上課4、5電勢差和電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系

1、電 勢 差一、電勢差與電勢的關(guān)系一、電勢差與電勢的關(guān)系二二、電勢差與靜電力做功的、電勢差與靜電力做功的關(guān)系關(guān)系三、電勢差與電場強(qiáng)度的三、電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系關(guān)系類比法類比法重力場重力場電場電場 重力重力電場力電場力某點(diǎn)的高度某點(diǎn)的高度某點(diǎn)的電勢某點(diǎn)的電勢重力勢能重力勢能電勢能電勢能重力做功重力做功電場力做功電場力做功WG= EP1-EP2W電電= EPA-EPB兩點(diǎn)兩點(diǎn)間間高度高度差差？一、電勢差與電勢的關(guān)系一、電勢差與電勢的關(guān)系1 1、電勢差：、電勢差： 電場中兩點(diǎn)間電勢的差值，也叫電場中兩點(diǎn)間電勢的差值，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)電場中設(shè)電場中A A點(diǎn)的電勢為點(diǎn)的電勢為，B B點(diǎn)的電勢為點(diǎn)的電勢為注意：電勢差有正負(fù)？注意：電勢差有正負(fù)？-2V6V10VABC求求UBA、UBC、UACUAC=UAB+UBC對電勢差概念的理解：對電勢差概念的理解：1、電勢差是表示電場性質(zhì)的物理量，只由電、電勢差是表示電場性質(zhì)的物理量，只由電場本身初末位置決定。場本身初末位置決定。2、電勢與零電勢參考點(diǎn)的選取有關(guān)，而電勢、電勢與零電勢參考點(diǎn)的選取有關(guān)，而電勢差的大小是絕對的，與零電勢參考點(diǎn)的選取無差的大小是絕對的，與零電勢參考點(diǎn)的選取無關(guān)。關(guān)。3、電勢的正負(fù)表示該點(diǎn)比參考點(diǎn)的電勢大或、電勢的正負(fù)表示該點(diǎn)比參考點(diǎn)的電勢大或??；電勢差的正負(fù)表

3、示兩點(diǎn)的電勢的高低。?。浑妱莶畹恼?fù)表示兩點(diǎn)的電勢的高低。4、講到電勢差時(shí)，必須明確所指的是哪兩點(diǎn)、講到電勢差時(shí)，必須明確所指的是哪兩點(diǎn)（兩位置）的電勢差。（兩位置）的電勢差。二、靜電力做功與電勢差的關(guān)系二、靜電力做功與電勢差的關(guān)系)(BAq 電荷電荷q q從電場中從電場中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)電勢差在數(shù)值上等于移動電勢差在數(shù)值上等于移動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？ 由電場本身的因素決定由電場本身的因素決定 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在電場中把在電場中把2.0 2.0 9 9-7-7-7-71.1.A A、B B、C C三點(diǎn)中哪點(diǎn)電勢最高？哪點(diǎn)最低？三點(diǎn)中哪點(diǎn)電勢最高？哪點(diǎn)最低？2.2.A A、B B間，間， B B、C C間，間， A A、C C間的電勢差各是多少？間的電勢差各是多少？3.3.把把-1.5 -1.5 9 9WAC=WAB

5、+WBCUAC =UAB + UBCCA75V-200V 電場中電場中A A、B B 兩點(diǎn)的電勢是兩點(diǎn)的電勢是 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)，電場力做了多少功？電勢能點(diǎn)，電場力做了多少功？電勢能是增加還是減少，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電場力做負(fù)功，則電勢能

6、增加，增加電場力做負(fù)功，則電勢能增加，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)電場從勻強(qiáng)電場E中中由由A點(diǎn)移動到點(diǎn)移動到B點(diǎn)，試分析點(diǎn)，試分析 A、B兩點(diǎn)兩點(diǎn)間的電勢差跟場強(qiáng)的關(guān)系。間的電勢差跟場強(qiáng)的關(guān)系。三、電勢差與電場強(qiáng)度的三、電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系關(guān)系EABCdl 1、勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度之間的關(guān)系：、勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度之間的關(guān)系： U=Ed 或者或者 E=U/d（場強(qiáng)的單位：（場強(qiáng)的單位：V/m） （1）在勻強(qiáng)電場中，）在勻強(qiáng)電場中，沿著場強(qiáng)方向沿著場強(qiáng)

7、方向的兩點(diǎn)間的的兩點(diǎn)間的電勢差等于場強(qiáng)與這兩點(diǎn)的距離的乘積。電勢差等于場強(qiáng)與這兩點(diǎn)的距離的乘積。（2）在勻強(qiáng)電場中，）在勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)在數(shù)值上等于沿場強(qiáng)場強(qiáng)在數(shù)值上等于沿場強(qiáng)方向每方向每單位距離單位距離上的電勢差上的電勢差。（3）在勻強(qiáng)電場中，）在勻強(qiáng)電場中，某一線段上的等分點(diǎn)之間某一線段上的等分點(diǎn)之間的電勢差必然相等的電勢差必然相等。 問題分析：問題分析：B、C、D是勻強(qiáng)電場中某一等勢是勻強(qiáng)電場中某一等勢面的三個(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降落的數(shù)值一樣嗎？單位距離電勢降落的數(shù)值一樣嗎？在電場中沿著電場線的方向電勢在電場中沿著電場線的方向電勢降落

8、最快降落最快。 例例1、勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)、勻強(qiáng)電場的場強(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移動到移動到B過過程中，電場力做功是多少？電荷的電勢能是程中，電場力做功是多少？電荷的電勢能是增加還是減少？增加還是減少？下列說法正確的是（下列說法正確的是（ ） A.A.電勢差和電勢一樣，是相對量，與電勢差和電勢一樣，是相對量，與零點(diǎn)的選取有關(guān)零點(diǎn)的選取有關(guān) B.B.電勢差是個(gè)標(biāo)量，但是有正負(fù)之分電勢差是個(gè)標(biāo)量，但是有正負(fù)之分 C.C.由于電場力做功跟移動電荷的路徑由于電場力做功跟移動電荷的路

9、徑無關(guān)，所以電勢差也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(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)的電勢差是恒定的，不隨零兩點(diǎn)的電勢差是恒定的，不隨零電勢點(diǎn)的不同位置而改變，所以電勢點(diǎn)的不同位置而改變，所以U UABAB=U=UBABA BC2.對于電場中對于電場中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.電勢差的定義式電勢差的定義式U UABAB=W=WABAB/q/q，說明兩點(diǎn)間，說明兩點(diǎn)間的電勢差的電勢差U UABAB與電場力做功與電場力做功W WABAB成正比，與移成正比，與移動電荷的電荷量動電荷的電荷量q

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

11、場中的A A、B B 兩點(diǎn)，克服電場力做功兩點(diǎn)，克服電場力做功6 61010-4 -4J J，已知，已知B B點(diǎn)電勢為點(diǎn)電勢為 50V 50V，則（，則（l l）A A、B B間兩點(diǎn)間的電勢差是多少？間兩點(diǎn)間的電勢差是多少？（2 2）A A點(diǎn)的電勢？（點(diǎn)的電勢？（3 3）電勢能變化了？）電勢能變化了？（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)的電勢能是？點(diǎn)的電勢能是？ 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，在靜電場中由a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)，在這過程中，除電場力外，其 它 力其 它 力 作的功為6.010- 5J，粒子動能增加了8.010-5J ，求a、b兩點(diǎn)間電勢差Uab等于多少？Wab=2.010-5JUab=-10000V 如圖所示A、B、C、D是勻強(qiáng)電場中一正方形的四個(gè)頂點(diǎn)，已知A、B、C三點(diǎn)的電勢分別為A=15V，B=3V，C=-3V，由此可得D點(diǎn)電勢D為多大？ UAB=UDCUAD=UBC9V 例例2

13、、如圖示，勻強(qiáng)電場中、如圖示，勻強(qiáng)電場中A、B、C三點(diǎn)的三點(diǎn)的電勢分別為電勢分別為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)電場的電場線大致方向；）畫出該勻強(qiáng)電場的電場線大致方向；（2）求出該勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小。）求出該勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小。 10V2V6V6V等勢面等勢面 在勻強(qiáng)電場中如圖所示分布著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)，電場力做功為零；從B移到C處時(shí)，電場力做功為1.7310-3J，試判斷該電場的方向，算出場強(qiáng)的大小。

14、E=1000J/C 如圖是某勻強(qiáng)電場的等勢面示意圖，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，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，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，A、B相距6，C、D為電場中的兩點(diǎn)，且CD=4，CD連線和場強(qiáng)方向成60角。已知電子從D點(diǎn)移到C點(diǎn)電場力做功為3.210-17J，求：勻強(qiáng)電場的場強(qiáng) A、

15、B兩點(diǎn)間的電勢差 若A板接地，D點(diǎn)電勢為多少？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能。請推導(dǎo)電子伏特與焦耳的換所增加的動能。請推導(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、電勢差、電勢差 ：兩點(diǎn)的電勢之差，也叫電壓：兩點(diǎn)的電勢之差，也叫電壓2 2、靜電力做功與電勢差的關(guān)系：、靜電力做功與電勢差的關(guān)系： 2 2、電勢差、電勢差U UABAB與與q q、WWABAB均無關(guān)，僅與電場

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

17、相對位置決定的勢能叫相對位置決定的勢能叫做電勢能做電勢能重力重力做功做功與重與重力勢力勢能的能的變化變化關(guān)系關(guān)系重力做功重力勢能減重力做功重力勢能減少；克服重力做功重少；克服重力做功重力勢能增加；重力做力勢能增加；重力做功的多少等于重力勢功的多少等于重力勢能的變化量能的變化量電場力電場力做功與做功與電勢能電勢能的變化的變化關(guān)系關(guān)系電場力做功電勢能減少；電場力做功電勢能減少；克服電場力做功電勢能克服電場力做功電勢能增加；電場力做功的多增加；電場力做功的多少等于電勢能的變化量少等于電勢能的變化量高高度度指相對于參考平面（零指相對于參考平面（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電勢指相對于零電勢點(diǎn)的電勢值指相對于零電勢點(diǎn)的電勢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)高度的差值值電勢差電勢差 指指A A、B B兩點(diǎn)電勢的差值兩點(diǎn)電勢的差值如圖所示，勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為如圖所示，勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為E=200 V/m，方向沿，方向沿a指向指