高中物理选修3-1人教版1.5电势差（共25张ppt）

(共25张PPT)
例.带电粒子只在电场力作用下，从A点运动到B点，划过如图所示的轨迹，则该粒子（
）
A．肯定带负电
B．电势能不断减少
C．动能不断增加
D．在A点的加速度较小
?AD
电势差
d
M
一、静电力做功的特点
结论：在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷经过的路径无关,只与电荷的起始位置和终止位置有关。
对于非匀强电场也适用
B
A
F
?
WAB
=
F·Lcosθ=qE·d
把正电荷沿不同路径从A点移到B电场力做功？
L
＋q
WAB
=qE·d
d为始末位置间沿电场方向的有效距离。
+q
E
A
B
WAB
=qE·dAB
带电量是+q1、+q2、+q3的三个点电荷分别从A点运动到B点电场力做功是：
W1=
W2=
W3=
结论：电场力做功与电荷电量成正比，比值与电场及电场中的位置有关。
q1Ed
q2Ed
q3Ed
1、电势差：电荷q在电场中由A点移到B点，电场力所做的功WAB与电荷q的比值，叫A、B两点间的电势差。用UAB表示
变形为：WAB＝qUAB
二.电势差
适用于一切电场
（
比值定义法）
（1）电势差是反映电场特性的物理量，只与电场及场中A、B两点的位置有关，与场中是否存在电荷、放入场中的电荷的电荷量q以及A、B间的路径都无关．
（6）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
＝
（4）电势差是标量，但有正有负
（5）电压：电势差的绝对值也叫电压．
（3）电势差的单位是伏特，简称伏，符号是V，
　　1V＝1J／C．
（2）电场中A、B两点的电势差在数值上等于单位正电荷由A点移动到B点时电场力所做的功WAB
例1、在如图所示的电场中，把点电荷q=+2×10-11C，由A点移到B点，电场力做功WAB=4×10-11J。A、B两点间的电势差UAB等于多少？B、A两点间的电势差UBA等于多少？
WAB=4×10-11J
UAB=2V
WBA=-
4×10-11J
UBA=-2V
例2、如图所示的电场中，A、B两点间的电势差UAB=20
V，将点电荷q=
-2×10-9C，由A点移到B点，静电力所做的功是多少
？
WAB
=
-4.0×10-8J
电场和重力场的比较
q
E
h
G
物体在重力作用下移动。
电荷在电场中移动。
电场对电荷做功为W。
重力对物体做功为
W=mgh
电势差与高度差相似
高度就是某点到标准位置
的高度差，标准位置常选地面。
与此相似，在电场中选取标准位
置，电场中某点A,跟标准位置间
的电势差，就叫做该点A的电势。
选取的标准位置为电势的零点，即为零电势。
例.关于UAB
=
和WAB
=
qUAB的理解，正确的是（
）
A．电场中的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
二、电势：电场中某点的电势，等于将单位正电荷由该点移到参考点（零参考点）时电场力所做的功。电势常用φ表示。
3、电势的高低与参考点的选取有关，但电势差与参考点的选取无关．
1、a.零电势点是我们选取的，一般以大地或无穷远为零电势点。和重力场中的参考面的选取类似。
2、电势是标量，但有正有负，单位：伏特（V）
b.电势差实际上就是电势之差。
4、沿电场线方向电势一定降落．
电场中某点的电势?在数值上等于单位正电荷由该点移到参考点（零电势）时电场力所做的功．
A
B
C
D
将一个单位正电荷从A、B、D三点移到C点时，电场力做功分别是15J、5J、-3J。试问：
UAC、UBC、UDC分别是多少？
讨论1
若选取C点为电势零点，则A、B、C三点的电势为多少？
若选取D点为电势零点呢？
结论：1.电势具有相对性，与参考点的选取有关。
2.电势高于零电势的点，电势为正值；低于零电势的点，电势为负值。
思考?这样一条电场线能否判断EA与EB的大小关系？又能否判断
φA与φB
的大小关系？
分析:设沿着电场线的方向将单位正电荷由A点移动到B点，电场力做正功.由公式UAB=WAB/q，电势差大于零
，即φA-
φB>0
,
φA﹥φB
．
总结：沿着电场线方向，电势越来越低．
正电荷电场中各点电势为正
负电荷电场中各点电势为负
选取无穷远处为零电势点
2、电场力做功与电势能变化的关系
　电场力做多少正功，电势能就减少多少，电场力做多少负功（电荷克服电场力做多少功）电势能就增加多少．
电势能
1、电场与重力场有许多相似之处，电场力做功类似于重力做功．物体在重力场中具有重力势能，同样电荷在电场中具有电势能．
结论：电场力功是电势能和其它形式能转化的量度。
小结：
重力场
电场
高度
相对参考面的差
电势
相对参考点的差
高度差
两点高度的差值
电势差
两点电势的差值
重力
G=mg
电场力
F=qE
重力做功
WG=mgΔh
电场力做功
WF=qU
重力势能的变化
重力做正功，重力势能减少，重力做负功，重力势能增加
电势能的变化
电场力做正功，电势能减少，电场力做负功，电势能增加
1.如图，电场中的三点A、B和C
，当在三点之间移动电荷时，会有（
）
A．将同一电荷从A点直接移到B点，和从A点经过C点再移到B点，电场力做功完全相同
B．将同一电荷从A点加速移到B点，和减速移到B点，电场力做功完全相同
D．将同一电荷从A点直接移到B点，和从A点经过C点到B点，电场力做的功与电荷量的比值相同
C．将不同电荷从A点移到B点，电场力做的功与电荷量的比值相同
.ABCD
2.如图，电场中的一条电场线和这条电场线上的两点A和B，则（
）
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．在A点的正电荷，只在电场力作用下，一定沿电场线运动到B点
A．B点的场强一定比A点的小
B
3.
关于电势差UAB和电势φA
、φB的理解，正确的是（
）
A．UAB表示B点相对A点的电势差，即UAB=φB?
φA
B．UAB和UBA是不同的，它们有关系：UAB
=
?UBA
C．φA
、φB都有可能有正负，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
4.在电场中，一个电子从A点移到B点，电场力做功30eV
，则A、B的电势差UAB等于
，如果已知B点的电势为110V，则A的电势φA等于
，如果规定A点为零电势点，则B点的电势φB等于
。
?30V
80V
30V
5.一个带电的粒子，电量q
=
?2.0×10?9C，在静电场中由A点移到B点。在这个过程中，除电场力外，其它力做功6.0×10?5J，粒子的动能增加了8.0×10?5J。则在此过程中，电场力对粒子做功WAB为
J，B点相对A点的电势差UBA为
V。
?[cj1]2.0×10?5
、1.0×104
2.0×10?5
、1.0×104
；
6.有一个带电量q
=
?3.0×10?6C的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服电场力做功6.0×10?4J，从B点移到C点时，电场力做功9.0×10?4J。试问：
（1）A、B、C三点之间的电势差UAB
、UBC和UCA各是多少？
（2）若规定B点电势为零，则A、C两点的电势φA和φC各是多少？该电荷在A、C两点的电势能εA和εC分别又是多少？
?[cj1]（1）UAB
=
200V、UBC
=
?300V、UCA
=
100V、（2）φA
=
200V、φC
=
300V、εA
=
?6.0×10?4J、εC
=
?9.0×10?4J
7.电量Q
=
1.0×10?6
C的点电荷固定在A点。另有一个点电荷从距离A无穷远处移到Q所激发电场中P点，P点的电势为φP
=
3000V。在此过程中，电场力对它做功?1.8×10?3
J。试求：
（1）被移动电荷的电量q为多少？
（2）若在P点自由释放该电荷，它能获得的最大动能是多少？
（1）6.0×10?7
C、（2）1.8×10?3
J