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1、电电 势势 能能电电 势势 差差问问 题题 引引 入入电势差与电场力电势差与电场力做功的关系做功的关系电电 势势 问题引入问题引入 我们居住的地球周围空间我们居住的地球周围空间就是一个巨大的电场，地球上就是一个巨大的电场，地球上空的电离层带正电荷，地面带空的电离层带正电荷，地面带负电荷；闪电是大气中激烈的负电荷；闪电是大气中激烈的放电现象，一次闪电要释放出放电现象，一次闪电要释放出巨大的能量。怎样描述电场具巨大的能量。怎样描述电场具有的能量呢？有的能量呢？雷雷 电电 如图所示，带正电的小球如图所示，带正电的小球 q ，放入放入正电荷正电荷Q 产生的电场中产生的电场中，q 从位置从位置 B 移移
2、到位置到位置 A ，说明电场力对说明电场力对q 做了功，表做了功，表明电场具有能量。明电场具有能量。 一、电势能一、电势能 电场中的电荷由于受到电场力的作用而电场中的电荷由于受到电场力的作用而具有的能量叫做电势能具有的能量叫做电势能，用用E p 表示。表示。 1. 电势能电势能 电势能与重力势能类似，具有相对性电势能与重力势能类似，具有相对性。 电势能是标量，单位是焦电势能是标量，单位是焦 （ J ）。）。 在重力场中，物体上升时，克服重力在重力场中，物体上升时，克服重力做了多少功（重力做负功），物体的重力做了多少功（重力做负功），物体的重力势能就增加多少；物体下落时，重力做了势能就增加多少；
3、物体下落时，重力做了多少正功多少正功, 物体的重力势能就减小多少。物体的重力势能就减小多少。 2. 电场力做功与电势能的变化电场力做功与电势能的变化 电场力做了多少正功，电荷的电势能就减少多少电场力做了多少正功，电荷的电势能就减少多少； 电场力做了多少负功（电荷克服电场力做了多少功）电场力做了多少负功（电荷克服电场力做了多少功）, , 电荷的电势能就增加多少。电荷的电势能就增加多少。h 与此相似，电场力做功与电势能变化的关系是：与此相似，电场力做功与电势能变化的关系是：ABEBAABEEWpp 二、电二、电 势势 电场中某点，电荷的电势能电场中某点，电荷的电势能E p 与它所带电与它所带电荷量
4、荷量 q 的比值叫做该点的电势。的比值叫做该点的电势。 电势是标量，没有方向。单位为伏（电势是标量，没有方向。单位为伏（V） 电势反映了电场能的性质，电场中某点的电势与试电势反映了电场能的性质，电场中某点的电势与试探电荷无关。探电荷无关。 1. 定义定义+E+EpqQqEp 2. 电势高低的判断电势高低的判断 （1）沿着电场线的方向，电势逐点降低沿着电场线的方向，电势逐点降低。 （2）对正电荷来说，电势能大的地方电势高，电对正电荷来说，电势能大的地方电势高，电势能小的地方电势低；对负电荷来说势能小的地方电势低；对负电荷来说, ,电势能大的地方电势能大的地方电势低，电势能小的地方电势高电势低，电
5、势能小的地方电势高。 电势和电势能一样具有相对性。只有当零电势点选电势和电势能一样具有相对性。只有当零电势点选定之后定之后, ,各点的电势才有确定的值。在同一问题中，零各点的电势才有确定的值。在同一问题中，零电势点和零电势能的选取必须一致。实用中常常选取大电势点和零电势能的选取必须一致。实用中常常选取大地或仪器的公共地线的电势为零。地或仪器的公共地线的电势为零。 3. 电势的相对性电势的相对性 1. 定义定义 电场中两点之间电势的差值，叫做这两点的电场中两点之间电势的差值，叫做这两点的电势差电势差。 如图所示，如图所示， 设电场中设电场中A、B 两点的电势分别为两点的电势分别为 A 和和 B
6、，则则 A、B 两点的电势差为两点的电势差为BEA 三、电势差三、电势差 用符号用符号U 表示，电势差就是人们常说的电压。表示，电势差就是人们常说的电压。BAABU 2. 说明说明 （1）电场中某点电势的大小与零电势点的选取有关，电场中某点电势的大小与零电势点的选取有关，其值是相对的。而任意两点的电势差却与零电势点的选取其值是相对的。而任意两点的电势差却与零电势点的选取无关。无关。 （2）两点间的电势差可以是正值或负值。两点间的电势差可以是正值或负值。BAABUU 电荷在电场中两点间移动时，电场力所做的功等于电电荷在电场中两点间移动时，电场力所做的功等于电荷量与这两点间电势差的荷量与这两点间电
7、势差的乘积。乘积。 四、电势差与电场力做功的关系四、电势差与电场力做功的关系qEqEUBABAABpp qWqEEABBA ppqWUABAB ABABqUW 或或 A BE 例例1 如图所示，在电场强度为如图所示，在电场强度为6.0103 N/C的匀强电场的匀强电场中，中，A、B 两点相距两点相距 2.0 cm，求把电荷量为求把电荷量为1.0105 C 的正的正点电荷从点电荷从 A 移到移到 B 时时, ,电场力所做的功电场力所做的功WAB 及及 A、B 间的电间的电势差势差UAB 。ABE 解：解：正点电荷从正点电荷从 A 移到移到 B 时，时，电场力所做的功为电场力所做的功为dEqWAB
8、 J02. 0100 . 6100 . 135 J102 . 13 qWUABAB V100 . 1102 . 153 V102 . 12 A、B 间的电势差为间的电势差为 解解: （1）把正点电荷由把正点电荷由 A 点移到点移到 B 点，电场力所做的点，电场力所做的功为功为 根据电场力做功与电势能的关系根据电场力做功与电势能的关系，正电荷从正电荷从 A 到到B ，它的电势能减少了它的电势能减少了 4 107 J。 例例2 在如图所示的电场中，已知在如图所示的电场中，已知 A 、B 两点间的电势两点间的电势差差 UAB = 10 V，把电荷量为把电荷量为q = 4.0 108C 的负点电荷由的
9、负点电荷由A 点移到点移到B 点，电场力所做的功是多少点，电场力所做的功是多少? 电势能是增加还电势能是增加还是减少？是减少？ABABABqUW J100 . 4J)10(100 . 478 解：解：检验电荷从检验电荷从 A 移到移到 B ，电场力做的功为电场力做的功为 1. 如图表示一个正电荷的电场。已知如图表示一个正电荷的电场。已知A、B 间的电势间的电势差是差是 200 V，把一电荷量为把一电荷量为6108 C的检验电荷从的检验电荷从 A 点移点移到到 B 点点, 电场力做了多少功电场力做了多少功? 电势能是增加还是减少？电势能是增加还是减少？Q+AB 根据电场力做功与电势能的关系，检验电荷从根据电场力做功与电势能的关系，检验电荷从 A 到到B，它的电势能增加它的电势能增加了了 1. 2 105 J。ABABqUW J2001068 J102 . 15 练练 习习