1.5電勢電勢差課件-高二上學期物理教科版

電勢

電勢差

將不同質(zhì)量的物體從地面搬到樓頂，重力勢能的變化不同，但是樓頂?shù)摹案叨取笔且欢ǖ摹?/p>

將質(zhì)量m的物體提升h高度，重力勢能增加mgh；將質(zhì)量為2m的物體提升h高度，重力勢能增加2mgh；將質(zhì)量為3m的物體提升h高度，重力勢能增加3mgh。

勻強電場中任取一點A，取一點B，并規(guī)定電荷在B點的電勢能為0，引入檢驗電荷置于A，其電勢能為EPA。則從A點移到B點時電場力做功為WAB=EPA。q+1CEPAE0+2C……2E0……EqFAB+該“常量”是否相當于電場中的“高度”？該比值是一個與q無關(guān)，僅與電場及A點的位置有關(guān)的量。EABθ++qFB為零勢能參考點該比值稱為A點的電勢q從A移到B，求EPA與q的比值：什么是電勢呢？電勢1、定義：

電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量的比值，叫做這一點的電勢。2、定義式：（EP及q含正負號）電勢能類比重力勢能電勢高度一、電勢3、單位：伏特，符號為V

4、電勢只有大小，沒有方向，是標量。

負電勢表示該處的電勢比零電勢低。5、電勢具有相對性電勢是相對于零電勢能點的，一般選取無窮遠電勢為0，實際應(yīng)用中常取大地電勢為01V=1J/C6、物理意義：在電場中的某一點，如果電荷量為1C的電荷

在這點的電勢能是1J，這一點的電勢就是1V例1、

如果把電荷量為q＝＋1.0×10－8C的電荷從無限遠處移到電場中的A點，需要克服靜電力做功W＝1.2×10－4J，取無限遠處的電勢為零。那么：(1)q在A點的電勢能和A點的電勢各是多少？(2)q未移入電場前，A點的電勢是多少？電勢差類比法分析重力場電場重力做功電場力做功重力勢能電勢能WG=EP1-EP2WAB=EPA-EPB某點的高度某點的電勢重力電場力兩點間高度差兩點間的電勢差1、定義：電場中兩點間電勢的差值叫

電勢差，也叫電壓，用U表示。設(shè)電場中A點的電勢為

A，B點的電勢為

B則有或者表示成得到二、電勢差UAB＝φA－φBUBA＝φB－φAUAB＝-UBAABFE

A

BUAB

2、單位：伏特V3、電勢差是標量，但有正負。正、負表示兩點電勢的高低。

UAB>0表示A點電勢比B點高,

UAB<0表示A點電勢比B點低，

。

A＞

B

A＜

B4、電勢差與零電勢點的選取無關(guān)UAB=φA－φB

=

300V-120V=180V

UAB=φA－φB

=

180V-0V=180V

14對電勢差的理解電場中兩點間的電勢差，由電場本身決定，與在這兩點間移動的電荷的電荷量、靜電力做功的大小、零電勢位置的選取均無關(guān)。在確定的電場中，即使不放入電荷，任何兩點間的電勢差也有確定值。15對電勢差的理解對于電勢差必須明確指出是哪兩點間的電勢差，而且先后順序不能亂。如A、B間的電勢差記為UAB，B、A間的電勢差記為UBA，而UAB＝-UBA。電場中兩點間的電勢差與零電勢位置的選取無關(guān)。5、靜電力做功與電勢差的關(guān)系電荷q從電場中A點移到B點。即或(適用于勻強電場和非勻強電場)(比值定義式)ABFE

A

BUAB

6、推論：UAC=UAB+UBCUAB+UBC=UACUAB=φA-φBUBC=φB-φC（φA-φB）+（φB-φC）=φA-φc故UAC=UAB+UBC7、電勢與電勢差的對比電勢φ電勢差U定義決定因素相對性數(shù)值關(guān)系單位標矢性物理意義

由電場本身決定由電場和場內(nèi)兩點間位置決定有，與零勢能點選取有關(guān)無，與零勢能點選取無關(guān)

相同，均是伏特(V)都是標量，但均具有正負都是描述電場能的性質(zhì)的物理量【例題1】下列說法正確的是(

)A、電勢差與電勢一樣，是相對量，與零電勢點的選取有關(guān)B、電勢差是一個矢量，有正值和負值之分C、由于電場力做功跟移動電荷的路徑無關(guān)，所以電勢差也跟移動電

荷的路徑無關(guān)，只跟這兩點的位置有關(guān)D、A、B兩點的電勢差是恒定的，不隨零電勢點的不同而改變，所

以UAB＝UBA解析：C電勢與零電勢點的選取有關(guān)，電勢差與零電勢點的選取無關(guān)，故A錯誤；電勢差為標量，故B項錯誤；靜電力做功及電勢差只與初末位置有關(guān)，與路徑無關(guān)，故C項正確；UAB＝φA－φB，UBA＝φB－φA，所以UAB＝－UBA，故D錯誤．

【例2】圖中，a、b、c、d、e五點在一直線上，b、c兩點間的距離等于d、e兩點的距離。在a點固定放置一個點電荷，帶電荷量為+Q，已知在+Q的電場中b、c兩點間的電勢差為U。將另一個點電荷+q從d點移到e點的過程中（

）A.電場力做功qUB.克服電場力做功qUC.電場力做功大于qUD.電場力做功小于qU

D【例題3】把電荷量q=5×10-5C的點電荷從電場中的a點移到b點，電場力做功為3×10-2J，則a、b兩點間的電勢差和減少的電勢能為（）A．6×102V，3×10-2J

B．6×102V，-3×10-2JC．-6×102V，3×10-2J D．-6×102V，-3×10-2J22A【解析】a、b兩點的電勢差

。由于電場力對電荷做正功，所以該點的電勢能減少3×10-2J。（2）A、B間，B、C間，A、C間的電勢差各是多大？

【例題4】在勻強電場中把電荷量為2.0×10-9C的點電荷從A點移動到B點，靜電力做的功為1.6×10-7J。再把這個電荷從B點移動到C點，靜電力做的功為-4.0×10-7J。（1）A、B、C三點中，哪點電勢最高？哪點電勢最低？

電勢和電勢差的正負2、UAB>0表示A點電勢比B點高,

UAB<0表示A點電勢比B點低，

。

A＞

B

A＜

B1、電勢的正負是與零電勢點相比較而言。

，表示該點的電勢比零點高；,表示該點的電勢比零點低。>0<0三、電勢和電勢差的正負+A+BE請判斷A、B兩點的電勢高低？F正電荷順著電場線走+A+BE請判斷A、B兩點的電勢高低？F正電荷逆著電場線走-ABE請判斷A、B兩點的電勢高低？F-負電荷順著電場線走-ABE請判斷A、B兩點的電勢高低？F-負電荷逆著電場線走φA>φB

>φC沿著電場線方向,電勢逐漸降低法一：3、電勢高低的判斷方法法二：做功判斷法（1）電場中移動正電荷電場力做正功，電勢能減小，則電勢φ降低電場力做負功，電勢能增大，則電勢φ升高（2）電場中移動負電荷電場力做正功，電勢能減小，則電勢φ升高電場力做負功，電勢能增大，則電勢φ降低

+

－

法三：根據(jù)電勢計算公式:說明：由公式進行計算，q、EP帶正負號計算法四：場源電荷判斷法離正電荷越近的地方電勢越高取無窮遠處的電勢為零正點電荷電場中各點的電勢大于零負點電荷電場中各點的電勢小于零離負電荷越近的地方電勢越低電勢

電場強度E物理意義決定因素矢/標量反映電場能的性質(zhì)反映電場力的性質(zhì)由電場本身決定，與檢驗電荷無關(guān)由電場本身決定，與檢驗電荷無關(guān)標量矢量練習1、(多選)如圖所示，a、b、c為電場中同一條電場線上的三點，其中c為a、b的中點．若一個運動的正電荷只在靜電力作用下先后經(jīng)過a、b兩點，a、b兩點的電勢分別為φa＝－3V，φb＝7V，則(

)A．a(chǎn)點的場強一定小于b點的場強B．a(chǎn)點場強有可能等于b點場強C．正電荷在a點的動能小于在b點的動能D．正電荷在a點的電勢能小于在b點的電勢能練習2、如圖所示，帶箭頭的線表示某一電場的電場線．在電場力作用下，一帶負電的粒子(不計重力)經(jīng)A點飛向B點，徑跡如圖中虛線所示，A、B兩點相比，下列說法正確的是()A．粒子在A點的加速度大B．B點電勢較高C．粒子在B點動能大D．粒子在B點的電勢能較大D練習3、圖甲中AB是某電場中的一條電場線．若將一負電荷從A點處由靜止釋放，負電荷僅在電場力作用下沿電場線從A到B運動過程中的速度圖象如圖乙所示．關(guān)于A、B兩點的電勢高低和場強大小關(guān)系，下列說法中正確的是(

)A．φA>φB，EA>EB B．φA>φB，EA<EBC．φA<φB，EA>EB D．φA<φB，EA<EBC等勢面

A在此面上移動電荷時

B

B′W

=0E

B

B′

B

B′又

W

=qU此面上各點間電勢相等U=0V在電場中，電勢相同的各點構(gòu)成的面叫作等勢面。尋找電勢相等的點1、電場中電勢相同的各點構(gòu)成的面叫作等勢面。42四、等勢面2、等勢面的特點：（1）同一等勢面上移動電荷，靜電力不做功；（2）電場線跟等勢面垂直；反證法:假如電場線與等勢面不垂直,電場強度就有一個沿著等勢面的分量,在等勢面上移動電荷時靜電力就要做功,電荷的電勢能就要發(fā)生變化,這與這個面是等勢面相矛盾.在同一等勢面上穩(wěn)動電荷時,靜電力不做功.（3）兩個等勢面一定不相交。（4）等差等勢面的疏密反映電場強度的大小，等勢面越密的

位置，電場強度越大。3、等差等勢面：電場中相鄰等勢面之間的電勢差相同的一系列等勢面（1）相鄰等差等勢面間的電勢差相同:

U=φ2-φ1=φ3-φ2=φ4-φ3（2）電荷在相鄰等差等勢面間的電勢能變化相同：

ΔEP=EP2-EP1=EP3-EP2等差等勢面特點：等勢面與地理中的什么類似呢？在地圖中，常用等高線來表示地勢的高低4、常見電場等勢面分布圖，每幅圖中，兩個相鄰的等勢面間的

電勢之差是相等的。（等差等勢面）（1）點電荷電場中的等勢面：以點電荷為球心的一簇球面，越

向外越稀疏。φ降低正點電荷的等勢面孤立正點電荷等差等勢面山峰的等高線深井的等高線孤立負點電荷等差等勢面不等間距同心球面BACφ降低負點電荷的等勢面（2）等量異種點電荷電場中的等勢面：是兩簇對稱曲面。①等量異種電荷在連線上從正電荷到負電荷電勢逐漸降低，中

點的電勢為零。②等量異種電荷的中垂線是等勢面且電勢為零。（中垂線是等勢

面，以為可以無限延伸，故該等勢面電勢可以規(guī)定為φ

∞=0

）右側(cè)電勢小于零；左側(cè)電勢大于零等量異種電荷等差等勢面AoBCDφ降低高峰與深井的等高線等量異種電荷的等勢面（3）等量同種點電荷（正電荷）電場中的等勢面：是兩簇對稱曲面。①等量同種電荷（正電荷）在連線上電勢先降低后升高，中點的電勢最低。②等量同種電荷（正電荷）在中垂線上中點的電勢最高，越往兩邊越低?！窀鼽c的電勢大于零底部連在一起的兩座山峰等量同種電荷等差等勢面φ降低ABCoφ降低D等量同種電荷（正電荷）的等勢面--1.兩電荷連線上，由負電荷到連線中點O電勢逐漸升高，且關(guān)于O點對稱；O拓展：等量同種負點電荷2.兩電荷連線中垂線上，由中點O向兩側(cè)電勢到無限遠電勢逐漸升高，且關(guān)于O點對稱。

--各點的電勢小于零(4)勻強電場的等勢面：等勢面是垂直于電場線的一簇平行等間距的平面練習1、如圖所示，兩等量同種正點電荷固定在真空中。在它們連線的中垂線上有A、B兩點，O為連線中點，C為連線上一點，下列結(jié)論正確的是（）A．B點場強一定大于A點場強B．B點電勢一定高于A點電勢C．若電荷僅受電場力從O點運動到C點，電勢能一定減小D．若電荷僅受電場力從O點運動到C點，加速度不一定增大B練習2、(多選)如圖所示，a、b、c、d、e、f點是以O(shè)為球心的球面上的點，分別在a、c兩點處放上等量異種電荷+Q和-Q。則下列說法中正確的是()A.b、f兩點電場強度大小相等，方向不同B.e、d兩點電勢不同C.b、f兩點電場強度大小相等，方向相同D.e、d兩點電勢相同答案：CD5．等勢面的應(yīng)用（1）由等勢面可以判斷電場中各點電勢的高低。（2）由等勢面可以判斷電荷在電場中移動時靜電力做功的情況。即：WAB=EPA-EPB=q(φ

A

—φ

B)（3）由等勢面可以判斷電荷在電場中各點電勢能大小的情況。（4）由于等勢面和電場線垂直，已知等勢面的形狀分布，可以

繪制電場線，從而確定電場的大體分布。1．真空中某點電荷的等勢面示意如圖，圖中相鄰等勢面間電勢差相等。下列說法正確的是（）A．該點電荷一定為正電荷 B．P點的場強一定比Q點的場強大C．P點的電勢一定比Q點的電勢高 D．正檢驗電荷在P點比在Q點的電勢能大B2．某電場中的等勢面如圖所示，下列關(guān)于該電場的描述正確的是（）A．負電荷在A點的電勢能比在B點的電勢能大B．負