電勢能和電勢電場強度和電勢差關系

1、關于電勢能和電勢電場強度與電勢差的關系第一張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月復習回顧1、功的計算：2、重力做功有什么特點？(1)與路徑無關,由初末位置的高度差來決定.(2)WG與重力勢能的關系.(3)重力勢能是相對的,有零勢能面.(人為選定) 重力勢能具有系統(tǒng)性功是能量轉化的量度！第二張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月一、靜電力做功的特點 正電荷q在電場強度為E的勻強電場中由A運動到M電場力做功嗎？做了多少功？Eqq受力嗎？多大？AMW=qEAMF第三張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月求試探電荷q沿直線AB移動到B時電場力做的功：E+q ABMF第四張，PPT共七十二頁

2、，創(chuàng)作于2022年6月E+q ABM第五張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月結論：在勻強電場中移動電荷時，靜電力做的功與電荷的起始位置和終止位置有關，但與電荷經過的路徑無關。(對于非勻強電場也適用)這與什么力做功像似呢？第六張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 將+q由A移到B的過程電場力對電荷做功為：將-q由A移到B的過程，電場力對電荷做功為：dAB+qEL做功的過程是一個能量轉化的過程，那么電場力做功的過程是什么能轉化為什么能呢？第七張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月二、電勢能電場力做功與電勢能有什么關系？（聯(lián)系重力做功與重力勢能的關系）電荷在電場中具有的與電荷位置有關

3、的能，叫電勢能。物體被舉高具有重力勢能。1、電荷在電場中具有電勢能。 重力對物體做正功，物體的重力勢能減小 2、電場力對電荷做正功，電荷的電勢能減小 重力對物體做負功，物體的重力勢能增大 3、電場力對電荷做負功，電荷的電勢能增大第八張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 重力做多少功，物體重力勢能就變化多少。 4、電場力做多少功，電荷電勢能就變化多少。重力勢能是相對的，與零勢能面有關5、電勢能是相對的，與零電勢能面有關通常把電荷在離場源電荷無限遠處的電勢能規(guī)定為零，或把電荷在大地表面上電勢能規(guī)定為零。電荷在某點的電勢能，等于靜電力把它從該處移動到零勢能位置所做的功第九張，PPT共七十二頁，

4、創(chuàng)作于2022年6月重力勢能是物體和地球所共有的，具有系統(tǒng)性6、電勢能是電荷和電場所共有的，具有系統(tǒng)性7、電勢能是標量由此可見，電場力做功與重力做功，電勢能與重力勢能都很相似，所以大家在學習電勢能過程中應該多聯(lián)系重力做功與重力勢能的關系幫助理解電勢能。第十張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月重力勢能和電勢能類比 重力場中，重力：地球和物體之間存在的吸引力電場中，電場力：電荷之間的作用力有重力就有重力勢能Ep= mgh有電場力就有相應的能，叫電勢能EPEp由物體和地面間的相對位置決定EP由電荷間的相對位置決定電場力做正功，電勢能就減少電場力做負功，電勢能就增加電場力作功，電勢能改變重力做功

5、，重力勢能改變重力做正功，重力勢能就減少重力做負功，重力勢能就增加W重 = EP1-EP2W電 = EPA-EPB第十一張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月盡管重力做功與電場力做功很相似，但還是存在很大差異正電荷順電場線移動，電場力做正功，電勢能減少 負電荷順電場線移動，電場力做負功，電勢能增加 正電荷逆電場線移動，電場力做負功，電勢能增加 負電荷逆電場線移動，電場力做正功，電勢能減少存在兩種電荷第十二張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月例1右圖中MN為電場中某一條電場線方向向右，在線取兩點a、b 今將一電荷q從a移到b則（ ）A.電場力做正功，q的電勢能增加；B.電場力做負功，q

6、的電勢能增加；C.電場力做正功，q的電勢能減少；D.電場力做負功，q的電勢能減少。C第十三張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 例2：A和B為電場中某條電場線上的點，如圖：將q=410-9的正電荷從A點移到B點需克服電場力做功5 10-7J，則 電場方向由AB還是BA？ 電荷在哪點時電勢能大？大多少？AB第十四張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月二、靜電力做功與電勢差的關系 電場力的功與所移動電荷的電荷量的比值與電荷量無關，我們定義這個比值為電場中A、B兩點的電勢差：電勢差1、電場中A、B兩點之間的電勢差在數(shù)值上等于把單位正電荷從A點移動到B點時所做的功。2、單位：伏特，簡稱伏，符

7、號V3、電場中兩點間電勢的差值，也叫電壓4、可正可負第十五張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月思考1、UAB由什么決定？跟WAB、q有關嗎？2、WAB跟q、UAB有關嗎？ 由電場本身的因素決定 與WAB、q無關跟q、UAB都有關 第十六張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月2、把電場中一個電荷量為610-6C的負電荷從A點移到B點,克服電場力做功310-5J。再將電荷從B點移到C點,電場力做功1.210-5J ,求A與B、B與C、A與C間的電勢差.UAB=5VUBC=-2VUAC=3V第十七張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月3、如圖所示,勻強電場場強E=100V/m,A、B兩

8、點相距10cm,A、B連線與電場線夾角為60o,則UBA為( )A.-10VB.10VC. -5VD.DAB60o第十八張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月4、在如圖所示的電場中，把點電荷q=+210-11C，由A點移到B點，電場力做功WAB=410-11J。A、B兩點間的電勢差UAB等于多少？B、A兩點間的電勢差UBA等于多少？第十九張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月WAB = -4.010-8J 5、如圖所示的電場中，A、B兩點間的電勢差UAB=20V，將點電荷q=-210-9C，由A點移到B點，靜電力所做的功是多少？第二十張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 電場的力

9、的性質我們必須用場強E來描述，那么電場的能的性質我們又應該用什么物理量來描述呢？能否用“電勢能”呢？ 電場的能的性質也是電場本身的一種屬性，它只能由場源本身所決定，而與電場中有無放入試探電荷無關。而電勢能的大小是與試探電荷的電量q有關的（因q越大，其所受電場力就越大，具有的做功本領大，電勢能也就大），故不能用“電勢能”來描述電場的能的性質，我們引入一個新的物理量“電勢”來表示它。第二十一張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月電勢：描述電場的能的性質的物理量。如圖所示，設想把一試探電荷+q 放在電場中某處A或B。它們在電場力F的作用下均移至無限遠處。則有：WAWB那么怎樣去衡量電場的能的性質

10、、怎樣去定義“電勢”呢？+ABWApWBp同理可知：若試探電荷為-q，也有： 也就是說，比值WAp/q的大小與試探電荷的正負及電量q均無關，只與電場中該點在電場中的位置有關，故其可衡量電場的性質。三. 電勢第二十二張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量的比值2. 公式:3. 單位: 伏特 符號為V1 V = 1 J/C三. 電勢1. 定義:第二十三張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月對電勢的理解 1：電勢的相對性：某點電勢的大小是相對于零點電勢而言的。零電勢的選擇是任意的，一般選地面和無窮遠為零勢能面。2：電勢的固有性：電場中某點的電勢的大小是由

11、電場本身的性質決定的，與放不放電荷及放什么電荷無關。3：電勢是標量，只有大小，沒有方向4：計算時WP,q, 都帶正負號。第二十四張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月取O點的電勢能為零, 則:EPA = q E L COS討論電勢能與電荷的比值?思考與討論ALOE+第二十五張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1.沿著電場線方向,電勢將怎樣變化? 電場線指向電勢降低的方向（降低最大） 思考與討論第二十六張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月2.如何確定電場中某點的電勢? 思考與討論(提示:類比于電勢能的確定.)與電勢能的情況相似,應先確定電場中某點的電勢為零.(通常取離場源電荷無限

12、遠處或大地的電勢為零.)第二十七張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月則有或者表示成顯然設電場中A點的電勢為，B點的電勢為1、電勢的單位與電勢差的單位一樣，也是伏特2、正值，表示A點的電勢比B點的電勢高，負值，表示A點的電勢比B點的電勢低第二十八張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 例3. 將一電量為 的點電荷從電場外一點P移至電場中某點A, 電場力做 功 ,求A點的電勢.解:設場外一點P的電勢為從P A,電場力做的功 PAEW-= 點評:電勢的確定首先要確定零電勢處,且電勢可以為負.第二十九張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月3.電勢為負數(shù)時,負號表示方向嗎?思考與討論第三十

13、張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1. 電場線指向電勢降低的方向2.與電勢能的情況相似,應先確定電場中某點的電勢為零.(通常取離場源電荷無限遠處或大地的電勢為零.) 3.電勢是標量,只有大小,沒有方向.(負電勢表示該處的電勢比零電勢處電勢低.)思考與討論第三十一張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月思考 在上面關于電勢能和電勢的討論及插圖中,我們一直把試探電荷q當作正電荷處理.請把q當做負電荷,重復以上討論.其結果與上面的結果是否一致?第三十二張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月高度和電勢 重力場中，同一物體在不同位置，Ep不同。電場中，同一電荷在電場中的不同位置,EP不同。

14、不同物體在同一位置，Ep正比于質量m不同電荷在同一位置，EP正比于電量qEp/m = gh，h只與相對位置有關EP/q 叫做電勢 ， 只與相對位置有關 第三十三張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月思考1、電勢差可以是正值也可以是負值，電勢差的正負表示什么意義？2、電勢的數(shù)值與零電勢點的選取有關，電勢差的數(shù)值與零電勢點的選取有關嗎？這與力學中學過的哪個概念相似？表示兩點電勢高低 無關 與重力勢能相似第三十四張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月應用公式 , 時應注意各物理量都有符號計算時可代入符號進行運算,結果的正負就說明所求物理量的大小高低和正負,也可將各物理量均取絕對值代入,然后再

15、由題意分析判斷兩點間的電勢高低關系或其他問題.第三十五張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 練習. 如圖所示,在同一條電場線上有A . B .C 三點,將 的點電荷由A點移動到B點,電場力做什么功?做多少功?電勢能變化了多少?在將該電荷由B點移到C點,電場力做什么功?做多少功?電勢能變化了多少? ABC第三十六張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十七張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月WAB= -1.510-5 J7、電場中A、B兩點的電勢是 A=800 V， B= -200 V，把電荷q= -1.510-8C由A點移到B點，電場力做了多少功？電勢能是增加還是減少，增加或

16、者減少多少？電勢能增加，增加1.510-5J第三十八張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月等勢面地理上，等高線表示地勢的高低。1、在電場中常用等勢面來表示電勢的高低。2、電場中電勢相同的各點構成的面叫做等勢面3、為了使等勢面能夠反映電場的強弱，通常使相鄰等勢面之間的電勢差值相等。第三十九張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月等勢面等勢面的特點：1、等勢面一定跟電場線垂直，在同一等勢面上的任意兩點間移動電荷，電場力不做功；2、電場線總是從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面，任意兩個等勢面都不會相交；3、等差等勢面越密的地方電場強度越大第四十張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月等勢面幾

17、種典型電場的等勢面：1、點電荷電場中的等勢面：以點電荷為球心的一簇球面在靠近點電荷的地方等勢面較密，表示該處的電場較強，遠離點電荷的地方等勢面較疏，表示該處的電場較弱第四十一張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月等勢面2、等量異種點電荷電場中的等勢面：兩簇對稱曲面第四十二張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月等勢面3、等量同種點電荷電場中的等勢面：兩簇對稱曲面第四十三張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月等勢面5、勻強電場中的等勢面：垂直于電場線的一簇平面4、形狀不規(guī)則的帶電導體附近的電場線及等勢面第四十四張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月等勢面如圖所示，虛線a、b和c是某

18、靜電場中的三個等勢面，它們的電勢分別為 、 和 ，一帶正電粒子射入電場中，其運動軌跡如實線KLMN所示。由圖可知：A、粒子從K到L的過程中，電場力做負功B、粒子從L到M的過程中，電場力做負功C、粒子從K到L的過程中，電勢能增加D、粒子從L到M的過程中，動能減少第四十五張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月等勢面如圖所示，三個等差等勢面上有a、b、c、d四點，若將一個正電荷由c經a移動到d電場力做正功W1，若由c經b移動到d電場力做正功W2，則：第四十六張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1.如圖所示，a、b、c、d為某電場中的等勢面，一帶正電粒子飛入電場后只在電場力作用下沿M點到N點

19、的虛線運動由圖可知，四個等勢面電勢Ua、Ub、Uc、Ud由高到低的排列順序是_，帶電粒子在M、N兩點中，電勢能較大的是_點能力提升:第四十七張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月2.圖一表示等量異種電荷P和Q形成的電場內的一簇等勢面，求(1)P、Q各帶何種電荷？(2)把q=107C的正點電荷從A移到B，電場力做多少功？(3)把q從B移到C電場力做多少功？(4)把q從C移到A電場力做多少功？(5)q從A出發(fā)經過B和C回到A的過程中電場力對電荷做的總功為多少？第四十八張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月3.如圖所示，細線一端系著一個帶電量為+q、質量為m的小球，另一端固定于O點，加一勻強

20、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。要使電場的場強最小，該電場場強的方向怎樣？大小如何？垂直懸線斜向上方第四十九張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月6、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qUabcde第五十張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月一、場強和電勢差 1電場強度E描述了電場具有力的性質，電勢差U描述

21、了電場具有能的性質，E是矢量，U是標量2E和U描述電場的角度雖不同，但作為反映同一電場的兩個物理量，存在著一定的聯(lián)系第五十一張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月電場力（F=Eq）電勢能的變化 WAB=UABq電場強度（E）移動電荷q做功?電勢差（UAB）我們來看：第五十二張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月二、電場強度和電勢差的關系 我們以勻強電場為例來確定E和U的關系.如圖所示，設在勻強電場E中，有一電荷量為q的帶正電粒子在電場力作用下由A點移到B點，則電場力做功， A、B間電勢差為UAB ，相距l(xiāng)，AB與場強方向的夾角為第五十三張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月從力的角

22、度來看，（其中dAB是沿電場強度方向A、B間的距離） 從能的角度來看， 由此可得： 第五十四張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月所以，在勻強電場中 ：（1）在勻強電場中，場強在數(shù)值等于沿場強方向每單位距離上的電勢差（2）適用條件：勻強電場，而且沿著場強的方向，即式中的d是沿場強方向兩點間的距離（3）從和可知場強的單位Vm和NC是一致的，1Vm1NC注意：在非勻強電場中，E和U也有一定的關系，但不像在勻強電場中的關系式那么簡單第五十五張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月例題：關于勻強電場中的電勢差與場強的關系，正確的說法是（ ）A任意兩點間的電勢差等于場強和這兩點間距離的乘積B電勢降

23、落的方向必定是場強方向C沿電場線方向任意相同距離的兩點間的電勢差必相等D不沿電場線方向任意相同距離的兩點間的電勢差不可能相等第五十六張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月解析：勻強電場中兩點間的電勢差等于場強跟沿場強方向兩點間距離的乘積，沿場強方向電勢降落最快，不沿電場線方向的直線上相等距離上的電勢差也是相等的所以，正確選項為C第五十七張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月小結：在勻強電場中，場強在數(shù)值等于沿場強方向每單位距離上的電勢差 第五十八張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1從電勢差定義式 可以看出 （ ） A電場中兩點間的電勢差與電場力做的功W成正比，與移送的電量q成反

24、比B電場力在電場中兩點間移動的電荷越多，電場力做的功越大C將1 庫的負電荷從一點移到另一點電場做了1焦的功，這兩點間的電勢差的大小是1伏D兩點間的電勢差，等于把正點電荷從一點移到另一點電場力做的功第五十九張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月2如圖1所示，a、b為某電場線上的兩點，那么以下的結論正確的是 （ ） A把正電荷從a移到b，電場力做正功，電荷的電勢能減少B把正電荷從a移到b，電場力做負功，電荷的電勢能增加 C把負電荷從a移到b，電場力做正功，電荷的電勢能增加D把負電荷從a移到b，電場力做負功，電荷的電勢能增加3如圖2所示，電場中a、b、c三點，ab=bc，則把點電荷+q從a點經b

25、移到c的過程中，電場力做功的大小關系有 （ ） AWabWbc BWabWbcCWabWbc D無法比較第六十張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月9一個點電荷，從靜電場中的a點移到b點，其電勢能的變化為零，則 ( )Aa、b兩點場強一定相等B該點電荷一定沿等勢面移動C作用于該點的電場力與其移動方向總是垂直的Da、b兩點的電勢一定相等10.對公式 的理解，下列說法正確的是 ( ) .此公式適用于計算任何電場中a、b兩點間的電勢差.a點和b點距離越大，則這兩點的電勢差越大.公式中是指點和點之間的距離.公式中的是、兩個等勢面間的垂直距離第六十一張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月2下述說

26、法正確的是 ( ) A在同一等勢面上移動電荷，電場力不作功B等勢面上各點場強大小一定相等C電場中電勢高處，電荷的電勢能就大D電場強度大處，電荷的電勢能就大3.圖8中實線條是一個電場中的電場線，虛線是一個負試驗電荷在這個電場中運動的軌跡。如果電荷是從圖中a處運動到b處，則以下判斷中正確的是 （ ） A電荷從a到b，運動的加速度變小B電荷在b處的電勢能大Cb處的電勢高D電荷在b處的速度小第六十二張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月4.圖9中AB、C三點都在勻強電場中，已知ACBC，ABC=60，BC=20cm把一個電量q=10-5C的正電荷從A移到B，電場力做功為零；從B移到C，電場力做功為

27、1.7310-3J，則該勻強電場的場強大小和方向是 （ ）A865Vm，垂直AC向左B865Vm，垂直 AC向右C1000Vm，垂直 AB斜向上D1000Vm，垂直 AB斜向下5.如圖10，帶電粒子在電場中由A點移到B點，可判知.（ ） A.粒子帶負電 B.粒子的電勢能不斷減少C.粒子的動能不斷減少 D.粒子在B點的加速度大于在A點的加速度第六十三張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月8在相距為d的A、B兩板之間有a、b、c三點，a點距A板d/3，b、c兩點距B板也是d/3，A板接地，A、B間電壓為U，如圖13所示，則b點的電勢為_，q從a點運動到c點的過程中，電場力做功為_，q在a點具有

28、的電勢能為_第六十四張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月12.將帶電量為610-6 的負電荷從電場中A點移到B點，克服電場力做了310的 功，再將電荷從B點移到C點，電場力做了1.2105 的功，則A、C間的電勢差為 ，電荷從A點移到B點再從B點移到C點的過程中，電勢能變化了 .13.如圖5所示，A、B、C、D是勻強電場中一正方形的四個頂點已知A、B、C三點的電勢分別為 由此可得D點的電勢 V 第六十五張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月6在靜電場中，關于場強和電勢的說法正確的是 ( )A電場強度大的地方電勢一定高B電勢為零的地方場強也一定為零C場強為零的地方電勢也一定為零D場強大小相同的點電勢不一定相同7若帶正電的小球只受電場力的作用，則它在任意一段時間內 ( )A一定沿著電場線由高電勢向低電勢運動B一定沿著電場線由低電勢向高電勢運動C不一定沿電場線運動，但一定由高電勢向低電勢運動D不一定沿電場線運動，也不一定由高電勢向低電勢運動第六十六張，PPT共七十二頁，創(chuàng)作于2022年6月11如圖5所示，在場強為E的勻強電場中有相距為L的A、B兩點，連線AB與電場線的夾角