物理（普通類）教學課件 第二節(jié) 電勢能 電勢 電勢差 學習資料

第二節(jié)

電勢能

電勢

電勢差一、電勢能二、電勢

電勢差三、電勢差與電場強度的關系

一、電勢能將帶正電q的小球用絲線懸掛在A處，當我們再將正電荷Q放在小球附近時，在Q的電場作用下，小球從位置A偏移到位置B，即小球克服重力做了功。原來在A點的小球由于處在電場中而具有了做功的本領，表明它具有了能量。我們把電場中的電荷由于受到電場力的作用而具有的能量叫作電勢能，用Ep

表示。電荷在電場中的什么位置具有的電勢能多呢？我們知道，在地球表面，只在重力的作用下，高處的物體總是向低處運動。也可以說，物體只在重力的作用下，總是從重力勢能大的位置向重力勢能小的位置運動。在電場中的情況與此類似。在如下所示的電場中，一個放在A

點的正電荷，如果它只受電場力F

的作用，那么，它將向B

點移動。因此，我們可以判斷出：正電荷在A

點的電勢能大，在B

點的電勢能小。在如下所示的電場中，一個放在A

點的負電荷，如果它只受電場力F

的作用，那么，它將向B

點移動。因此，我們可以判斷出：負電荷在A

點的電勢能大，在B點的電勢能小。

二、電勢

電勢差在地球表面，我們可以直接判斷一個物體重力勢能是大還是?。焊咛幍闹亓菽艽?，低處的重力勢能小。物體的重力勢能的大小與物體的地理位置的高低有直接的關系。同樣，人們?yōu)榱四軌蛑庇^地比較電荷在電場中的電勢能的大小，把放在電場中某一點的電荷所具有的電勢能Ep與電荷量q

的比值叫作這一點的電勢，一般用符號V

來表示：電勢V

是標量，它的SI單位是V（伏）。電場中電勢的高低可以根據電場線的方向來判斷：沿著電場線的方向，電勢越來越低。電場中的電勢與地球上的高度一樣，都是相對的。要確定某一點的電勢，首先要選擇一個零電勢點。零電勢點的選取可以是任意的。實踐中，常選取大地或儀器的公共地線的電勢為零。由Ep=qV

可知，對于一個正電荷來說，在電勢高處，電勢能大；在電勢低處，電勢能小。而對于負電荷來說，情況正好相反，在電勢高處，電勢能小；在電勢低處，電勢能大。電場中任意兩點的電勢之差，叫作這兩點的電勢差，即電路中常用的電壓，用符號U

表示。設A、B

兩點的電勢分別為VA

和VB，則這兩點間的電勢差為電勢差也是標量，它的SI單位也是V（伏）。UAB=VA－VB電場中某點電勢的大小與零電勢點的選取有關，其值是相對的。而任意兩點間的電勢差卻與零電勢點的選取無關，是絕對的，如下圖所示。

三、電勢差與電場強度的關系電勢差與電場強度是有聯(lián)系的。在勻強電場中，沿電場強度方向的兩點間的電勢差等于電場強度與這兩點的距離的乘積。如右圖所示，在某一勻強電場中，A、B

兩點間的電勢差為UAB，距離為d，電場強度為E，則UAB＝Ed上式可以改寫成上式說明，在勻強電場中，電場強度在數值上等于沿電場強度方向單位距離上的電勢差。

[例題]

如下圖所示，兩塊平行的金屬板A、B相距3.0cm，用60V的直流電源使兩板分別帶電，兩板之間的勻強電場的電場強度為多大？方向如何？

分析兩塊平行的帶異種電荷的金屬板之間的電場是勻強電場。已知兩板間的電勢差和兩板間的距離，利用勻強電場中電場強度和電勢差的關系，即可求出其中電場強度。電場強度的方向由正極板指向負極板。解

由勻強電場中電場強度和電勢差的關系式得由于A

板接電源正極，所以，電場強度的方向是由A

板指向B

板。V/m=2.0×103V/m在印刷廠里，紙頁之間的摩擦起電，會使紙頁粘在一起，給印刷帶來麻煩。在印染廠里，棉紗、毛線、人造纖維上的靜電，會吸引空氣中的塵埃，使印染質量下降。在制藥生產中，由于靜電吸引塵埃，會使藥品達不到標準的純度。靜電荷積累到一定程度，會產生火花放電。靜電對現(xiàn)代高精密度、高靈敏度的電子設備頗有影響。摩擦產生的靜電，在生產、生活中會給人們帶來很多麻煩，甚至造成危害。在地毯上行走的人，與地毯摩擦而帶的電如果足夠多，他伸手去拉金屬門把手時，手與金屬把手間會產生火花放電，嚴重時會使他痙攣。在空氣中飛行的飛機，與空氣摩擦而帶的電在著陸過程中如果沒有導走，地勤人員接近機身時，人與飛機間會產生火花放電，嚴重時能將人擊倒。靜電的最大危害是電火花，它能點燃某些易燃物質而引起爆炸。專門用來裝汽油或柴油等液體燃料的卡車，在灌油、運輸過程中，燃油與油罐摩擦、撞擊而產生的靜電如果沒有被及時導走，積累到一定程度會產生電火花，引起爆炸。防止靜電危害的基本辦法，是盡快把產生的靜電導走，避免越積越多。具體措施則多種多樣。油罐車靠一條拖在地上的鐵鏈把靜電導走。飛機機輪上通常裝有搭地線，也有用導電橡膠做機輪輪胎的，著陸時它們可將機身的靜電導入地下。在地毯中摻入導電纖維，消除靜電的效果很好。在印染廠中保持適當的濕度，潮濕的空氣可使靜電荷很快消失。練習5-2答案：（1）

B點電勢高；（2）正電荷在B點電勢能較大；（3）負電荷在A點電勢能較大。

1．右圖是一個負電荷的電場，A、B為電場中的兩點。試判斷：（1）A、B兩點哪點電勢高？（2）正電荷在哪點電勢能較大？（3）負電荷在哪點電勢能較大？答案：

M

點的電勢高，是負值；

M

點的電勢高，是正值。

3．兩塊帶電的平行板相距0.05m，兩板間的電勢差為103V，兩板間勻強電場的電場強度為多少？