魯科版選修31電勢(shì)能與電勢(shì)差本章復(fù)習(xí)

§2.2電勢(shì)差和電勢(shì)

重力做功與路徑無(wú)關(guān)，只跟初末位置的高度差有關(guān)；WAB=mghAB

電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)，只跟初末位置的

有關(guān)。WAB=UABq電勢(shì)差UAB=WAB/q一、電勢(shì)差1．定義：電荷q在電場(chǎng)中由一點(diǎn)A移動(dòng)到另一點(diǎn)B時(shí)，電場(chǎng)力所做的功WAB與電荷量q的比值叫做A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，用UAB表示：UAB＝AB①定義式：②物理意義：在數(shù)值上等于將單位正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功。2．單位:伏特，簡(jiǎn)稱(chēng)伏，符號(hào)V，1V＝1J／C

電場(chǎng)力做功有正負(fù)之分，電場(chǎng)力做正功，WAB>0；電場(chǎng)力做負(fù)功，WAB<0。電荷量也有正負(fù)之分，對(duì)正電荷取q>0；對(duì)負(fù)電荷取q<0；利用計(jì)算時(shí)，要注意到WAB、q及UAB的正負(fù)。UAB＝3．電勢(shì)差是標(biāo)量，但有正負(fù)UAB=WAB/q思考1．UAB由什么決定？跟WAB、q有關(guān)嗎？2．WAB跟q、UAB有關(guān)嗎？由電場(chǎng)本身的因素決定，與WAB、q無(wú)關(guān)。跟q、UAB都有關(guān)。5．電壓：電勢(shì)差的絕對(duì)值也叫電壓。4．電勢(shì)差是反映電場(chǎng)特性的物理量，只與A、B兩點(diǎn)的位置有關(guān)，與是否存在電荷q和A、B間的路徑無(wú)關(guān)。例1．一帶負(fù)電的粒子q1＝-2.0×10-9C，在靜電場(chǎng)中由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，在這過(guò)程中電場(chǎng)力作的功為6.0×10-8J，求a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uab等于多少？Uba呢？若將電荷q2=5.0×10-8C從a點(diǎn)移到b點(diǎn)，電場(chǎng)力作的功多少？

研究重力勢(shì)能時(shí)我們引入“高度”這個(gè)概念：取某參考點(diǎn)為零高度，那么我們所研究的點(diǎn)到零高度點(diǎn)的高度差就是該點(diǎn)的高度值。那么我們?cè)谘芯侩妱?shì)能時(shí)，可否也引入一個(gè)所謂“電勢(shì)”的概念？它應(yīng)該如何定義的？電場(chǎng)中某一點(diǎn)與零勢(shì)點(diǎn)間的電勢(shì)差。1．定義:2．電勢(shì)差:電場(chǎng)中兩點(diǎn)間電勢(shì)的差值3．電勢(shì)能：

二、電勢(shì)：

在數(shù)值上等于將單位正電荷從A點(diǎn)移到零勢(shì)點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功。思考1．電勢(shì)差可以是正值也可以是負(fù)值，電勢(shì)差的正負(fù)表示什么意義？2．電勢(shì)的數(shù)值與零電勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān)，電勢(shì)差的數(shù)值與零電勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān)嗎？表示兩點(diǎn)電勢(shì)高低。

無(wú)關(guān)。電勢(shì)差和電勢(shì)的比較聯(lián)系標(biāo)矢性狀過(guò)性對(duì)應(yīng)量相對(duì)性電勢(shì)差電勢(shì)標(biāo)量標(biāo)量過(guò)程量狀態(tài)量WAB=UABqEp=φq絕對(duì)相對(duì)例2：在例1中，若再將q1從b點(diǎn)移到c點(diǎn)，電場(chǎng)力做功-2.0×10-8J，試比較a、b、c三點(diǎn)電勢(shì)的高低；若取b點(diǎn)為零勢(shì)點(diǎn)，則a、c兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為多少？課堂訓(xùn)練1：在上例中，若直接將q1從a點(diǎn)移到c點(diǎn)，電場(chǎng)力做功多少？（可以有幾種解法？）電場(chǎng)的兩大性質(zhì)：

①力的性質(zhì)：

②能的性質(zhì)：電場(chǎng)強(qiáng)度E電場(chǎng)線(xiàn)等勢(shì)面

電勢(shì)、電勢(shì)差U三、電勢(shì)差與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系

如圖所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，把電荷q從A移到B，即AB兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為ABEC

θSAC為A、B沿場(chǎng)強(qiáng)方向上的距離，用d表示得電場(chǎng)力做功。三、電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系說(shuō)明：①只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)

②d：沿場(chǎng)強(qiáng)方向的距離

勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于場(chǎng)強(qiáng)與這兩點(diǎn)間沿場(chǎng)強(qiáng)方向距離的乘積。對(duì)于非勻強(qiáng)電場(chǎng)，可做定性判斷。③U：電勢(shì)差的絕對(duì)值。（即電壓）由

這個(gè)式子表示在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)在數(shù)值上等于沿場(chǎng)強(qiáng)方向每單位距離上的電勢(shì)差。由此式可推出E的單位為V/m（1V/m=1N/C）①在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，沿任意一個(gè)方向上，電勢(shì)降落都是均勻，故在同一直線(xiàn)上相同間距的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差相等。②在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，相互平行的相等的線(xiàn)段兩端點(diǎn)電勢(shì)差相等。例2．在電場(chǎng)強(qiáng)度為600N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，A、B兩點(diǎn)相距5cm，若A、B兩點(diǎn)連線(xiàn)是沿著電場(chǎng)方向時(shí)，則A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差是____V。若A、B兩點(diǎn)連線(xiàn)與電場(chǎng)方向成60°角時(shí)，則A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差是____V；若A、B兩點(diǎn)連線(xiàn)與電場(chǎng)方向垂直時(shí)，則A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差是___V。30150課堂訓(xùn)練2：如圖所示的一簇未知方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn)。沿與平行線(xiàn)成60°角的方向，把-1×10-6C的負(fù)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，克服電場(chǎng)力做了2×10-6J的功。AB間距離為2cm，求：勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)多大？方向如何？所以1．定義：電場(chǎng)中電勢(shì)相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢(shì)面。四、等勢(shì)面思考與討論：①如果在同一等勢(shì)面上的任意兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷電場(chǎng)力是否做功？為什么？②那么，你可否判斷電場(chǎng)中等勢(shì)面與電場(chǎng)線(xiàn)間的幾何關(guān)系？③沿著電場(chǎng)線(xiàn)的方向，電勢(shì)升高還是降低？④閱讀課文P32圖2-9、2-11，了解這幾種電場(chǎng)的等勢(shì)面特征，注意等勢(shì)面的疏密情況，跟場(chǎng)強(qiáng)大小是否有關(guān)？知道是為什么？那么，勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面會(huì)是什么形狀？正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)的等勢(shì)面負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)的等勢(shì)面等量異種電荷電場(chǎng)的等勢(shì)面等量同種電荷電場(chǎng)的等勢(shì)面1．定義：電場(chǎng)中電勢(shì)相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢(shì)面。四、等勢(shì)面2．等勢(shì)面的特點(diǎn)：1）沿著同一等勢(shì)面移動(dòng)電荷時(shí)靜電力不做功。2）兩個(gè)電勢(shì)不同的等勢(shì)面不能相交。4）電場(chǎng)線(xiàn)總是由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面。3）等勢(shì)面一定與電場(chǎng)線(xiàn)垂直，即跟場(chǎng)強(qiáng)方向垂直。5）等勢(shì)面分布越密，場(chǎng)強(qiáng)越大;分布越疏，場(chǎng)強(qiáng)越小。勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面是一組平行的平面帶電導(dǎo)體周?chē)碾妶?chǎng)和等勢(shì)面

靜電平衡的導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體思考：若以無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零。負(fù)點(diǎn)電荷周?chē)魈幍碾妱?shì)的特點(diǎn)。正點(diǎn)電荷周?chē)魈幍碾妱?shì)的特點(diǎn)。都為正，越靠近正電荷電勢(shì)越高。都為負(fù)，越靠近正電荷電勢(shì)越低。電場(chǎng)中兩點(diǎn)電勢(shì)高低的判斷方法（1）根據(jù)電場(chǎng)力做功來(lái)判斷（3）根據(jù)電場(chǎng)線(xiàn)方向來(lái)判斷（2）根據(jù)電荷電勢(shì)能的變化來(lái)判斷1．在兩點(diǎn)間移動(dòng)正電荷，電場(chǎng)力做正功電勢(shì)降；做負(fù)功電勢(shì)升。2．在兩點(diǎn)間移動(dòng)負(fù)電荷，電場(chǎng)力做正功電勢(shì)升；做負(fù)功電勢(shì)降。電場(chǎng)線(xiàn)的方向就是電勢(shì)降低最快的方向。1.在兩點(diǎn)間移動(dòng)正電荷，電勢(shì)能增加電勢(shì)升；電勢(shì)能減小電勢(shì)降。2.在兩點(diǎn)間移動(dòng)負(fù)電荷，電勢(shì)能增加電勢(shì)降；電勢(shì)能減小電勢(shì)升。電勢(shì)與場(chǎng)強(qiáng)沒(méi)有直接關(guān)系課堂訓(xùn)練3：圖一表示等量異種電荷p和Q形成的電場(chǎng)內(nèi)的一簇等勢(shì)面，求：(1)P、Q各帶何種電荷？(2)把q=1×10-7C的正點(diǎn)電荷從A移到B，電場(chǎng)力做多少功？(3)把q從B移到C電場(chǎng)力做多少功？課堂訓(xùn)練4：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中如圖中所示分布著A、B、C三點(diǎn)，當(dāng)把一個(gè)電量q=10-5C的正電荷從A沿AB線(xiàn)移到B時(shí)，電場(chǎng)力做功為零；從B移到C時(shí)，克服電場(chǎng)力做功為1.73×10-3J，試判斷該電場(chǎng)的方向，并求出場(chǎng)強(qiáng)的大小。ABC60°20cmEUAB=WAB/q2．電勢(shì)：1．電勢(shì)差：3．電勢(shì)能：5．電勢(shì)差與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系小結(jié)4．電場(chǎng)力做功和電勢(shì)能改變的關(guān)系

WAB=UABq=(φA-φB)q=EPA-EPB（很少用）6．等勢(shì)面的特點(diǎn)：1）沿著同一等勢(shì)面移動(dòng)電荷時(shí)靜電力不做功。3）沿電場(chǎng)線(xiàn)方向電勢(shì)從高到低。2）等勢(shì)面一定與電場(chǎng)線(xiàn)垂直。4）等勢(shì)面分布越密，場(chǎng)強(qiáng)越大;分布越疏，場(chǎng)強(qiáng)越小。5）靜電平衡的導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體。1．如圖所示，a、b為某電場(chǎng)線(xiàn)上的兩點(diǎn)，那么以下的結(jié)論正確的是（）A．把正電荷從a移到b，電場(chǎng)力做正功，電荷的電勢(shì)能減少，電勢(shì)升高B．把正電荷從a移到b，電場(chǎng)力做負(fù)功，電荷的電勢(shì)能增加，電勢(shì)降低C．把負(fù)電荷從a移到b，電場(chǎng)力做正功，電荷的電勢(shì)能減少，電勢(shì)升高D．把負(fù)電荷從a移到b，電場(chǎng)力做負(fù)功，電荷的電勢(shì)能增加，電勢(shì)降低CDab2．如圖所示，實(shí)線(xiàn)為一電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn)，A、B、C為電場(chǎng)中的三個(gè)點(diǎn)，那么以下的結(jié)論正確的是（）A．B．C．D．BABC3．對(duì)公式E=UBA/d的理解，下列說(shuō)法正確的是()

A．此公式適用于計(jì)算任何電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差

B．A、B兩點(diǎn)間的距離越大，則這兩點(diǎn)間的電勢(shì)差越大

C．公式中的d是指A、B兩點(diǎn)間的距離

D．公式中的d是指勻強(qiáng)電場(chǎng)中A、B兩個(gè)等勢(shì)面間的距離D4．有關(guān)電場(chǎng)中某點(diǎn)