沪教版高中物理选修3-1课件 2.3 研究电场的能的性质(一)24张PPT

(共24张PPT)
研究电场的能的性质（二）
一、电势 (与高度类比）
1、定义：
把电荷在电场中某一点的电势能与其电荷量的比值。
2、定义式：
说明：
①某点电势等于该点与零电势点的电势差。
②电势是标量，无方向．但有正负。
③电势具有相对性．电势高低与零电势点的选择有关。一般取大地或无穷远处为零电势点。
单位：V







A
B
C
D
E
0V
10V
5V
—5V
0V
15V
10V
5V
④零电势点可以任意选取。
⑤电势差是绝对的，与零电试点的选取无关。
⑥电势高低判断：沿电场线方向，电势逐渐降低。
例 . 将一电量为 的点电荷从电场外一点P移至电场中某点A, 电场力做功 ,求A点的电势.
解:
设场外一点P的电势为
从P A,电场力做的功

PA
E
W
-
=
点评:电势的确定首先要确定零电势处,且电势可以为负.
1、关于电势差UAB和电势 、 的理解，正确的是
A、UAB表示B点与A点之间的电势差，即UAB = ?
B、UAB和UBA是不同的，它们有关系：UAB = ?UBA
C、 、 都有正负，所以电势是矢量
D、零电势点的规定虽然是任意的，但人们常常规定大地和无穷远处为零电势点
BD
A
A
A
B
B
B
2、图为电场中的一条电场线，A、B为这条电场线上的两点，则
A、B点的场强一定比A点的小
B、B点的电势一定比A点的低
C、将电荷从A点移到B点，电荷的电势能一定减小
D、A点的正电荷在只受电场力作用下一定沿电场线运动到B点
B
3、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 、 分别是多大？
B
A
A
= - 5V
B
= 3 V
思考：
在正Q电荷的电场中的A点放一电量为q的正电荷,若它从A移动到B,则电场力作正功还是负功?并比较A、B两点的电势能，电势的关系。






A
B
练习. 如图所示,在同一条电场线上有A . B .C 三点,将 的点电荷由A点移动到B点,电场力做什么功?做多少功?电势能变化了多少?在将该电荷由B点移到C点,电场力做什么功?做多少功?电势能变化了多少?




A
B
C
电场中的等势面（类似等高线）
1、定义：电场中电势相等的点构成的线（面）叫做等势线（面）。

规定：相邻的等势面电势差相等。
静电平衡的物体是等势体。
等量异号点电荷的电场
中垂线是等势面
2.
等
势
线
等量同号点电荷的电场
孤立带电体的电场
等势线特点：
1)等势面一定与电场线垂直。
2)同一等势面上移动电荷，电场力不做功。

3)电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面。
4)等势面越密的区域，场强越大。
5)等势面不相交。
思考讨论：匀强电场的等势面如何？
匀强电场的等势面




E
-10V
-20V
20V





0V
10V

A

C

B
将一个电子从A点运动到B点，电场力做功为多少？
从A点移动到C点，电场力做功为多少？
单位：
1eV=1.6X10-19J
【例】有一电场的等势面分布如图所示，一个质子进入电场向右运动，经过等势面a时质子的动能为500eV，那么它经过等势面e时动能多大？
【答案】300eV
能量守恒定律
二、电势差与电场强度的关系
说明：
①适用于匀强电场 ，对非匀强电场可以可以定性判断。
②d：沿场强方向的距离




E

A

B
匀强电场E,正电荷q由A点移动到B点，AB间距离为d，电势差为U,电场力做功如何？

试证明：1N/C=1V/m
如图，实线表示电场线，虚线表示等势线，a、b两点的电势分别为 A=-50V， B=-20V，则a、b连线的中点c的电势 应为（?? ）
　A、 = -35V??????B、 > -35V
　C、 < -35V ??? D、无法判断 的高低
C
. N′


60°
例：如图，在匀强电场中的M、N 两点距离为2 cm，两点间的电势差为5V,M、N 连线与场强方向成60°角，则此电场的电场强度多大？




E
M.
.N


解：
根据 ，得：
电场的两大性质：
①力的性质：
②能的性质：
电场强度E
用电场线形象表示
用等势面形象表示
电势 、电势差U描述
1.如图，a、b、c是一条电场线上的三个点，电场线的方向由a到c, a、b间的距离等于b、c间的距离。用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和场强。下列哪个正确？
A.φa＞φb＞φc B. Ea＞Eb＞Ec

C.φa－φb=φb－φc D. Ea=Eb=Ec
课堂训练

●
●
●
a b c E
√
2.匀强电场E=600N/C，A、B两点相距5cm，若A、B两点连线是沿着电场方向时，则A、B两点的电势差是______ V。若A、B两点连线与电场方向成60°角时， 则A、B两点的电势差是_____V；若A、B两点连线与电场方向垂直时，则A、B两点的电势差是_____V。
30
15
0

3.如图所示，在场强为E＝4.0×103 N/C的匀强电场中有相距5cm的A、B两点，两点连线与电场强度成30°角。求A、B两点间的电势差。

4.在一点电荷Q产生的电场中，一个带正电荷的粒子通过时的轨迹如图所示，虚线表示电场的等势面a、b，以下说法中正确的是（??? ）
A．点电荷Q可能为正电荷，也可能为负电荷
B．运动中粒子总是克服电场力做功
C． 粒子在a、b两等势面时的动能一定有Eka>Ekb
D． 粒子在经过a、b两等势面时电势能一定有EPa>EPb
C
5.如图，长度为L=0.40m的绝缘细线把质量为m=0.10kg,带有正电的小球挂在O点,小球静止在B点时细线与竖直方向的夹角为θ=370.现将小球拉至位置A使细线水平后由静止释放,求:
1.小球运动通过最低点C时的速度大小?
2.小球通过最低点C时细线对小球的拉力大小



B
C
O



A





θ