2.3高二物理研究电场的能的性质(1)

(共17张PPT)
2.3 研究电场的能的性质
一、电势差
1.定义：电荷q在电场中由一点A移动到另一点B时，电场力所做的功WAB与电荷量q的比值　　叫做A、B两点间的电势差，用UAB表示：
UAB ＝
A
B
2.电势差含义：
（1）电势差是反映电场特性的物理量，只与A、B两点的位置有关，与是否存在电荷q和A、B间的路径无关．
（2）电势差的单位是伏特，简称伏，符号是V，
　　1V＝1J／C．
（3）电压：电势差的绝对值也叫电压．
（4）电场力做功有正负之分，电场力做正功，WAB>0；电场力做负功，WAB<0．电荷量也有正负之分，对正电荷取q>0；对负电荷取q<0；利用　　　　　　计算时，要注意到WAB、q及UAB的正负．
UAB ＝
（5）电场力做功：电场力做功与重力做功类似，电场力所做的功与移动电荷的移动路径无关．
A
B
例1
　　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 A=5V， B=-2V， C=0.
（1）将电荷量q=-6×10-6C的点电荷从A移到B，则电场做功多少？电势能变化了多少？
（2）若将该电荷从B移到C，电场力做功多少？
A
B
C
解析：
（1）将点电荷从A移到B，电场力做功
J=-4.2×10-5J
　　由WAB=-(EpB-EpA)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 ．
A
B
C
（2）将点电荷从B移到C，电场力做功
J=1.2×10-5J．
　因为电场力做正功1.2×10-5J，所以电势能减少了1.2×10-5J．
　 问题1: 如图所示匀强电场中, 正电荷q在电场力作用下从A点沿电场方向移动到B点, 已知匀强电场为E, A、B两点之间的电势差为UAB. 距离为d, 试分析电场力 所做的功．　　
A
B
d
E
由功的公式得：
〖分析〗
由电场力做功与电势能改变的关系有:
A
B
d
E
在匀强电场中, 沿场强方向的两点间的电势差等于场强与这两点间距离的乘积．
上式改写为
二、电势差与电场强度的关系
在匀强电场中, 场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势差.
1. 公式适用于在匀强电场中计算和判断, 也可在非匀强电场中作定性分析.
2. 公式中的距离d是沿场强方向的距离.
3.
问题2: 如图所示, 从A等势面到B等势面的电势降落方向有多个, 其中降得最快的是哪条 它与场强的方向有什么关系
A
B
d
E
C
D
问题2: 如图所示, 从A等势面到B等势面的电势降落方向有多个, 其中降得最快的是哪条 它与场强的方向有什么关系
〖答案〗AB
A
B
d
E
C
D
问题2: 如图所示, 从A等势面到B等势面的电势降落方向有多个, 其中降得最快的是哪条 它与场强的方向有什么关系
电势降落得最快的方向就是电场强度的方向
A
B
d
E
C
D
〖答案〗AB
例2. 对公式E=UBA/d的理解, 下列说法正确的是( ) A. 此公式适用于计算任何电场中A、 B两点间的电势差 B. A、B两点间的距离越大，则这两 点间的电势差越大 C. 公式中的d是指A、B两点间的距离 D. 公式中的d是指匀强电场中A、B两 个等势面间的距离
D
例3 下列关于匀强电场中的场强和电势差的 关系, 说法正确的是( )
A. 任意两点间的电势差, 等于场强和这两 点间距离的乘积
B. 电势减小的方向必是场强的方向
C. 在相同距离的两点上, 电势差大的, 其场 强也大
D. 沿电场线方向, 任何相同距离上电势降 落必相等
D
例4 在匀强电场中如图中所示分布着 A、B、C三点. 当把一个电量 q=10-5C的正电荷从A沿AB线移到B时, 电场力做功为零; 从B移到C时, 克服电场力
做功为1.73×10 -3J.
试判断该电场的方向, 算出场强的大小．
A
B
C
60°
20cm
解析: 将电荷由A移至B时电场力不做功, 说明A、B两点在同一等势面上. 又由于是匀强电场, 等势面为平面, 故AB面为一等势面. 再由将正电荷由B移至C时克服电场力做功可知, C点电势高于B点电势. 场强方向如图所示
小结：
电势差只与A、B两点的位置有关，与是否存在电荷q和A、B间的路径无关．