物理選修電勢差

關(guān)于物理選修電勢差第一頁，共二十二頁，2022年，8月28日例1．右圖中MN為電場中某一條電場線方向向右，在線取兩點(diǎn)a、b今將一電荷＋q從a移到b則（）

A.電場力做正功，＋q的電勢能增加；

B.電場力做負(fù)功，＋q的電勢能增加；

C.電場力做正功，＋q的電勢能減少；

D.電場力做負(fù)功，＋q的電勢能減少。

C第二頁，共二十二頁，2022年，8月28日

例2：A和B為電場中某條電場線上的點(diǎn)，如圖：將q=4×10-9的正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)需克服電場力做功5×10-7J，則⑴電場方向由A→B還是B→A？⑵電荷在哪點(diǎn)時(shí)電勢能大？大多少？AB第三頁，共二十二頁，2022年，8月28日等勢面如圖所示，虛線a、b和c是某靜電場中的三個(gè)等勢面，它們的電勢分別為、和，一帶正電粒子射入電場中，其運(yùn)動(dòng)軌跡如實(shí)線KLMN所示。由圖可知：A、粒子從K到L的過程中，電場力做負(fù)功B、粒子從L到M的過程中，電場力做負(fù)功C、粒子從K到L的過程中，電勢能增加D、粒子從L到M的過程中，動(dòng)能減少第四頁，共二十二頁，2022年，8月28日類比法重力場電場

重力電場力某點(diǎn)的高度某點(diǎn)的電勢重力勢能電勢能重力做功電場力做功WG=

EP1-EP2W電=EPA-EPB兩點(diǎn)間高度差？？？第五頁，共二十二頁，2022年，8月28日電勢差第六頁，共二十二頁，2022年，8月28日預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)：1、基礎(chǔ)知識(shí)（1）定義：電場中兩點(diǎn)間的（）的差值叫做電勢差，也叫做（）（2）表達(dá)式：UAB=()或UBA=()UAB與UBA的關(guān)系：UAB=（）2、思考判斷：（1）電勢差是標(biāo)量，但有正負(fù)之分（）（2）因?yàn)殪o電力做功與路徑無關(guān)，所以電勢差也跟移動(dòng)的路徑無關(guān)，只跟兩點(diǎn)的位置有關(guān)（）（3）A、B兩點(diǎn)的電勢差是恒定的，與零電勢面的選取無關(guān)，所以UAB=UBA（4）從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，電場力做正功則電勢差為正值（）（5）把1C的正電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，靜電力做功1J，這兩點(diǎn)間的電勢差為1V（）（6）若電荷由A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)的過程中，有靜電力以外的力做功，不影響電勢差的變化（）第七頁，共二十二頁，2022年，8月28日一、電勢差與電勢的關(guān)系1、電勢差：【定義】電荷q在電場力作用下由A點(diǎn)移到另一點(diǎn)B的過程中，電場力做的功WAB與電荷量q的比值，叫A、B兩點(diǎn)之間的電勢差UAB。

電場中兩點(diǎn)間電勢的差值，也叫電壓則有或者表示成顯然設(shè)電場中A點(diǎn)的電勢為，B點(diǎn)的電勢為思考題第八頁，共二十二頁，2022年，8月28日思考題1、電勢差可以是正值也可以是負(fù)值，電勢差的正負(fù)表示什么意義？

表示兩點(diǎn)電勢高低2、如果某一點(diǎn)的高度可以理解為該點(diǎn)距離零參考點(diǎn)的高度差，那么某一點(diǎn)的電勢應(yīng)該如何理解呢？某一點(diǎn)的電勢可以理解為距離零參考點(diǎn)的電勢差φA=UAO返回第九頁，共二十二頁，2022年，8月28日二、靜電力做功與電勢差的關(guān)系電荷q從電場中A點(diǎn)移到B點(diǎn)，；即或第十頁，共二十二頁，2022年，8月28日典型例題：1、如圖所示的電場中，A、B兩點(diǎn)間的電勢差UAB=20V，將點(diǎn)電荷q=-2×10-9C，由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，靜電力所做的功是多少？解：電場力所做的功WAB=UAB·q=20×（－2×10-9）=-4.0×10-8J第十一頁，共二十二頁，2022年，8月28日典型例題：2、在電場中把2.0×10-9C的正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),靜電力做功1.5×10-7J.再把這個(gè)電荷從B點(diǎn)移到C點(diǎn),靜電力做功-4.0×10-7J.A、B、C三點(diǎn)中哪點(diǎn)電勢最高？哪點(diǎn)最低？A、B間，B、C間，A、C間的電勢差各是多少？把-1.5×10-9C的電荷從A點(diǎn)移到C點(diǎn)電場力做多少功？根據(jù)以上所得結(jié)果，定性地畫出電場分布的示意圖，標(biāo)出A、B、C三點(diǎn)可能的位置第十二頁，共二十二頁，2022年，8月28日據(jù)動(dòng)能定理有：ΔEk=W=qU=1.6×10-19×1J=1.6×10-19J即：1ev=1.6×10-19J3、在研究微觀粒子常用電子伏特(eV)做能量的單位。1eV等于一個(gè)電子經(jīng)過1v電壓加速后所增加的動(dòng)能。請推導(dǎo)電子伏特與焦耳的換算關(guān)系。返回第十三頁，共二十二頁，2022年，8月28日電勢差的另一種定義方法-比值定義法注：電場力做功有正負(fù)之分，電場力做正功WAB>0；電場力做負(fù)功，WAB<0．電荷量也有正負(fù)之分，對正電荷取q>0；對負(fù)電荷取q<0；利用該式計(jì)算時(shí)，要注意到WAB、q及UAB的正負(fù)．電勢差在數(shù)值上等于移動(dòng)單位正電荷所做的功第十四頁，共二十二頁，2022年，8月28日公式的應(yīng)用說明：①此適用于任何電場。②式中ＵAB

、ＷAB

、q都有正負(fù)，計(jì)算時(shí)都要注意各量的正負(fù)?！咎岢鰡栴}】UAB由什么決定？由WAB、q決定嗎？WAB由q、UAB決定嗎？【分析】UAB僅由電荷移動(dòng)的兩位置A、B決定，與所經(jīng)路徑、WAB、q均無關(guān)，但可由UAB＝計(jì)算UAB，而WAB卻由q、UAB決定。這些也可由比值定義法定義概念的共性規(guī)律中得到?！練w納總結(jié)】電勢差UAB與q、WAB均無關(guān)僅與電場中A、B兩位置有關(guān)。故電勢差反映了電場本身的性質(zhì)。【結(jié)論】電勢差的物理意義：電勢差反映了電場本身的性質(zhì)。返回第十五頁，共二十二頁，2022年，8月28日小結(jié)1、電勢差：兩點(diǎn)的電勢之差，也叫電壓2、靜電力做功與電勢差的關(guān)系：

3、電勢差UAB與q、WAB均無關(guān)，僅與電場中A、B兩位置有關(guān)。故電勢差反映了電場本身的性質(zhì)。4、電勢差的單位：伏特符號(hào)V1V=1J/C5、電勢差是標(biāo)量?；虻谑摚捕摚?022年，8月28日重力場在地球的周圍存在重力場

電場在電荷的周圍存在電場重力勢能由相互作用的物體和地面間的相對位置決定的勢能叫重力勢能電勢能由相互作用的電荷間的相對位置決定的勢能叫做電勢能重力做功與重力勢能的變化關(guān)系重力做功重力勢能減少；克服重力做功重力勢能增加；重力做功的多少等于重力勢能的變化量電場力做功與電勢能的變化關(guān)系電場力做功電勢能減少；克服電場力做功電勢能增加；電場力做功的多少等于電勢能的變化量高度指相對于參考平面（零高度）的距離在同一高度處電勢指相對于零電勢點(diǎn)的電勢值在同一位置高度差指A、B兩點(diǎn)高度的差值電勢差指A、B兩點(diǎn)電勢的差值第十七頁，共二十二頁，2022年，8月28日1.下列說法正確的是（）

A.電勢差和電勢一樣，是相對量，與零點(diǎn)的選取有關(guān)

B.電勢差是個(gè)標(biāo)量，但是有正負(fù)之分

C.由于電場力做功跟移動(dòng)電荷的路徑無關(guān)，所以電勢差也跟移動(dòng)電荷的路徑無關(guān)，只跟這兩點(diǎn)的位置有關(guān)。

D.AB兩點(diǎn)的電勢差是恒定的，不隨零電勢點(diǎn)的不同位置而改變，所以 UAB=UBA

BC第十八頁，共二十二頁，2022年，8月28日2.對于電場中A、B兩點(diǎn)，下列說法中正確的是（）

A.電勢差的定義式UAB=WAB/q，說明兩點(diǎn)間的電勢差UAB與電場力做功WAB成正比，與移動(dòng)電荷的電荷量q成反比。

B.A、B兩點(diǎn)間的電勢差等于將正電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到

B點(diǎn)電場力做的功。

C.將1C電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場力做1J的功，這兩點(diǎn)的電勢差為1V。

D.電荷由A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)的過程中，除受電場力外，還受其他力作用，電荷的電勢能的變化就不再等于電場力做的功。C第十九頁，共二十二頁，2022年，8月28日3.電場中，把點(diǎn)電荷q=+2×10-11C，由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場力做功WAB=4×10-11J。A、B兩點(diǎn)間的電勢差UAB等于多少？B、A兩點(diǎn)間的電勢差UBA等于多少？解：由靜電力做功與電勢差的關(guān)系得VV第二十頁，共二十二頁，2022年，8月28日4.電場中A、B

兩點(diǎn)的電勢是A=800V，

B=-200V，把電荷q=-1.5×10-8C由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場力