(共19张PPT)
§10.2 电势差
复习提问:
静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关,但与电荷经过的路径无关。
1、静电力做功的特点是什么?
2、电势能和我们以前学过的哪种能量相类似?
重力势能
电势能与重力势能
结论:静电力做正功,电势能减小;
静电力做负功(克服电场力做功), 电势能增大。
电势
电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值
公式:
变形
A
B
C
D
0V
1V
2V
3V
小结:高度和电势都具有相对性。电势与零电势点的选择有关,两点间电势差与零电势点的选择无关。
E
0V
1V
2V
-1V
在物理学中,电势的差值往往比电势更重要。电场中两点间电势的差值叫做电势差,也叫电压。设电场中A点的电势为φA,B点的电势为φB。
电势差可以是正值也可以是负值,电势差的正负表示什么意义?
表示两点电势高低
一、电势差
二、静电力做功与电势差的关系
电荷q从电场中A点移到B点,
即
或
1、UAB由什么决定?跟WAB、q有关吗?
2、WAB跟q、UAB有关吗?
由电场本身的因素决定
与WAB、q无关
跟q、UAB都有关
讨论与交流:
3、 WAB 、q、UAB 三个物理量都是可正可负,那么这三个物理量取正与取负分别表示什么意思?
三、典例评析:
例题1、在图中,如果B板接地(取大地的电势为0,则与大地相连的导体的电势也为0),则A点电势为8V,M点的电势为6V,N点的电势为2V,M、N两点间的电势差是多少伏?如果改为A板接地,问:B板的电势是多大?M、N两点的电势各为多大?M、N两点间的电势差为多少伏?
三、典例评析:
例题2、在电场中把2.0×10-9C的正电荷从A电移到B点,静电力做功1.5×10-7J。再把这个电荷从B点移到C点,静电力做功-4.0×10-7J。
(1)A、B、C三点中哪点电势最高?哪点电势最低?
(2)A、B间,B、C间,A、C间的电势差各是多大?
(3)把-1.5×10-9C的电荷从A点移到C点,静电力做多少功?
(4)根据以上所得结果,定性地画出电场分布的示意图,标出A、B、C三点可能的位置。
解析:
(1)正电荷从A移动到B,静电力做正功,所以A点的电势比B点的高。电荷从B移动到C,静电力做负功,所以C点的电势比B点的高。但C、B间的电势差的绝对值比A、B间的电势差的绝对值大,所以C点电势最高,A点次之,B点电势最低。
(2)AB之间的电势差
UAB=WAB/q=75V
A点电势比B点电势高75V
BC之间的电势差
UBC=WBC/q=-200V
C点电势比B点电势高200V
(3)AC间的电势差
UAC=UAB+UBC=75V-200V=-125V
电荷q’= -1.5×10-9C从A移到C,静电力做功为WAC=q’UAC=1.875×10-7J
即静电力做正功1.875×10-7J
.
.
.
A
B
C
图
课堂小结:
一、电势差:电场中两点间电势的差值叫做 电势差,也叫电压。
二、静电力做功与电势差的关系
练习1:
关于对UAB =WAB/q 和WAB = qUAB的理解,正确的是
A、电场中A、B两点的电势差和两点间移动电荷的电量q成反比
B、在电场中A、B两点移动不同的电荷,电场力的功WAB和电量 q成正比
C、UAB与q、WAB无关,甚至与是否移动电荷都没有关系
D、WAB与q、UAB无关,与电荷移动的路径无关
BC
关于电势差UAB和电势φA 、φB的理解,正确的是
A、UAB表示B点与A点之间的电势差,即UAB = φB ? φA
B、UAB和UBA是不同的,它们有关系:UAB = ?UBA
C、φA 、φB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
练习2:
练习3:
如图所示,在同一条电场线上有A、B、C三点,三点的电势分别是φA=5V,φB=-2V,φC=0,将电荷量q=-6×10-6C的点电荷从A移到B电场做功多少?电势能变化了多少?若将该电荷从B移到C,电场力做功多少?电势能变化了多少?该点电荷在三点中哪一点时电势能最大?
解析:
(1)将点电荷从A移到B,电场力做功
可知,电场力做了4.2×10-5J的负功,因此电势能增加了4.2×10-5J .
(2)将点电荷从B移到C,电场力做功
因为电场力做正功1.2×10-5J,所以电势能减少了1.2×10-5J.
书面作业:
课本P22 练习1、2、3