，任何電荷的電勢能必為零能必為零. .Dn例例4 4關(guān)于電勢和電勢能的關(guān)系，下列各種關(guān)于電勢和電勢能的關(guān)系，下列各種說法中正確的是：說法中正確的是： （ ）A A、某點(diǎn)電勢高，說明該點(diǎn)電勢能大；、某點(diǎn)電勢高，說明該點(diǎn)電勢能大；B B、某點(diǎn)電勢高，說明該點(diǎn)電場做功本領(lǐng)強(qiáng)；、某點(diǎn)電勢高，說明該點(diǎn)電場做功本領(lǐng)強(qiáng)；C C、若帶電粒子在電場中移動時，電勢能減少，、若帶電粒子在電場中移動時，電勢能減少，則電勢一定降低；則電勢一定降低；D D、負(fù)電荷在電場中無初速

18、度，只在電場力作、負(fù)電荷在電場中無初速度，只在電場力作用下運(yùn)動，電勢能一定減少，同時它一定用下運(yùn)動，電勢能一定減少，同時它一定是從電勢低處移向電勢高處是從電勢低處移向電勢高處. .D 例例3：課本：課本P21例題例題五、等勢面（閱讀課本五、等勢面（閱讀課本P22發(fā)展空間）發(fā)展空間）回答問題：回答問題：1.什么是等勢面？什么是等勢面？2.等勢面有哪些特點(diǎn)？等勢面有哪些特點(diǎn)？n1 1定義：電場中定義：電場中 相等的點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢面。相等的點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢面。n2 2等勢面的特點(diǎn)等勢面的特點(diǎn)（1 1）沿等勢面移動電荷時，電場力）沿等勢面移動電荷時，電場力 功；功；（2 2）電場線跟等勢面）電場

19、線跟等勢面 ，并且由電勢，并且由電勢 的等勢面的等勢面指向電勢指向電勢 的等勢面；的等勢面；（3 3）電場線密的區(qū)域等勢面）電場線密的區(qū)域等勢面 ，電場線疏的區(qū)域等，電場線疏的區(qū)域等勢面勢面 ； （4 4）任意兩個電勢不等的等勢面）任意兩個電勢不等的等勢面 相交。相交。（5 5）等勢面是空間分布的、假想的。）等勢面是空間分布的、假想的。不做不做垂直垂直高高低低密密疏疏不能不能電勢電勢一個正點(diǎn)電荷周圍的等勢面一個正點(diǎn)電荷周圍的等勢面紅線是紅線是 ，藍(lán)線是藍(lán)線是 。等勢面等勢面電場線電場線同一等勢面上同一等勢面上各點(diǎn)場強(qiáng)相同各點(diǎn)場強(qiáng)相同嗎？嗎？場強(qiáng)方向不同場強(qiáng)方向不同勻強(qiáng)電場的等勢面勻強(qiáng)電場的等勢面1.各點(diǎn)的場強(qiáng)各點(diǎn)的場強(qiáng) ，2.各點(diǎn)的電勢相同各點(diǎn)的電勢相同嗎？嗎？相同相同3.場強(qiáng)相同的位置場強(qiáng)相同的位置電勢相同嗎？電勢相同嗎？兩個等量異種電荷形成電場的等勢兩個等量異種電荷形成電場的等勢面面1.連線上場強(qiáng)、電連線上場強(qiáng)、電勢分別怎么變化？勢分別怎么變化？2.中垂線上各點(diǎn)場中垂線上各點(diǎn)場強(qiáng)、電勢怎樣變化？強(qiáng)、電勢怎樣變化？3.電勢相同的位置