第四节电势和电势差要点分析.ppt

第四节 电势和电势差 1.知道电场力做功的特点，理解电场力做功与电势能改变的关系。 2.知道电势差的概念，能结合电场力做功计算电势差。 3.通过类比理解电势的定义 。 4.知道等势面的概念，了解常见电场的等势面 。 重力做功有什么特点？重力做功与重力势能有什么样的关系？ 一、电场力做功 hA A B hB 重力所做的功：W=mghA-mghB 如图，质量为m的物体做自由落体运动，从高为hA的地方落到高为hB的地方， 重力势能的变化量：△EP=mghB-mghA=-W 可以证明不论沿什么路径移动，从A到B重力做功都是该数值。 重力做功只与始末位置有关，与经过的路径无关。 重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加。 重力做功等于重力势能变化的负值，即： 问题1：电场力对电荷做的功怎么计算？与哪些因素有关？由什么决定？ 电场力与重力的性质是类似的，那么电场力做功的特点及电场力与电势能的关系是否也与重力和重力势能有类似点呢？ B E θ A C 进一步地验证发现，在任何电场中，电场力对移动电荷所做的功，只与初、末位置有关，而与电荷运动路径无关。 WAB=EqSABcosθ 沿曲线从A到B ，利用微元法可证电场力做功 如图，在匀强电场中，电荷沿直线从A到B，电场力做功 WAB=EqSABcosθ 沿折线从A到C再到B，电场力做功 WAB=EqSABcosθ+0=EqSABcosθ WAB=EpA-EpB 电场力做正功，电势能减少，电势能转变为其他形式的能； 电场力做功对应电势能的变化 电场力做负功，电势能增加，其他形式的能转变为电势能。 问题2：能不能用电场力做功的多少来描述电场的性质？ 不能。在同一电场中若电荷的带电量成倍增加，则其受到的电场力将成倍增加，电场力做功也会成倍增加，可见电场力做功与电荷的电量有关，不能用来描述电场本身的性质。 二、电势差 通过匀强电场中的电场力做功的情况可以看到，当电荷量成倍增加时，做功W也成倍的变化，二者的比值是不变的，进一步的理论分析可知，在任意电场中这一结论都是成立的。我们将这一比值定义为电势差。 单位：伏特（V）1V=1J/C 电势差是标量，但有正有负,电势差的大小叫做电压。 定义式： 定义：电场中两点AB间的电势差UAB ，等于从A到B的过程中电场力做的功WAB与带电量q的比值。 三、电势 楼房高20m，珠峰高8400多千米，想一想它们的高度是相对 于什么的差值。 楼房高是楼顶与地面的高度差，珠峰高是峰顶与海平面的高度差 电场中也是这样，如果规定一个参考点O,规定该点的电势 为0,则就可以根据各点到该点的电势差来规定各点的电势。 电场中任意一点A的电势，数值上等于该点与O点的电势差，用符号 表示，则有 通常选取无限远或大地为0势面。 电场中任意两点间的电势差与电势的关系 电势只有大小，没有方向，是标量 四、等势面： 电场中电势相等的点组成的曲面叫做等势面。 为了使等势面能够反映电场的强弱情况，通常使相邻等势面之间的电势差值相等。 通过实验可以测定一个电场中的等差等势面的分布情况，通过与电场线的分布情况进行对比可以看到等势面的疏密程度还能表示电场的强弱。 实验测定的正点电荷的电场线和等势面 实验测定的等量正点电荷的电场线和等势面 实验测定的等量异种点电荷的电场线和等势面 1.如图所示，在电场中的三点A、B和C之间移动电荷时， 下列说法正确的是（ ） A.将同一电荷从A点直接移到B点，和从A点经过C点再移 到B点，电场力做功完全相同 B.将同一电荷从A点加速移到B点，和减速移到B点，电 场力做功完全相同 C.将不同电荷从A点移到B点，电场力做的功与电量的比 值相同 D.将同一电荷从A点直接移到B点， 和从A点经过C点再移到B点，电场 力做的功与电量的比值相同 C A B E ABCD 解析：考查电场力做功的特点：取决于初末位置与运动的路径和情况无关。故A、B对。两点间的电势差由电场决定与电荷无关，所以不论运动电荷的电量是多少，电场力做功与电荷量的比值是不变的。故C、D对。故选A、B、C、D。 2.关于电势差UAB和电势 、 的理解，正确的是（ ） A.UAB表示B点与A点之间的电势差，即UAB = ? B.UAB和UBA是不同的，它们有关系：UAB = ?UBA C. 、 都有正负，所以电势是矢量 D.零电势点的规定虽然是任意的，但人们常常规定大地和 无穷远处为零电势点 BD 解析：考查电势差与电势的关系。 电势的正负表示大小，不表示方向，是标量，故选B、D。 3.图为电场中的一条电场线，A、B为这条电场线上的两点， 则（ ） A.B点的场强一定比A点的小 B.B点的电势一定比A点的低 C.将电荷从A点移到B点，电荷的