電勢差（高中物理教學(xué)課件）完整版5

02.電勢差圖片區(qū)選擇不同的位置作為零電勢點(diǎn)，電場中某點(diǎn)電勢的數(shù)值也會(huì)改變，但電場中某兩點(diǎn)之間電勢的差值卻保持不變?？膳c高度、高度差類比，參考面不同高度一般不同，但高度差是定值。1.電勢差：在電場中，兩點(diǎn)之間電勢的差值叫作電勢差，電勢差也叫作電壓。用U表示。2.表達(dá)式：設(shè)電場中A點(diǎn)的電勢為φA，B點(diǎn)的電勢為φB，則：UAB=φA-φB或者UBA=φB-φA；即UAB=-UBA3.單位：伏特，符號(hào)V。1V=1J/C4.標(biāo)量：有大小，沒有方向。UAB>0代表A點(diǎn)電勢比B高，UAB<0代表A點(diǎn)電勢比B低。5.絕對性：電勢是相對的，但電勢差是一定的。6.物理意義：反映電場能的性質(zhì)的物理量。由電場本身性質(zhì)決定，與試探電荷無關(guān)。一.電勢差7.靜電力做功與電勢差的關(guān)系：注意：①該表達(dá)式中q需要代入正負(fù)號(hào)。②UAB=WAB/q可看成是電勢差的比值法定義，UAB與WAB、q無關(guān)，由電場本身性質(zhì)決定。③UAB在數(shù)值上等于單位正電荷從A移動(dòng)到B電場力所做的功。④WAB=qUAB適用于一切電場，只要知道電量和電勢差即可，是從能的性質(zhì)角度求功。⑤WAB=qEd只適用于勻強(qiáng)電場，是從力的性質(zhì)角度求功。一.電勢差例1.(多選)關(guān)于電勢差和電場力作功的說法中，正確的是（）A.電勢差的大小由電場力在兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷做的功和電荷的電量決定B.電場力在兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷做功的多少由兩點(diǎn)間的電勢差和該電荷的電量決定C.電勢差是矢量，電場力作的功是標(biāo)量D.在勻強(qiáng)電場中與電場線垂直方向上任意兩點(diǎn)的電勢差均為零BD2在地圖中，常用等高線來表示地勢的高低。與此相似，在電場的圖示中常用等勢面來表示電勢的高低。1.定義：在電場中，電勢相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面叫作等勢面。（類似于重力場中的等高面）注意：與電場線的功能相似，等勢面也是用來形象地描繪電場的。二.等勢面2.等勢面的特點(diǎn)：①在同一個(gè)等勢面上，任何兩點(diǎn)的電勢都相等。②在同一個(gè)等勢面上移動(dòng)電荷時(shí)，靜電力不做功。③電場線跟等勢面處處垂直，并且由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面（場強(qiáng)方向指向下游）。④電場線密集的地方等勢面也密集，電場強(qiáng)度大，電場線稀疏的地方等勢面也稀疏，電場強(qiáng)度小。⑤任意兩個(gè)等勢面不能相交，也不能相切⑥同一幅圖中一定是等差等勢面（相鄰等勢面間電勢差均相等）二.等勢面3.常見等勢面的分布：二.等勢面例3.如圖所示，光滑絕緣細(xì)桿豎直放置，它與以正電荷Q為圓心的某圓交于B、C兩點(diǎn)，質(zhì)量為m帶電量為-q的有孔小球從桿上A點(diǎn)無初速釋放。已知q<<Q，AB=h，小球滑到B點(diǎn)時(shí)的速度大小為，求：（1）小球由A到B的過程中靜電力做的功；（2）AC兩點(diǎn)間的電勢差。例4.如圖，回答以下問題。（1）A、B兩點(diǎn)的電勢差UAB是正的還是負(fù)的？UBA呢？（2）負(fù)電荷由B點(diǎn)移動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)，靜電力做正功還是負(fù)功？（3）負(fù)電荷在哪點(diǎn)的電勢能比較大？例5.某電場的等勢面如圖所示，試畫出電場線的大致分布。若單位正電荷沿任一路徑從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，靜電力所做的功是多少？說明理由。正電荷從A點(diǎn)移到C點(diǎn)，跟從B點(diǎn)移到C點(diǎn)，靜電力所做的功是否相等？說明理由。重力場與電場類比重力:G=mg重力做功:重力勢能:EP重力勢能的變化:功能關(guān)系:高度:h高度差:Δh等高面:重力場強(qiáng)度：g靜電力:F=qE靜電力做功:電勢能:EP電勢能的變化:功能關(guān)系:電勢:φ電勢差:U=Δφ等勢面:電場強(qiáng)度：E只與初末位置有關(guān)相對的絕對的W=－ΔEP=EP減相對的絕對的例6.在研究微觀粒子時(shí)常用電子伏特（eV）作為能量的單位。1eV等于一個(gè)電子經(jīng)過1V電壓加速后所增加的動(dòng)能，那么，1eV等于多少焦耳？例7.如圖，在與紙面平行的勻強(qiáng)電場中有A、B、C三個(gè)點(diǎn)，其電勢分別為6V、2V和2V。試畫出經(jīng)過A點(diǎn)的一條電場線。例8.電場中有a、b兩點(diǎn)，a點(diǎn)電勢為2V，帶電量為2×10-8C的負(fù)離子僅在電場力作用下從a運(yùn)動(dòng)到b的過程中，電場力做正功4×10-8J，則（）A．b點(diǎn)電勢是2VB．a(chǎn)、b兩點(diǎn)中，b點(diǎn)電勢較高C．此電荷的電勢能增加D．該電荷速度可能減小例9.在如圖所示的負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中，一檢驗(yàn)電荷從A點(diǎn)分別移到B、C、D、E（在以場源電荷為圓心的圓周上），則下列情況正確的是（）A．從A到B電場力做功最多B．從A到E電場力做功最多C．電場力做功一樣多D．A點(diǎn)比D點(diǎn)電勢高BC例10.如圖所示，虛線a、b、c代表電場中的三個(gè)等勢面，相鄰等勢面之間的電勢差相等，即Uab=Ubc，實(shí)線為一帶正電的質(zhì)點(diǎn)僅在電場力作用下通過該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，P、Q是這條軌跡上的兩點(diǎn)，據(jù)此可知（）A．三個(gè)等勢面中，a的電勢最高 B．帶電質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)時(shí)電勢能較大C．帶電質(zhì)點(diǎn)過P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能較大 D．帶電質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)時(shí)的加速度較小B例11.如圖所示，勻強(qiáng)電場E的區(qū)域內(nèi)，在O點(diǎn)處放置一點(diǎn)電荷+Q。a、b、c、d、e、f為以O(shè)為球心的球面上的點(diǎn)，aecf平面與電場平行，bedf平面與電場垂直，則下列說法中正確的是（）A．b、d兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同B．a(chǎn)點(diǎn)的電勢等于f點(diǎn)的電勢C．點(diǎn)電荷+q在球面上任意兩點(diǎn)之間移動(dòng)時(shí)，電場力做功一定不為零D．將點(diǎn)電荷+q在球面上任意兩點(diǎn)之間移動(dòng)，從a點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)電勢能的變化量一定最大D例12.如圖所示，兩個(gè)等量異號(hào)的點(diǎn)電荷在其連線的中垂線上有與連線中點(diǎn)O等距離的兩點(diǎn)a、b，在連線上有距中點(diǎn)O等距離的兩點(diǎn)c、d，則下列說法正確的是（）A．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度不相同B．c、d兩點(diǎn)的電勢相同C．若將一負(fù)試探電荷由c點(diǎn)移到d點(diǎn)，電場力做正功D．若將一正試探電荷由無窮遠(yuǎn)處移到c點(diǎn)，其電勢能一定增加D例13.圖中虛線所示為靜電場中的等勢面1、2、3、4，相鄰的等勢面之間的電勢差相等，其中等勢面3的電勢為0。一帶正電的點(diǎn)電荷在靜電力的作用下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過a、b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為26eV和5eV。當(dāng)這一點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)到某一位置，其電勢能變?yōu)?8eV時(shí)，它的動(dòng)能為（）A．8eV

B．15eV

C．20eV

D．34eVC例14.(多選)如圖所示，曲線表示某電場的等勢面，圖中a