《電勢能和電勢和電勢差》(精)課件

1、大石橋市高級中學(xué)大石橋市高級中學(xué) 于東明于東明 cosWFL 1 1、功的計算：、功的計算：2 2、重力做功的特點：、重力做功的特點：(1)(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)(2)重力做功重力做功W WG G與重力勢能變化的關(guān)系與重力勢能變化的關(guān)系12GPPPWEEE (3)(3)重力勢能是相對的重力勢能是相對的, ,須選定零勢能參考面須選定零勢能參考面功是功是( (能量能量) )轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化的量度！化的量度！重力做重力做多少正功多少正功，重力勢能，重力勢能減少多少減少多少重力做重力做多少負(fù)功多少負(fù)功，重力勢能，重力勢能增加多少增加多少復(fù)習(xí)：

2、復(fù)習(xí)： 一個一個檢驗電荷檢驗電荷在在電場中電場中某點由靜止某點由靜止釋放釋放, ,將如何運(yùn)動將如何運(yùn)動? ?E 在電場力作用下在電場力作用下電荷做加速運(yùn)動電荷做加速運(yùn)動, ,一段時間后獲得一定的一段時間后獲得一定的速度速度, ,檢驗電檢驗電荷的荷的動能動能增加增加. .+F把正電荷沿不同路徑從把正電荷沿不同路徑從A A點移到點移到B B電場力做功？電場力做功？+A AF Fq q甲甲乙乙丙丙沿甲路徑電場力做功沿甲路徑電場力做功: : W W甲甲= = F F|AB|cos|AB|cos= =qEqE|AC|AC|沿乙路徑電場力做功沿乙路徑電場力做功: : W W乙乙= = qEqE|AC|AC

3、|沿丙路徑電場力做功沿丙路徑電場力做功: : W W丙丙= = qEqE|AC|AC|沿任意路徑電場力做功沿任意路徑電場力做功: : W W任意任意= =qEqE|AC|AC|：電場力做功與電場力做功與無關(guān)無關(guān), ,由由位置來決定位置來決定. .等于電等于電場力與始末位置連線在電場線方向上投影長的乘積場力與始末位置連線在電場線方向上投影長的乘積. .電場力做功的過程是什么能轉(zhuǎn)化為什么能呢？電場力做功的過程是什么能轉(zhuǎn)化為什么能呢？BC二、電勢能二、電勢能EpEEWPBPAAB1 1、電荷在電場中具有的能量叫電勢能。、電荷在電場中具有的能量叫電勢能。電場力對電荷做多少正功，電荷的電勢能減電場力對電

4、荷做多少正功，電荷的電勢能減小多少小多少( (電場力做正功，電勢能減少電場力做正功，電勢能減少）電場力對電荷做多少負(fù)功，電荷的電勢能增電場力對電荷做多少負(fù)功，電荷的電勢能增加多少加多少(電場力做負(fù)功，電勢能增加電場力做負(fù)功，電勢能增加）2、電場力做的功等于電勢能變化量的負(fù)值、電場力做的功等于電勢能變化量的負(fù)值4 4、電勢能有正負(fù)，卻是標(biāo)量，正負(fù)表示該點的、電勢能有正負(fù)，卻是標(biāo)量，正負(fù)表示該點的電勢能比零點的電勢能的高電勢能比零點的電勢能的高或或低。低。3.電勢能是相對的，與零勢能面的選擇有關(guān)。若電勢能是相對的，與零勢能面的選擇有關(guān)。若規(guī)定電規(guī)定電荷在離場源電荷無限遠(yuǎn)處的電勢能為零，或把電荷在大

5、荷在離場源電荷無限遠(yuǎn)處的電勢能為零，或把電荷在大地表面上電勢能規(guī)定為零。地表面上電勢能規(guī)定為零。（在正電荷產(chǎn)生的電場中正電荷在任意一點具有的電勢（在正電荷產(chǎn)生的電場中正電荷在任意一點具有的電勢能都為正，負(fù)電荷在任一點具有的電勢能都為負(fù)。）能都為正，負(fù)電荷在任一點具有的電勢能都為負(fù)。）（在負(fù)電荷產(chǎn)生的電場中正電荷在任意一點具有的電勢（在負(fù)電荷產(chǎn)生的電場中正電荷在任意一點具有的電勢能都為負(fù)，負(fù)電荷在任意一點具有的電勢能都為正。）能都為負(fù)，負(fù)電荷在任意一點具有的電勢能都為正。）1、下列說法中，正確的是：、下列說法中，正確的是：A、把兩個同種點電荷間的距離增大一些，電荷的電、把兩個同種點電荷間的距離增

6、大一些，電荷的電勢能一定增加勢能一定增加B、把兩個同種點電荷間的距離減小一些，電荷的電、把兩個同種點電荷間的距離減小一些，電荷的電勢能一定增加勢能一定增加C、把兩個異種點電荷間的距離增大一些，電荷的電、把兩個異種點電荷間的距離增大一些，電荷的電勢能一定增加勢能一定增加D、把兩個異種點電荷間的距離減小一些，電荷的電、把兩個異種點電荷間的距離減小一些，電荷的電勢能一定增加勢能一定增加BC課堂訓(xùn)練：課堂訓(xùn)練：2 2、將帶電量為、將帶電量為6 61010-6-6C C的負(fù)電荷從電場中的的負(fù)電荷從電場中的A A點移點移到到B B點，克服電場力做了點，克服電場力做了3 31010-5-5J J的功，再從的

7、功，再從B B移移到到C C，電場力做了，電場力做了1.21.21010-5-5J J的功，則的功，則（1 1）電荷從）電荷從A A移到移到B B，再從，再從B B移到移到C C的過程中電勢能的過程中電勢能共改變了多少？共改變了多少？（2 2）如果規(guī)定）如果規(guī)定A A點的電勢能為零，則該電荷在點的電勢能為零，則該電荷在B B點點和和C C點的電勢能分別為多少？點的電勢能分別為多少？（3 3）如果規(guī)定）如果規(guī)定B B點的電勢能為零，則該電荷在點的電勢能為零，則該電荷在A A點點和和C C點的電勢能分別為多少？點的電勢能分別為多少？增加了增加了1.81.81010-5-5J J. E EPCPC=

8、1.8=1.81010-5-5 J J E EPCPC=-1.2=-1.21010-5-5 J JE EPBPB=3=31010-5-5 J J E EPAPA= -3= -31010-5-5 J J 5.電荷在電場中某一點電荷在電場中某一點A具有的電勢能具有的電勢能EP等于將該點電荷由等于將該點電荷由A點移到電勢能零點電場點移到電勢能零點電場力所做的功力所做的功W。即。即EP=WA0lE+ +cos0qElWAcosqElEPAcosElqEPA 該比值是一個與該比值是一個與q q無關(guān)，僅與電場無關(guān)，僅與電場及及A A點的位置有關(guān)的量。點的位置有關(guān)的量。設(shè)EP0 =0該比值稱為該比值稱為A

9、A點的點的電勢電勢零勢能零勢能參考點參考點驗證：電荷電場中在某一點的電勢能與電荷電場中在某一點的電勢能與它的電荷量的比值它的電荷量的比值qEP1 V = 1 J/C1. 1. 定義定義: :2. 2. 公式公式: :3. 3. 單位單位: : 伏特伏特(V)(V) ( (計算時要計算時要代入正負(fù)號代入正負(fù)號) )4. 標(biāo)量標(biāo)量 ( (有正負(fù)有正負(fù)) )5. 5. 電勢具有電勢具有相對性相對性：確定電勢確定電勢, ,應(yīng)先規(guī)定電應(yīng)先規(guī)定電場中某處的電勢為零場中某處的電勢為零.( .(通常規(guī)定離場源電荷通常規(guī)定離場源電荷無限遠(yuǎn)處無限遠(yuǎn)處或或大地大地的電勢為零的電勢為零.) .)三、電勢三、電勢 沿著

10、電場線方向，電勢如何變化呢？沿著電場線方向，電勢如何變化呢？6、沿著電場線的方向，電勢越來越低、沿著電場線的方向，電勢越來越低如何確定電場中某點的電勢呢？如何確定電場中某點的電勢呢？7、電勢具有相對性，先規(guī)定電場中某處的電勢、電勢具有相對性，先規(guī)定電場中某處的電勢為零，然后才能確定電場中其他各點的電勢。為零，然后才能確定電場中其他各點的電勢。（通常取離場源電荷無限遠(yuǎn)處或大地的電勢為（通常取離場源電荷無限遠(yuǎn)處或大地的電勢為零）零）EP=q1.在正電荷產(chǎn)生的電場中正電荷在任意一在正電荷產(chǎn)生的電場中正電荷在任意一點具有的電勢能都為正，負(fù)電荷在任一點具有的電勢能都為正，負(fù)電荷在任一點具有的電勢能都為負(fù)

11、。點具有的電勢能都為負(fù)。2.在負(fù)電荷產(chǎn)生的電場中正電荷在任意一在負(fù)電荷產(chǎn)生的電場中正電荷在任意一點具有的電勢能都為負(fù)，負(fù)電荷在任意點具有的電勢能都為負(fù)，負(fù)電荷在任意一點具有的電勢能都為正。一點具有的電勢能都為正。 例例1. 1. 試探電荷試探電荷q q1 1放在電場中的放在電場中的A A點點, ,電勢電勢能為能為E(E(規(guī)定無限遠(yuǎn)處電勢能為零規(guī)定無限遠(yuǎn)處電勢能為零),A),A點的點的電勢為電勢為_,_,若把試探電荷若把試探電荷q q1 1換成試換成試探電荷探電荷q q2 2放在電場中的放在電場中的A A點點,A,A點的電勢點的電勢為為_ (_ (仍規(guī)定無限遠(yuǎn)處電勢能仍規(guī)定無限遠(yuǎn)處電勢能為零為零

12、). ).1qE1qE 例例2. 2. 將一電量為將一電量為 的點電荷從電的點電荷從電場外一點場外一點P P移至電場中某點移至電場中某點A,A,電場力做功電場力做功- -4 41010-5-5J, J,求求A A點的電勢點的電勢? ?cq6102解解: : 場外一點場外一點P P的電勢為的電勢為0pJWEPA5104VVqEPAA2010210465從從P A,P A,電場力做的功電場力做的功 PAEW注注意意: :計算電勢首先要規(guī)定計算電勢首先要規(guī)定零電勢處零電勢處, ,且電且電勢可以為勢可以為負(fù)負(fù). .電場中電勢相等的點構(gòu)成的曲電場中電勢相等的點構(gòu)成的曲面叫做等勢面。面叫做等勢面。 為了使

13、等勢面能夠反映電場的為了使等勢面能夠反映電場的強(qiáng)弱，通常使相鄰等勢面之間的電強(qiáng)弱，通常使相鄰等勢面之間的電勢差相等。勢差相等。1.沿著等勢面移動電荷時，電場力所作的功為零。沿著等勢面移動電荷時，電場力所作的功為零。2.在任何靜電場中電場線與等勢面是互相垂直的。在任何靜電場中電場線與等勢面是互相垂直的。3.等勢面愈密等勢面愈密(即間距愈小即間距愈小)的區(qū)域，場強(qiáng)愈大。的區(qū)域，場強(qiáng)愈大。 1電勢電勢2電勢能與電勢的關(guān)系電勢能與電勢的關(guān)系3.電勢與電勢差的關(guān)系？電勢與電勢差的關(guān)系？APAqEqEqWPAAPABAABU1、定義：、定義：qWUABAB 2、單位：伏特（、單位：伏特（V） 1V=1J/

14、C3、電勢差是標(biāo)量，但有正有負(fù)、電勢差是標(biāo)量，但有正有負(fù)4、決定的因素：、決定的因素：只與電場及始末兩點的位置有關(guān)，只與電場及始末兩點的位置有關(guān)，與與 檢驗電荷以及電場力對檢驗電荷所做的功無關(guān)。檢驗電荷以及電場力對檢驗電荷所做的功無關(guān)。注意：電場力做的功注意：電場力做的功WAB=qUAB（WAB、q、UAB都有都有正負(fù)號正負(fù)號)5、 UABUBA， UAC UAB+UBC五、五、 電勢差（電壓）電勢差（電壓）BA例例1:：如圖，虛線如圖，虛線a、b和和c是某靜電場中的三個等勢面，它們的是某靜電場中的三個等勢面，它們的電勢分別為電勢分別為 、 和和 ，一帶正電粒子射入電場中，其運(yùn)動軌，一帶正電粒

15、子射入電場中，其運(yùn)動軌跡如實線跡如實線KLMN所示。由圖可知：所示。由圖可知：A、粒子從、粒子從K到到L的過程中，電場力做負(fù)功的過程中，電場力做負(fù)功B、粒子從、粒子從L到到M的過程中，電場力做負(fù)功的過程中，電場力做負(fù)功C、粒子從、粒子從K到到L的過程中，電勢能增加的過程中，電勢能增加D、粒子從、粒子從L到到M的過程中，動能減少的過程中，動能減少abcACabcKLMN例例2：如：如圖所示，三個等差等勢面上有圖所示，三個等差等勢面上有a、b、c、d四點，四點，若將一個正電荷由若將一個正電荷由c經(jīng)經(jīng)a移動到移動到d電場力做正功電場力做正功W1，若由，若由c經(jīng)經(jīng)b移動到移動到d電場力做正功電場力做正

16、功W2，則：，則：2121212121212121.，WWDWWCWWBWWA123cabdD隨堂訓(xùn)練隨堂訓(xùn)練兩塊帶電的平行金屬板相距兩塊帶電的平行金屬板相距2cm，板間有一與板面垂直，板間有一與板面垂直的勻強(qiáng)電場，一電子從負(fù)極板自由釋放，經(jīng)的勻強(qiáng)電場，一電子從負(fù)極板自由釋放，經(jīng)1.510-8s打打到對面極板上，求該電場的電場強(qiáng)度。（電子質(zhì)量到對面極板上，求該電場的電場強(qiáng)度。（電子質(zhì)量m=9.110-31kg）CNE/1013隨堂訓(xùn)練隨堂訓(xùn)練如圖所示，細(xì)線一端系著一個帶電量為如圖所示，細(xì)線一端系著一個帶電量為+q、質(zhì)量為、質(zhì)量為m的小球，另一端固定于的小球，另一端固定于O點，加一勻強(qiáng)電場后可使小點，加一勻強(qiáng)電場后可使小球靜止于圖示位置，此時懸線與豎直方向夾角為球靜止于圖示位置，此時懸線與豎直方向夾角為。要使電場的場強(qiáng)最小，該電場場強(qiáng)的方向怎樣？大小要使電場的場強(qiáng)最小，該電場場強(qiáng)的方向怎樣？大小如何？如何？Oq垂直懸線斜向上方垂直懸