电势讲课用3.ppt
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1、电势能电势能和电势差和电势差从能量的角度认识电场从能量的角度认识电场复习回顾复习回顾1、功的计算:、功的计算:2、重力做功有什么特点?、重力做功有什么特点?(1)与路径无关与路径无关,由初末位置的高度差来决定由初末位置的高度差来决定.(2)WG与重力势能的关系与重力势能的关系.(3)重力势能是相对的重力势能是相对的,有零势能面(人为选定)有零势能面(人为选定)重力势能具有系统性重力势能具有系统性功是能量转化的量度!功是能量转化的量度!一、电场力做功与路径无关一、电场力做功与路径无关 正电荷正电荷q在电场在电场强度为强度为E的匀强的匀强电场中由电场中由A运动运动到到M电场力做功电场力做功吗?做了
2、多少功吗?做了多少功?Eqq受力吗?多大?AMdW=qEAM求试探电荷求试探电荷q沿直线沿直线AB移动到移动到B时电场力时电场力做的功:做的功:E+qABME+qABM结论:结论:在在匀强电场匀强电场中移动电荷时,静电力做的功中移动电荷时,静电力做的功与电荷的与电荷的起始位置和终止位置起始位置和终止位置有关,但与有关,但与电荷经过的电荷经过的路径路径无关。无关。(对于非匀强电场也适用对于非匀强电场也适用)这与什么力做功相似呢?将将+q由由A移移到到B的过程电的过程电场力对电荷做场力对电荷做功为:功为:将将-q由由A移到移到B的过程,电场的过程,电场力对电荷做功为:力对电荷做功为:dAB+qEL
3、做功的过程是一个能量转做功的过程是一个能量转化的过程,那么电场力做化的过程,那么电场力做功的过程是什么能转化为功的过程是什么能转化为什么能呢?什么能呢?二、电场力做功与电势能变化的关系二、电场力做功与电势能变化的关系电场力做功与电势能有什么关系?(联系重力电场力做功与电势能有什么关系?(联系重力做功与重力势能的关系)做功与重力势能的关系)电荷在电场中具有的与电荷位置有关的电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能,叫能,叫电势能电势能。物体被举高具有重力势能。物体被举高具有重力势能。1、电荷在电场中具有电势能。、电荷在电场中具有电势能。重力对物体做正功,物体的重力势重力对物体做正功,物体的重力势能减
4、小能减小2、电场力对电荷做正功,电荷的电势、电场力对电荷做正功,电荷的电势能减小能减小重力对物体做负功,物体的重力重力对物体做负功,物体的重力势能增大势能增大3、电场力对电荷做负功,电荷的电势能、电场力对电荷做负功,电荷的电势能增大增大重力做多少功,物体重力势能重力做多少功,物体重力势能就变化多少。就变化多少。4、电场力做多少功,电荷电势能就变、电场力做多少功,电荷电势能就变化多少。化多少。重力势能是相对的,与零势能面有关重力势能是相对的,与零势能面有关5、电势能是相对的,与零电势能面有关、电势能是相对的,与零电势能面有关通常把电荷在离场源电荷通常把电荷在离场源电荷无限远处无限远处的电势的电势
5、能规定为能规定为零零,或把电荷在,或把电荷在大地表面大地表面上电势上电势能规定为能规定为零零。电荷在某点的电势能,等于静电力把它从电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该处移动到零势能位置所做的功该处移动到零势能位置所做的功重力势能是物体和地球所共有的,具重力势能是物体和地球所共有的,具有系统性有系统性6、电势能是电荷和电场所共有的,具有系统、电势能是电荷和电场所共有的,具有系统性性7、电势能是标量,但有正负、电势能是标量,但有正负由此可见,电场力做功与重力做功,电势能由此可见,电场力做功与重力做功,电势能与重力势能都很相似,所以大家在学习电势与重力势能都很相似,所以大家在学习电势能过程中应该多
6、联系重力做功与重力势能的能过程中应该多联系重力做功与重力势能的关系帮助理解电势能。关系帮助理解电势能。重力势能和电势能类比重力势能和电势能类比 重力场中,重力:地球和重力场中,重力:地球和物体之间存在的吸引力物体之间存在的吸引力电场中,电场力:电荷之电场中,电场力:电荷之间的作用力间的作用力有重力就有重力势能有重力就有重力势能Ep=mghEp=mgh有电场力就有相应的能,有电场力就有相应的能,叫电势能叫电势能EPEpEp由物体和地面间的相对由物体和地面间的相对位置决定位置决定EP由电荷间的相对位置决定由电荷间的相对位置决定电场力做正功,电势能就减少电场力做正功,电势能就减少电场力做负功,电势能
7、就增加电场力做负功,电势能就增加电场力作功,电势能改变电场力作功,电势能改变重力做功,重力势能改变重力做功,重力势能改变重力做正功,重力势能就减少重力做正功,重力势能就减少重力做负功,重力势能就增加重力做负功,重力势能就增加W W重重 =E=EP1P1-E-EP2P2W W电电 =E=EPAPA-E-EPBPB尽管重力做功与电场力做功很相似,但还是尽管重力做功与电场力做功很相似,但还是存在很大差异存在很大差异存在两种电荷存在两种电荷n正电荷顺电场线移动,正电荷顺电场线移动,n电场力做正功,电势能减少电场力做正功,电势能减少n负电荷顺电场线移动,负电荷顺电场线移动,n电场力做负功,电势能增加电场
8、力做负功,电势能增加n正电荷逆电场线移动,正电荷逆电场线移动,n电场力做负功,电势能增加电场力做负功,电势能增加n负电荷逆电场线移动,负电荷逆电场线移动,n电场力做正功,电势能减少电场力做正功,电势能减少例例1右图中右图中MN为电场中某一条电场线方为电场中某一条电场线方向向右,在线取两点向向右,在线取两点a、b 今将一电荷今将一电荷q从从a移到移到b则则()A.电场力做正功,电场力做正功,q的电势能增加;的电势能增加;B.电场力做负功,电场力做负功,q的电势能增加;的电势能增加;C.电场力做正功,电场力做正功,q的电势能减少;的电势能减少;D.电场力做负功,电场力做负功,q的电势能减少。的电势
9、能减少。1、电势差:、电势差:(1)定义)定义:电荷在电场中由一点电荷在电场中由一点A移到另一点移到另一点B时,电场力所做的功时,电场力所做的功WAB与电荷量与电荷量q的比值,的比值,叫这两点的电势差叫这两点的电势差UAB,也叫电压,也叫电压UAB.(2)公式:)公式:(3)单位:)单位:伏特(伏特(V)1V=1J/C(4)理解:)理解:是标量。是标量。三、三、电势差(电压)电势差(电压)5、决定的因素:、决定的因素:只与电场及始末两点只与电场及始末两点的位置有关,的位置有关,与与 检验电荷以及电场力对检验电荷所检验电荷以及电场力对检验电荷所做的功无关。做的功无关。6、注意:电场力做的功注意:
10、电场力做的功WAB=qUAB例例.在如图所示的电场中,把点电荷在如图所示的电场中,把点电荷Q=21011C由由A点移到点移到B点,电场力所做功点,电场力所做功WAB=41011J。A、B两点间的电势差两点间的电势差UAB等于多少?等于多少?B、A两点间的电势差两点间的电势差UBA等于多少?等于多少?AB解:由电势差的定义可知:解:由电势差的定义可知:UAB=WAB/q=41011/(21011V=2VUBA=WBA/q=41011/(21011)V=2VUAB=-UBA例例2:A、B、C为电场中的点,将为电场中的点,将q=610-6C的负电荷从的负电荷从A点移到点移到B点需克点需克服电场力做服
11、电场力做功功310-5J,再将电荷从再将电荷从B点点移到移到C点,电场力做功点,电场力做功1.210-5J,则,则(1)电场方向由)电场方向由AB还是还是BA?(2)A与与B、B与与C、A与与C间的电势差?间的电势差?UAB=WAB/q=-3105/(-6106)V=5VUBC=WBC/q=1.210-5-6106)UC=WC/q1.810-5J/(-6106)=3 UAC UAB+UBC(巩固)(巩固)在电场中把一个电荷量在电场中把一个电荷量q-610C的点电荷从的点电荷从A点移到点移到B点,克服电场力点,克服电场力做功做功310J,问,问A、B两点间的电势差是多少两点间的电势差是多少?如将
12、电荷如将电荷q从电场中拿走,从电场中拿走,A、B两点间的两点间的电势差又是多少电势差又是多少?因因电场电场中任意两点中任意两点间间的的电势电势差与差与试试探探电电荷荷无关,由无关,由电场电场本身决定,故拿走本身决定,故拿走试试探探电电荷,荷,电势电势差不差不变变,A、B两点间的电势差仍然为两点间的电势差仍然为5Vn例如图所示例如图所示,在匀强电场中有在匀强电场中有a a、b b、c c三三点构成一直角三角形。点构成一直角三角形。acac垂直于电场线,垂直于电场线,abab长长40cm40cm,电场强度为,电场强度为2102105 5N/CN/C。现将一。现将一个电子由个电子由b b点移至点移至
13、a a点,电场力做了点,电场力做了_ 的功,如果的功,如果由由a a点移至点移至c c点,电场力做功为点,电场力做功为_6.4X106.4X10-15-15J J0 0n例关于电势差的说法中,正确的是例关于电势差的说法中,正确的是 ()A A、两点间的电势差等于电荷从其中一点移到另一点时,、两点间的电势差等于电荷从其中一点移到另一点时,电场力所做的功电场力所做的功B B、1C1C电荷从电场中一点移动到另一点,如果电场力做电荷从电场中一点移动到另一点,如果电场力做了了1J1J的功,这两点间的电势差就是的功,这两点间的电势差就是1V1VC C、在两点间移动电荷时,电场力做功的多少跟这两点、在两点间
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