電勢(shì)差教學(xué)課件

§2.3電勢(shì)差電勢(shì)差一、電勢(shì)差與電場(chǎng)力做功1、電勢(shì)差：電場(chǎng)中兩點(diǎn)間電勢(shì)的差值，也叫電壓則有或者表示成顯然設(shè)電場(chǎng)中A點(diǎn)的電勢(shì)為，B點(diǎn)的電勢(shì)為電勢(shì)差思考（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？這與力學(xué)中學(xué)過的哪個(gè)概念相似？表示兩點(diǎn)電勢(shì)高低

無關(guān)

與重力勢(shì)能相似電勢(shì)差2.靜電力做功與電勢(shì)差的關(guān)系

電荷q從電場(chǎng)中A點(diǎn)移到B點(diǎn)，即或電勢(shì)差思考（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無關(guān)跟q、UAB都有關(guān)

電勢(shì)差應(yīng)用公式,時(shí)應(yīng)注意各物理量都有符號(hào)計(jì)算時(shí)可代入符號(hào)進(jìn)行運(yùn)算,結(jié)果的正負(fù)就說明所求物理量的大小高低和正負(fù),也可將各物理量均取絕對(duì)值代入,然后再由題意分析判斷兩點(diǎn)間的電勢(shì)高低關(guān)系或其他問題.電勢(shì)差1、如圖所示的電場(chǎng)中,將2C的正電荷分別由A、C兩點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí),電場(chǎng)力所做的功分別是30J、-6J,如果取B點(diǎn)為零電勢(shì)點(diǎn),A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)分別是=

,=

,A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)能分別是EPA=

,EPC=

,AC間電勢(shì)差UAC=.如果取A為零電勢(shì)點(diǎn)，那么AC間電勢(shì)差UAC=

15V015J-6J18V18V電勢(shì)差2、如圖所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E=100V/m,A、B兩點(diǎn)相距10cm,A、B連線與電場(chǎng)線夾角為60o,則UBA為()A.-10VB.10VC.-5VD.5VDAB60o那么勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)電壓如何算法？電勢(shì)差二、電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系如圖所示,在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,把電荷q從A移到B,電場(chǎng)力做功即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表示得電勢(shì)差二、電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系說明：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)間沿電場(chǎng)力方向距離的乘積對(duì)于非勻強(qiáng)電場(chǎng)，可做定性判斷電勢(shì)差計(jì)算電場(chǎng)強(qiáng)度三條式子的區(qū)別物理意義適用范圍是電場(chǎng)強(qiáng)度大小的定義式是真空中點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的決定式是勻強(qiáng)電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)的決定式適用于一切電場(chǎng)在真空中,場(chǎng)電荷Q是點(diǎn)電荷勻強(qiáng)電場(chǎng)公式區(qū)別電勢(shì)差3、在如圖所示的電場(chǎng)中，把點(diǎn)電荷q=+2×10-11C，由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做功WAB=4×10-10J。A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB等于多少？B、A兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UBA等于多少？20V-20V電勢(shì)差N′

60°3、如圖，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的M、N兩點(diǎn)距離為2cm，兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為5V,M、N連線與場(chǎng)強(qiáng)方向成60°角，則此電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度多大？若Ｏ點(diǎn)為M、N連線的中點(diǎn),則M、O兩點(diǎn)的電勢(shì)差UMO

為多少？EMN解：根據(jù)可得：因?yàn)椋宵c(diǎn)為M、N連線的中點(diǎn)所以Ｏ電勢(shì)差4、如圖所示，P、Q兩金屬板間的電勢(shì)差為50V，板間存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向水平向左，板間的距離d=10cm，其中Q板接地，兩板間的A點(diǎn)距P板4cm。求（1）P板及A點(diǎn)的電勢(shì)（2）保持兩板間的電勢(shì)差不變，而將Q板向左平移5cm，則A點(diǎn)的電勢(shì)將變?yōu)槎嗌伲縋QAQ-30V-10V電勢(shì)差5、如圖所示，一個(gè)動(dòng)能為EK的電子垂直于A板從小孔C進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，能達(dá)到的最大深度為2d/3，設(shè)電子電荷量為e，A板接地，則B板電勢(shì)為

VABd電勢(shì)差WAB=-1.5×10-5J6、電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)A=800V，

B=-200V，把電荷q=-1.5×10-8C由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做了多少功？電勢(shì)能改變多少？電勢(shì)能增加，增加1.5×10-5J電勢(shì)差如圖所示，在真空中有一對(duì)平行金屬板，兩板間加以電壓U。兩板間有一帶正電荷q的帶電粒子。它在電場(chǎng)力的作用下，由靜止開始從正極板向負(fù)極板運(yùn)動(dòng)，到達(dá)負(fù)板時(shí)的速度有多大？(不考慮粒子的重力）qUm+_帶電粒子的加速d三、帶電粒子的加速1、受力分析:

水平向右的電場(chǎng)力

F=Eq=qU/d2、運(yùn)動(dòng)分析:初速度為零，加速度為a=qU/md的向右勻加速直線運(yùn)動(dòng)。F電勢(shì)差如圖所示，在真空中有一對(duì)平行金屬板，兩板間加以電壓U。兩板間有一帶正電荷q的帶電粒子。它在電場(chǎng)力的作用下，由靜止開始從正極板向負(fù)極板運(yùn)動(dòng)，到達(dá)負(fù)板時(shí)的速度有多大？(不考慮粒子的重力）qUm+_帶電粒子的加速d三、帶電粒子的加速F解法一運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)求解電勢(shì)差如圖所示，在真空中有一對(duì)平行金屬板，兩板間加以電壓U。兩板間有一帶正電荷q的帶電粒子。它在電場(chǎng)力的作用下，由靜止開始從正極板向負(fù)極板運(yùn)動(dòng)，到達(dá)負(fù)板時(shí)的速度有多大？(不考慮粒子的重力）qUm+_帶電粒子的加速d三、帶電粒子的加速F解法二運(yùn)用能量知識(shí)求解電勢(shì)差

如兩極板間不是勻強(qiáng)電場(chǎng)該用何種方法求解？

由于電場(chǎng)力做功與場(chǎng)強(qiáng)是否勻強(qiáng)無關(guān)，與運(yùn)動(dòng)路徑也無關(guān)，第二種方法仍適用！思考:若粒子的初速度為零,則:若粒子的初速度不為零,則:電勢(shì)差7、熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子。在金屬絲和金屬板間加以電壓U=2500V，發(fā)射出的電子在真空中被加速后，從金屬板的小孔穿出。電子射出后的速度有多大？設(shè)電子剛從金屬絲射出時(shí)的速度為零。已知電子電荷量和質(zhì)量解:電子電荷量為e,根據(jù)動(dòng)能定理可得電勢(shì)差所以8、如圖所示,從燈絲逸出的電子,其速度可以認(rèn)為是零,那么電子通過A板小孔時(shí)的動(dòng)能為

,通過B板小孔時(shí)的動(dòng)能為

,打到C板時(shí)的動(dòng)能為

.OABC45V30V45eV45eV15eV加速勻速減速請(qǐng)思考什么是eV？電勢(shì)差9、兩塊平行的金屬板A、B之間的電壓是80V，一個(gè)電子以100eV的動(dòng)能從小孔C垂直A板進(jìn)入電場(chǎng)，該電子能打在B板上嗎？如果能打在B板上，它到達(dá)B板時(shí)的動(dòng)能有多大？如果要使電子打在B板上時(shí)的速度為零,電源電壓應(yīng)變?yōu)槎嗌賄？電勢(shì)差如圖所示，在真空中水平放置一對(duì)金屬板Y和Y’，板間距離為d。在兩板間加以電壓U，一電荷量為q質(zhì)量為m的帶電粒子從極板中央以水平速度v0射入電場(chǎng)。試分析帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況。(不計(jì)粒子的重力)四、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)1、受力分析：2、運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析:粒子受到豎直向下的電場(chǎng)力F＝Eq=qU/d粒子作類平拋運(yùn)動(dòng)。UL++++++------Y

dY′

v0q電勢(shì)差UL++++++------Y

dY′

v0qx方向：勻速直線運(yùn)動(dòng)Y方向：初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)v0y離開電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角：離開電場(chǎng)時(shí)偏轉(zhuǎn)量：推論:粒子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中射出時(shí),其速度反向延長線與初速度方向交一點(diǎn),此點(diǎn)平分沿初速度方向的位移vvyΦ

電勢(shì)差粒子在與電場(chǎng)平行的方向上做

初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)結(jié)論：帶電粒子初速度垂直于電場(chǎng)方向飛入勻強(qiáng)電場(chǎng)的問題就是一個(gè)類平拋的問題粒子在與電場(chǎng)垂直的方向上做

勻速直線運(yùn)動(dòng)請(qǐng)認(rèn)真學(xué)習(xí)書中P38例題電勢(shì)差10、如圖所示,兩極板與電源相連接,電子從負(fù)極板邊緣垂直電場(chǎng)方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng),且恰好從正極板邊緣飛出,現(xiàn)在使電子射入速度變?yōu)樵瓉淼膬杀?而電子仍從原來位置射入,且仍從正極板邊緣飛出,則兩極板間電壓變?yōu)樵瓉淼?)A.2倍B.4倍C.倍D.倍BUVo電勢(shì)差加速和偏轉(zhuǎn)一體++++++------+_U1U2v-qmLv0加速偏轉(zhuǎn)電荷經(jīng)加速電場(chǎng)加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)通過加速電場(chǎng)的末速度為進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的初速度電勢(shì)差11、如圖所示,初速度為零的電子在電勢(shì)差為U1的電場(chǎng)中加速后,垂直進(jìn)入電勢(shì)差為U2的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),在滿足電子能射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的條件下,下列四種情況中,一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角度變大的是()A.U1變大,U2變大

B.U1變小,U2變大

C.U1變大,U2變小

D.U1變小,U2變小BU2U1電勢(shì)差

一束電子流在經(jīng)U=5000V的加速電壓加速后,在距兩極板等距處垂直進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng),如圖所示,若兩板間距d=1.0cm,板長L=5.0cm,那么,要使電子能從平行板間飛出,兩個(gè)極板上最多能加多大電壓.Udl偏轉(zhuǎn)電壓越高,偏轉(zhuǎn)量就越大.設(shè)電子剛好能從極板邊緣飛出.即這時(shí)偏轉(zhuǎn)量最大等于d/2,所加電壓為最大值.電勢(shì)差五、示波器

1、作用：觀察電信號(hào)隨時(shí)間變化的情況2、組成：示波管（內(nèi)部是真空的）、電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成。電子槍偏轉(zhuǎn)電極-+熒光屏YY’XX’YY’XX’電勢(shì)差電子槍偏轉(zhuǎn)電極-+熒光屏YY’XX’YY’XX’1.如果在電極XX’之間不加電壓,但在YY’之間加不變的電壓,使Y的電勢(shì)比Y’高(有時(shí)說這種情況是”Y正、Y’負(fù)”),電子束運(yùn)動(dòng)過程中受哪個(gè)方向的力?電子將打在熒光屏的什么位置?電勢(shì)差電子槍偏轉(zhuǎn)電極-+熒光屏YY’XX’YY’XX’1.如果在YY’

之間不加電壓,而在XX’之間加不變的電壓,(X正、X’負(fù)),電子將打在熒光屏的什么位置?電勢(shì)差電子槍偏轉(zhuǎn)電極-+熒光屏YY’XX’YY’XX’2.如果在XX’

之間不加電壓,而在YY’之間所加的電壓按圖所示的規(guī)律隨時(shí)間變化，在熒光屏?xí)吹绞裁磮D形？Uyt電勢(shì)差電子槍偏轉(zhuǎn)電極-+熒光屏YY’XX’YY’XX’3.如果YY’之間的電壓仍然如圖所示，而在XX’

之間加不變的電壓(X正、X’負(fù)”),在熒光屏?xí)吹绞裁磮D形？Uyt電勢(shì)差電子槍偏轉(zhuǎn)電極-+熒光屏YY’XX’YY’XX’3.如果YY’之間的電壓仍然如圖所示，而在XX’

之間加不變的電壓(X負(fù)、X’正),在熒光屏?xí)吹绞裁磮D形？Uyt電勢(shì)差§2.4電容電勢(shì)差電容器和電容一、電容器１.定義：任何兩個(gè)彼此絕緣又相隔很近的導(dǎo)體,組成一個(gè)電容器。２.電容器的充、放電充電：電容器兩板分別接在電池兩端,兩板帶上等量異種電荷的過程放電：電源能量→電場(chǎng)能充了電的電容器的兩板用導(dǎo)線相連,使兩板上正、負(fù)電荷中和的過程電場(chǎng)能→其他形式能+++++++++---------

電勢(shì)差

電容器充電后，任意一個(gè)極板帶電量的絕對(duì)值叫電容器的帶電量，用“Q”表示。3、電容器的作用：那電容器儲(chǔ)存電荷的規(guī)律：U變化，Q隨之變化。+++++++++---------

容納儲(chǔ)存電荷電勢(shì)差二、電容C1.定義:把電容器帶電量Q與兩極板間的電壓U的比值叫這個(gè)電容器的電容，用C表示2.定義式：3.單位：法拉（F）1F=1C/V其它單位：1F=106μF=1012pF意義：“C=1F”表示當(dāng)U=1V時(shí)，Q=1C

“C=10F”表示當(dāng)U=1V時(shí)，Q=10C4.物理意義：

描述電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量電勢(shì)差甲同學(xué)說:“電容器帶電越多,電容越大,不帶電時(shí),電容為零”。此說法對(duì)嗎?為什么?思考:乙同學(xué)說:“若A電容器帶電比B電容器帶電量多，則A的電容就比B的電容大”。此說法對(duì)嗎?為什么?5.電容的符號(hào)：

電勢(shì)差電容器的Q—U圖象U/VQ/CC1C2C1>C20電勢(shì)差

研究平行板電容器的電容和哪些因素有關(guān)電勢(shì)差三.決定電容大小的因素電勢(shì)差C和d成反比C與S成正比

C與ε成正比相對(duì)介電常數(shù)正對(duì)面積靜電力常量兩極板間的距離（平行板電容器）三.決定電容大小的因素電容器的電容是電容器本身的結(jié)構(gòu)決定，與是否帶電或與帶電量的多少無關(guān)。電勢(shì)差四、電容器的分類電容器固定電容器可變電容器聚苯乙烯電容器陶瓷電容器電解電容器紙質(zhì)電容器+-電勢(shì)差從電容器的