1、,电势 电势差,你认识电场吗？,1、电场是物质存在的一种形式，在电荷的周围存在电场。场的物质性,2、电场和实物（即由原子、分子等组成的物质）一样，具有力的性质和能的性质。,电场力的性质引入电场强度E,电场能的性质引入？,如何研究电场能的性质？,1、物理学家认为：一切实物周围都能产生“场”，“场”通常又以实物为源和归宿，两者可以互相转化、变换或交换。,2、“场”是物理学中的重要概念。除电场、磁场外，还有引力场、重力场、电磁场、光场 ，它们是不同的高速、低密度的物质运动状态和方式。,同学们，你最熟悉哪一种场？,地球附近的重力场跟负电荷的电场相似,做功特点,W1=mgLcos,WAC=mgLcos,
2、W3=mgLcos,WCD=0,W2=mgLcos,W1=qELcos,W3=qELcos,W2=qELcos,WAC=qELcos,WCD=0,mg,A,B,D,h1,h2,h3,h4,h5,h6,W=W1+ W2 + W3 + ,=mg（h1+h2+h3 + ）,=mghAB,小结：重力做功与路径无关，只取决于始、末位置的高度差。,微元法 （取小段法）,如何求重力做功？,同重力一样，电场力做功也跟路径无关，只取决于始、末位置的电势差。,=mgh1+mgh2+mgh3+,初中学过的电压,忆一忆,电流通过金属导体的做功公式,W=UIt=U2/R t,电势差电压,物理学上，把做功与路径无关的力称
3、为保守力，与保守力相对应的场叫做保守场。,重力和电场力都是保守力，重力场和电场是保守场。在保守场中存在“势”的概念。,指点迷津,势 差,1、WABG， WAB/G 恒量hAB,1、WABq， WAB/q恒量UAB,2、比值定义法： 高度差hAB=WG/G,2、比值定义法： 电势差UAB=WAB/q,hAB与G无关，只取决于始、末的位置。,UAB与q（包括大小、正负）无关，只取决于始、末的位置。,1、请从做功的角度，叙述高度差hAB=3m的物理意义。,2、请从做功的角度，叙述电势差UAB=3V的物理意义。,答：重量为1N的物体从A点移动到B点重力做功为3J。,答：电荷量为1C的正电荷从A点移动到
4、B点电场力做功为3J。,hAB=WAB/G,UAB=WAB/q,说一说,思考：若移动的是负电荷呢？,答：电荷量为1C的负电荷从A点移动到B点克服电场力做功为3J。,【例题1】将一个电量为210-9C的点电荷从电场中的M 点移到N点，需克服电场力做功1.4108J， M 、N两点间的电势差 UMN为多少？若将该电荷从M移到N，电场力做什么功？UNM为多少？,解：由电势差的定义式可知 UMN=WMN/q,UMN=UNM,UNM=WNM/q,=(1.4108 J )/(210-9C)=7V,=(1.4108 J )/(210-9C)=-7V,将W和q的正负号代入计算,势,高度是特殊的高度差,电势是特
5、殊的电势差,高度差hAB =hA - hB,hA = hAO = hA - hO,hA=hAO =WAO/G,UAB =A-B,A =UAO= A - O,A=UAO = WAO/q,一般取地面或最低点为参考点,一般取无穷远处或电场中的接地点为参考点,1、请从做功的角度，叙述高度hA=3m和hB=-3m的物理意义。,2、请从做功的角度，叙述电势A=3V和B=-3V的物理意义。,答：重量为1N的物体从A点移动到零高度点重力做功为3J； 重量为1N的物体从B点移动到零高度点物体克服重力做功为3J。,答：电荷量为1C的正电荷从A点移动到零电势点电场力做功为3J； 电荷量为1C的正电荷从B点移动到零电
6、势点电荷克服电场力做功为3J。,hA=hA0= WA0/G,A= UA0= WA0/q,说一说,思考：若移动的是负电荷呢？,答：电荷量为1C的负电荷从A点移动到零电势点克服电场力做功为3J； 电荷量为1C的负电荷从B点移动到零电势点电荷电场力做功为3J。,【例题2】在电场线上有A、B、C三点，设C点接地，将1C的正电荷由C移到A点，电场力做功为5J；再将该电荷由A移到B，电场力做功为8J，求A 、 B 分别是多大？,解：由电势的定义式可知 A =UAC=WAC/q=,B =UBC=WBC/q=,(5J ) /1C=-5V,(8 J-5J )/1C=3V,或UAB=WAB/q=,(8J ) /1
7、C= 8V,UAB= A B,B= AUAB =3V,注意：WBC= WBA+WAC=8J +（-5J）,想一想,1、高度差、高度与零高度点的选择有关吗？ 2、电势差、电势与零电势点的选择有关吗？,A,B,C,D,0V,1V,2V,3V,小结：高度和电势都具有相对性，与零势点的选择有关，而高度差和电势差与零势点的选择无关。,E,0V,1V,2V,-1V,做功与势能变化关系,重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加。即 WG= -EP 重力势能具有相对性，与零势能点的选择有关。,电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加。即 W电= - ,电势能具有相对性，与零势能点的选择有关
8、。,【例题3】在电场中有A、B两点，A =20V， B=30V，将q=6106C的点电荷从A点移到B点电场力做多少功？电势能变化了多少？,解：UAB= A B= 20V(30V)=50V,WAB=qUAB= (6 106) 50J= 3 104J,电势能增加了3 104J,地球附近的引力场,存在于电荷周围的场,重力场强度g=G/m， 方向：垂直于该点的切面向下,电场强度E=F/q ， 方向：正电荷在该点所受电场力方向,重力G=mg,电场力F=qE,WAB=mghAB 只与始、末位置有关，与路径无关,WAB=qUAB 只与始、末位置有关，与路径无关,高度差hAB= hA hB，与参考点选取无关,
9、电势差UAB=A- B，与参考点选择无关,构建知识结构,重力势能EP=mgh，与参考平面选取有关,电势能=q（选学）， 与参考平面选取有关,重力做正功，重力势能减少（转化为其他形式的能）；重力做负功，重力势能增加WAB=EPA-EPB,电场力做正功，电势能减少（转化为其他形式的能）；电场力做负功，电势能增加。WAB= A- B,高度h与参考点的选取有关，具有相对性,电势与参考点的选取有关，具有相对性,主要公式,（将WAB和q正、负号一同代入）,（两种处理方法）,1、将UAB和q正、负号一同代入；,2、将UAB和q的绝对值代入，根据力和位移（或运动）方向来判断功的正、负。,一般取绝对值,特殊的电
10、势差,思考与讨论,1、在电场中，沿电场线方向电势如何变化？与试探电荷的正、负有关吗？如何证明？2、在电场中，电荷沿着电场方向运动，电势能将如何变化？与电荷的正、负有关吗？,沿电场线方向电势逐渐降低,证：设想一个电荷量为q的负电荷由ab移动，则电场力做负功， Uab=Wab/q0, Uab=a- b 0 ，故a b,答：正电荷由ab移动， Wab0 ，电势能减少；负电荷由ab移动，Wab0 ，电势能增加。,Wab0,Uab0,Wab0,Uab0,W电= - ,反馈迁移应用,1、下列关于电场的描述，正确的是： A、电场中某点电势的大小、正负与零电势点的选取有关 B、电场中两点间的电势差与零电势点的
11、选取有关 C、同一点电荷在电场中的不同点时，电荷的电势能较大处电势一定较高 D、同一点电荷在电场中任两点间移动时，若电场力做功相同，则两点间的电势差相同,1、下列关于电场的描述，正确的是： A、电场中某点电势的大小、正负与零电势点的选取有关 B、电场中两点间的电势差与零电势点的选取有关 C、同一点电荷在电场中的不同点时，电荷的电势能较大处电势一定较高 D、同一点电荷在电场中任两点间移动时，若电场力做功相同，则两点间的电势差相同,电势能=q，与电荷正负有关,反馈迁移应用,2、在电场中，逆着电场线的方向： A、场强一定增大 B、电势一定升高 C、电荷的电势能一定增加 D、移动电荷电场力一定做负功,分析；A、场强由电场线疏密程度决定,B、正确，与试探电荷的正、负无关,C、+q的电势能增加，但-q的电势能减少,D、电场力做功与电荷的正、负有关,2、在电场中，逆着电场线的方向： A、场强一定增大 B、电势一定升高 C、电荷的电势能一定增加 D、移动电荷电场力一定做负功,若是正点电荷形成的电场线呢？,2、在电场中，逆着电场线的方向： A、场强一定增大 B、电势一定升高 C、电荷的电势能一定增加 D、移动电荷电场力一定做负功,2、在电场中，逆着电场线的方向： A、场强一定增大 B、电势一定升高 C、电荷的电势能一定增加 D、移动电荷电场力一定做负功,
