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1、第第 一一 章章 电电 场场-Anpei Anpei 编制编制编制编制第四节第四节 电势和电势差电势和电势差导导 入入请看图，并思考：请看图，并思考：1、小球的重力做多少功？重、小球的重力做多少功？重力做功跟路径是否有关？力做功跟路径是否有关？2、小球的重力势能是增大，、小球的重力势能是增大，还是减小？变化多少？还是减小？变化多少？重力做功为：重力做功为：重力做功为：重力做功为：W WG G=mg(h=mg(hA A-h-hB B)重力势能减少，为：重力势能减少，为：重力势能减少，为：重力势能减少，为：E EP P=W=WG G=mg(h=mg(hA A-h-hB B)注：注：注：注：重力做功
2、跟高度差有关；重力做功跟高度差有关；重力做功跟高度差有关；重力做功跟高度差有关；重力势能跟高度有关。重力势能跟高度有关。重力势能跟高度有关。重力势能跟高度有关。思思 考考 将带电量为将带电量为+q的带电粒子分别沿两种路径从的带电粒子分别沿两种路径从a点移到点移到c点点：（：（1）由）由a经经b到到c；（2）由）由a到到c。求两种情况下的电场力所做的功？求两种情况下的电场力所做的功？可见：沿不同路径运动时，可见：沿不同路径运动时，可见：沿不同路径运动时，可见：沿不同路径运动时，电场力做功相同，即电场力做功相同，即电场力做功相同，即电场力做功相同，即电场力做功与路径无关。电场力做功与路径无关。根据
3、功能关系：根据功能关系：根据功能关系：根据功能关系：电场力做正功，则电势能减少；电场力做正功，则电势能减少；电场力做正功，则电势能减少；电场力做正功，则电势能减少；电场力做负功，则电势能增加。电场力做负功，则电势能增加。电场力做负功，则电势能增加。电场力做负功，则电势能增加。重力对物体做功重力对物体做功与路径无关与路径无关同一物体同一物体,只决定只决定于初、末位置于初、末位置初末位置确定初末位置确定为一为一恒量恒量电场力对电荷做功电场力对电荷做功与路径无关与路径无关同一电荷同一电荷,只决定于只决定于初、末位置初、末位置也为一也为一恒量恒量高度差高度差电势差电势差电荷在电场中两点间移动时，电场力
4、所做的功跟它的电荷在电场中两点间移动时，电场力所做的功跟它的电量的比值，叫做两点间电势差电量的比值，叫做两点间电势差U=W/qU=W/q初末位置确定初末位置确定不同物体不同物体不同电荷不同电荷一一.电势差电势差1 1、定义：电荷、定义：电荷q q在电场中由一点在电场中由一点A A移动到另一点移动到另一点B B时，电场力所做的功时，电场力所做的功WWABAB与电荷量与电荷量q q的比值叫的比值叫做做A A、B B两点间的电势差，用两点间的电势差，用U UABAB表示表示知识概念知识概念2 2 2 2、公式：、公式：、公式：、公式：3 3 3 3、单位：、单位：、单位：、单位：伏特伏特伏特伏特 伏
5、伏伏伏 V V V V 1V1V的物理意义的物理意义：带电带电带电带电1C1C1C1C的粒子从的粒子从的粒子从的粒子从A A A A点移到点移到点移到点移到B B B B点，电点，电点，电点，电场力做功为场力做功为场力做功为场力做功为1J1J1J1J，则，则，则，则ABABABAB间的电势差就是间的电势差就是间的电势差就是间的电势差就是1V1V1V1V说明：说明：说明：说明：电势差电势差电势差电势差即初中学习过的即初中学习过的即初中学习过的即初中学习过的电压电压1、如下说法中，正确的是：、如下说法中，正确的是：A、电势差跟电场力所做功成正比 B、电势差跟电场力所做功无关 C、电势差由电场中的两
6、点的位置决定 D、电势差跟试探电荷有关针对练习针对练习答案：答案：BC2.2.同一电场线上的三点同一电场线上的三点A A、B B、C C，现将一电量，现将一电量q q10105 5C C的正点电荷由的正点电荷由A A点移到点移到C C点电场力做功点电场力做功W W1 18 810105 5J J，将该电荷由，将该电荷由C C移到移到B B电场力做功电场力做功W W2 22 210105 5J J，试，试求求ACAC两点的电势差和两点的电势差和BCBC两点的电势差。两点的电势差。针对练习针对练习问：正电荷在这三点的电势能大小关系？问：正电荷在这三点的电势能大小关系？根据功能关系：根据功能关系：根
7、据功能关系：根据功能关系：电场力做正功，则电势能减少；电场力做正功，则电势能减少；电场力做正功，则电势能减少；电场力做正功，则电势能减少；电场力做负功，则电势能增加。电场力做负功，则电势能增加。电场力做负功，则电势能增加。电场力做负功，则电势能增加。电势能大小关系：电势能大小关系：EAEBEC二二.电场力所做的功电场力所做的功知识概念知识概念2 2 2 2、影响电场力做功的因素：、影响电场力做功的因素：、影响电场力做功的因素：、影响电场力做功的因素：试探电荷、电势差试探电荷、电势差1、计算公式：、计算公式：任何电场中都成立任何电场中都成立任何电场中都成立任何电场中都成立只在匀强电场中才成立只在
8、匀强电场中才成立只在匀强电场中才成立只在匀强电场中才成立3 3 3 3、电场力做功与电势能变化的关系：、电场力做功与电势能变化的关系：、电场力做功与电势能变化的关系：、电场力做功与电势能变化的关系：电场力做正功，则电势能减少；电场力做正功，则电势能减少；电场力做正功，则电势能减少；电场力做正功，则电势能减少；电场力做负功，则电势能增加。电场力做负功，则电势能增加。电场力做负功，则电势能增加。电场力做负功，则电势能增加。3、如下说法中，正确的是：、如下说法中，正确的是：A、电场强度跟试探电荷有关 B、电势差跟试探电荷有关 C、电场力所做功跟试探电荷有关 D、电势能跟试探电荷有关针对练习针对练习答
9、案：答案：CD4、如图所示是某电场中的一条电场线，则：、如图所示是某电场中的一条电场线，则：A、a点的场强大于b点的场强 B、a点的场强小于b点的场强 C、电荷沿a点到b点过程中，电场力做正功 D、正电荷在a点的电势能大于b点的电势能针对练习针对练习答案：答案：D一个物体所处的高度如何确定？一个物体所处的高度如何确定？能否由此确定电场中某点的电势？能否由此确定电场中某点的电势？选择某一参考平面的电势为零，选择某一参考平面的电势为零，研究点与参考平面间的研究点与参考平面间的研究点与参考平面间的研究点与参考平面间的电势差电势差电势差电势差即为即为该点的电势该点的电势该点的电势该点的电势,电场中某点
10、的电势等于单位正电电场中某点的电势等于单位正电荷从该点移动到参考平面时电场力所做的功荷从该点移动到参考平面时电场力所做的功.问：重力势能跟哪些因素有关？问：重力势能跟哪些因素有关？问：重力势能跟哪些因素有关？问：重力势能跟哪些因素有关？思思 考考质量质量质量质量、零势面零势面零势面零势面的选取、相对于零势面的高度高度高度高度三、电势三、电势1 1、定义：电场中某点的电势，等于单位正电荷由该定义：电场中某点的电势，等于单位正电荷由该点移到参考点（零电势点）时电场力所做的功。点移到参考点（零电势点）时电场力所做的功。知识概念知识概念2、公式：3、电势能与电势的关系：4、电势电势电势电势是描述电场能
11、的性质的物理量：电势大小由电场本身、零势点（参考点）、位置电场本身、零势点（参考点）、位置电场本身、零势点（参考点）、位置电场本身、零势点（参考点）、位置有关在此是否放置试探电荷等无关在此是否放置试探电荷等无关.5、如图所示是某电场中的一条电场线，则：、如图所示是某电场中的一条电场线，则：A、a点的电势大于b点的电势 B、a点的电势小于b点的电执；C、负电荷在a点的电势能比b点的电势能大 D、负电荷在a点的电势能比b点的电势能小针对练习针对练习答案：答案：AD结论结论1:1:沿着电场线方向电势越来越低沿着电场线方向电势越来越低5 5、沿着电场线的方向将正试探电荷从、沿着电场线的方向将正试探电荷
12、从A A点移到点移到B B点点取无穷远处电势取无穷远处电势为零时为零时正电荷电正电荷电场中各点电势都场中各点电势都大于零；负电荷大于零；负电荷电场中各点电势电场中各点电势都小于零。都小于零。三、电势三、电势结论结论2:2:正电荷：电势越高，电势能越大；正电荷：电势越高，电势能越大；负电荷：电势越高，电势能越小。负电荷：电势越高，电势能越小。课本：第课本：第16页：第页：第1、2、3题题作作 业业第第 一一 章章 电电 场场-Anpei Anpei 编制编制编制编制第四节第四节 电势和电势差电势和电势差2四、电势差和电势的关系四、电势差和电势的关系1 1、电势差和电势的关系、电势差和电势的关系2
13、 2、电势差、电势差-电场力所做功电场力所做功 电电 势势-电势能电势能高度差是绝对的高度差是绝对的,高度是相对对高度是相对对知识概念知识概念3 3、电势差是绝对量、电势差是绝对量,电势是相对量：电势是相对量：电势跟所选取的零势点有关电势跟所选取的零势点有关电势跟所选取的零势点有关电势跟所选取的零势点有关1.1.如图所示的匀强电场中，如果如图所示的匀强电场中，如果A A板接地，板接地，M M、N N两点两点哪点电势高？电势是正还是负值？如果哪点电势高？电势是正还是负值？如果B B板接地，结板接地，结果又怎样？果又怎样？与零势面的选择无关与零势面的选择无关.沿电场线的方向电势降低沿电场线的方向电
14、势降低针对练习针对练习2.2.如图所示，将带负电的粒子射入电场中，经如图所示，将带负电的粒子射入电场中，经a a点过点过b b点。问点。问：（：（1 1）电场线的方向；）电场线的方向；（2 2）加速）加速度大小变化情况；度大小变化情况；（3 3）电场力做正功还是负）电场力做正功还是负功？功？（4 4）动能是增加还是减少？）动能是增加还是减少？针对练习针对练习思思 考考 将带电量为将带电量为+q的带电粒子沿着的带电粒子沿着b运动运动c，电场，电场力是否做功？力是否做功？两点间电势差有什么关系？两点间电势差有什么关系？电场力不做功；电场力不做功；两点间的电势差相等。两点间的电势差相等。五五.等势面
15、：等势面：1.：用图形来形象地表示出电场中各点电势的：用图形来形象地表示出电场中各点电势的大小。大小。2.定义：定义：把电场中电势相等的点构成的面叫做把电场中电势相等的点构成的面叫做等势面等势面（跟地图上用等高线来表示地势的高低跟地图上用等高线来表示地势的高低是类似的）。是类似的）。知识概念知识概念3几种常见的等势面的形状几种常见的等势面的形状（1）点电荷的电场：等势面是以点电荷为球）点电荷的电场：等势面是以点电荷为球心的一族球面，如图所示心的一族球面，如图所示（2）等量异种点电荷的电场：等势面如图所）等量异种点电荷的电场：等势面如图所示，两点电荷连线的中垂面为一个等势面示，两点电荷连线的中垂
16、面为一个等势面 知识概念知识概念（3）等量同种点电荷的电场：等势面如图所）等量同种点电荷的电场：等势面如图所示示（4）匀强电场：等势面是垂直于电场线的一）匀强电场：等势面是垂直于电场线的一族平面，如图所示族平面，如图所示 等势面与等势面与等高线的等高线的对比图对比图1.同一等势面上：各点的电势相等同一等势面上：各点的电势相等2.2.等势面一定跟电场线垂直。等势面一定跟电场线垂直。等势面一定跟电场线垂直。等势面一定跟电场线垂直。6.6.电场线由电势高的等势面指向电势较低的等势面。电场线由电势高的等势面指向电势较低的等势面。电场线由电势高的等势面指向电势较低的等势面。电场线由电势高的等势面指向电势
17、较低的等势面。等势面的等势面的特点特点3.在同一等势面上的两点间移动电荷，电场力不做功。在同一等势面上的两点间移动电荷，电场力不做功。4.相邻的等势面间的相邻的等势面间的电势差相等电势差相等电势差相等电势差相等5.在电场线密的地方，等势面也密在电场线密的地方，等势面也密7.7.在电场中，处于静电平衡的导体是一个等势体。在电场中，处于静电平衡的导体是一个等势体。在电场中，处于静电平衡的导体是一个等势体。在电场中，处于静电平衡的导体是一个等势体。3如图所示，如图所示，A、B是某电场中的一条电场线，若再是某电场中的一条电场线，若再A点放置一初速度为零的电子，电子仅在电场力的作用下，点放置一初速度为零
18、的电子，电子仅在电场力的作用下，沿沿AB由由A运动到运动到B过程中的速度图像如图已所示，下列过程中的速度图像如图已所示，下列关于两点的电势和电场强度关于两点的电势和电场强度E的判断中，正确的是：的判断中，正确的是：甲甲ABtvO乙乙A.EAEB B.EA B B D.A A B B 答案：答案：A D针对练习针对练习4 4在如图所示的场强为在如图所示的场强为E E的匀强电场中，有的匀强电场中，有a a、o o、b b三点，这三点，这三点均在一条和场强平行的直线上，三点均在一条和场强平行的直线上，a a、b b两点到两点到o o点的距离均点的距离均为为R R，在，在o o点放一个点电荷点放一个点
19、电荷QQ，在，在a a点放另一个正点电荷点放另一个正点电荷q q，则，则q q受到的电场力恰好为零，求：受到的电场力恰好为零，求：在在o o点放的电荷带正电还是负电？点放的电荷带正电还是负电？将将q q移至移至b b点，则点，则q q在在b b点受到的电场力多大？点受到的电场力多大？将将q q从从a a点移到点移到b b点电场力做了多少功？点电场力做了多少功？aobEqEFQq+qaqE+qbFQqa、b在点电荷在点电荷Q的等势面上的等势面上WQq=0,因此电场力对试探因此电场力对试探电荷做的功电荷做的功W=2qERQ带正电带正电F=2qEF=2qE5.5.5.5.如图所示，实线表示一个正电荷
20、的运动轨迹，在如图所示，实线表示一个正电荷的运动轨迹，在如图所示，实线表示一个正电荷的运动轨迹，在如图所示，实线表示一个正电荷的运动轨迹，在 正电荷从正电荷从正电荷从正电荷从a a a a运动到运动到运动到运动到b b b b、再运动到、再运动到、再运动到、再运动到c c c c的过程中，下列说的过程中，下列说的过程中，下列说的过程中，下列说 法法法法中正确的是：中正确的是：中正确的是：中正确的是：A.A.A.A.动能先增大，后减小动能先增大，后减小动能先增大，后减小动能先增大，后减小B.B.B.B.电势能先减小，后增大电势能先减小，后增大电势能先减小，后增大电势能先减小，后增大C.C.C.C
21、.电场力先做负功，后做正功，总功等于零电场力先做负功，后做正功，总功等于零电场力先做负功，后做正功，总功等于零电场力先做负功，后做正功，总功等于零D.D.D.D.加速度先变小，后变大加速度先变小，后变大加速度先变小，后变大加速度先变小，后变大abc答案：答案：C针对练习针对练习6 6如图所示，如图所示，a a、b b、c c、d d是匀强电场中一正方形的四是匀强电场中一正方形的四个顶点，已知个顶点，已知a a、b b、c c 三点的电势分别为三点的电势分别为 a a=15V=15V，b b=3V=3V，c c=3V3V，由此可得，由此可得d d点的电势等于多少伏？点的电势等于多少伏？abcd=
22、-3V=9V解法二解法二:等等分法分法(几何几何)7 7如图所示，对两个电量均为如图所示，对两个电量均为q q的点电荷连线中点的点电荷连线中点OO和中垂线上某点和中垂线上某点P P的认识中，正确的是的认识中，正确的是A A O O P P，E EOOE EP P B B O O P P，E EOOE EP P CC将正电荷从将正电荷从OO点移到点移到P P点，电场力做正功点，电场力做正功 D D将正电荷从将正电荷从OO点移到点移到P P点，电场力做负功点，电场力做负功答案：答案：B COP+q+q针对练习针对练习1、电场力、电场力2、电场强度：、电场强度：描述电场力的性质描述电场力的性质3、电
23、势差：、电势差：影响电场力做功的因素影响电场力做功的因素4、电势：、电势：描述电场能的性质描述电场能的性质4、电场力做功：、电场力做功：5、电势能、电势能6、等势面、等势面几个概念几个概念1、电场力、电场力 2、电场强度、电场强度 3、电势差、电势差4、电势、电势 5、电场力做功、电场力做功 6、电势能、电势能几个概念几个概念 哪些跟试探电荷无关的？哪些跟试探电荷无关的？哪些跟试探电荷有关的？哪些跟试探电荷有关的？2 2；3 3；4 41 1；5 5；6 6电场强度电场强度电场强度电场强度-电场力电场力电场力电场力-电场力做功电场力做功电场力做功电场力做功电势电势电势电势-电势差电势差电势差电势差-电场力做功电场力做功电场力做功电场力做功电势差电势差电势差电势差-电场力做功电场力做功电场力做功电场力做功-电势能电势能电势能电势能1、完成所发的试卷资料；、完成所发的试卷资料；2、课本第、课本第33页中的页中的6、7、8小题小题课外作业课外作业