1.5電勢(shì)電勢(shì)差課件-高二上學(xué)期物理教科版

電勢(shì)

電勢(shì)差

將不同質(zhì)量的物體從地面搬到樓頂，重力勢(shì)能的變化不同，但是樓頂?shù)摹案叨取笔且欢ǖ摹?/p>

將質(zhì)量m的物體提升h高度，重力勢(shì)能增加mgh；將質(zhì)量為2m的物體提升h高度，重力勢(shì)能增加2mgh；將質(zhì)量為3m的物體提升h高度，重力勢(shì)能增加3mgh。

勻強(qiáng)電場(chǎng)中任取一點(diǎn)A，取一點(diǎn)B，并規(guī)定電荷在B點(diǎn)的電勢(shì)能為0，引入檢驗(yàn)電荷置于A，其電勢(shì)能為EPA。則從A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力做功為WAB=EPA。q+1CEPAE0+2C……2E0……EqFAB+該“常量”是否相當(dāng)于電場(chǎng)中的“高度”？該比值是一個(gè)與q無關(guān)，僅與電場(chǎng)及A點(diǎn)的位置有關(guān)的量。EABθ++qFB為零勢(shì)能參考點(diǎn)該比值稱為A點(diǎn)的電勢(shì)q從A移到B，求EPA與q的比值：什么是電勢(shì)呢？電勢(shì)1、定義：

電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量的比值，叫做這一點(diǎn)的電勢(shì)。2、定義式：（EP及q含正負(fù)號(hào)）電勢(shì)能類比重力勢(shì)能電勢(shì)高度一、電勢(shì)3、單位：伏特，符號(hào)為V

4、電勢(shì)只有大小，沒有方向，是標(biāo)量。

負(fù)電勢(shì)表示該處的電勢(shì)比零電勢(shì)低。5、電勢(shì)具有相對(duì)性電勢(shì)是相對(duì)于零電勢(shì)能點(diǎn)的，一般選取無窮遠(yuǎn)電勢(shì)為0，實(shí)際應(yīng)用中常取大地電勢(shì)為01V=1J/C6、物理意義：在電場(chǎng)中的某一點(diǎn)，如果電荷量為1C的電荷

在這點(diǎn)的電勢(shì)能是1J，這一點(diǎn)的電勢(shì)就是1V例1、

如果把電荷量為q＝＋1.0×10－8C的電荷從無限遠(yuǎn)處移到電場(chǎng)中的A點(diǎn)，需要克服靜電力做功W＝1.2×10－4J，取無限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零。那么：(1)q在A點(diǎn)的電勢(shì)能和A點(diǎn)的電勢(shì)各是多少？(2)q未移入電場(chǎng)前，A點(diǎn)的電勢(shì)是多少？電勢(shì)差類比法分析重力場(chǎng)電場(chǎng)重力做功電場(chǎng)力做功重力勢(shì)能電勢(shì)能WG=EP1-EP2WAB=EPA-EPB某點(diǎn)的高度某點(diǎn)的電勢(shì)重力電場(chǎng)力兩點(diǎn)間高度差兩點(diǎn)間的電勢(shì)差1、定義：電場(chǎng)中兩點(diǎn)間電勢(shì)的差值叫

電勢(shì)差，也叫電壓，用U表示。設(shè)電場(chǎng)中A點(diǎn)的電勢(shì)為

A，B點(diǎn)的電勢(shì)為

B則有或者表示成得到二、電勢(shì)差UAB＝φA－φBUBA＝φB－φAUAB＝-UBAABFE

A

BUAB

2、單位：伏特V3、電勢(shì)差是標(biāo)量，但有正負(fù)。正、負(fù)表示兩點(diǎn)電勢(shì)的高低。

UAB>0表示A點(diǎn)電勢(shì)比B點(diǎn)高,

UAB<0表示A點(diǎn)電勢(shì)比B點(diǎn)低，

。

A＞

B

A＜

B4、電勢(shì)差與零電勢(shì)點(diǎn)的選取無關(guān)UAB=φA－φB

=

300V-120V=180V

UAB=φA－φB

=

180V-0V=180V

14對(duì)電勢(shì)差的理解電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，由電場(chǎng)本身決定，與在這兩點(diǎn)間移動(dòng)的電荷的電荷量、靜電力做功的大小、零電勢(shì)位置的選取均無關(guān)。在確定的電場(chǎng)中，即使不放入電荷，任何兩點(diǎn)間的電勢(shì)差也有確定值。15對(duì)電勢(shì)差的理解對(duì)于電勢(shì)差必須明確指出是哪兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，而且先后順序不能亂。如A、B間的電勢(shì)差記為UAB，B、A間的電勢(shì)差記為UBA，而UAB＝-UBA。電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差與零電勢(shì)位置的選取無關(guān)。5、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(適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)和非勻強(qiáng)電場(chǎng))(比值定義式)ABFE

A

BUAB

6、推論：UAC=UAB+UBCUAB+UBC=UACUAB=φA-φBUBC=φB-φC（φA-φB）+（φB-φC）=φA-φc故UAC=UAB+UBC7、電勢(shì)與電勢(shì)差的對(duì)比電勢(shì)φ電勢(shì)差U定義決定因素相對(duì)性數(shù)值關(guān)系單位標(biāo)矢性物理意義

由電場(chǎng)本身決定由電場(chǎng)和場(chǎng)內(nèi)兩點(diǎn)間位置決定有，與零勢(shì)能點(diǎn)選取有關(guān)無，與零勢(shì)能點(diǎn)選取無關(guān)

相同，均是伏特(V)都是標(biāo)量，但均具有正負(fù)都是描述電場(chǎng)能的性質(zhì)的物理量【例題1】下列說法正確的是(

)A、電勢(shì)差與電勢(shì)一樣，是相對(duì)量，與零電勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān)B、電勢(shì)差是一個(gè)矢量，有正值和負(fù)值之分C、由于電場(chǎng)力做功跟移動(dòng)電荷的路徑無關(guān)，所以電勢(shì)差也跟移動(dòng)電

荷的路徑無關(guān)，只跟這兩點(diǎn)的位置有關(guān)D、A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差是恒定的，不隨零電勢(shì)點(diǎn)的不同而改變，所

以UAB＝UBA解析：C電勢(shì)與零電勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān)，電勢(shì)差與零電勢(shì)點(diǎn)的選取無關(guān)，故A錯(cuò)誤；電勢(shì)差為標(biāo)量，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；靜電力做功及電勢(shì)差只與初末位置有關(guān)，與路徑無關(guān)，故C項(xiàng)正確；UAB＝φA－φB，UBA＝φB－φA，所以UAB＝－UBA，故D錯(cuò)誤．

【例2】圖中，a、b、c、d、e五點(diǎn)在一直線上，b、c兩點(diǎn)間的距離等于d、e兩點(diǎn)的距離。在a點(diǎn)固定放置一個(gè)點(diǎn)電荷，帶電荷量為+Q，已知在+Q的電場(chǎng)中b、c兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為U。將另一個(gè)點(diǎn)電荷+q從d點(diǎn)移到e點(diǎn)的過程中（

）A.電場(chǎng)力做功qUB.克服電場(chǎng)力做功qUC.電場(chǎng)力做功大于qUD.電場(chǎng)力做功小于qU

D【例題3】把電荷量q=5×10-5C的點(diǎn)電荷從電場(chǎng)中的a點(diǎn)移到b點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為3×10-2J，則a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差和減少的電勢(shì)能為（）A．6×102V，3×10-2J

B．6×102V，-3×10-2JC．-6×102V，3×10-2J D．-6×102V，-3×10-2J22A【解析】a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差

。由于電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功，所以該點(diǎn)的電勢(shì)能減少3×10-2J。（2）A、B間，B、C間，A、C間的電勢(shì)差各是多大？

【例題4】在勻強(qiáng)電場(chǎng)中把電荷量為2.0×10-9C的點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，靜電力做的功為1.6×10-7J。再把這個(gè)電荷從B點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)，靜電力做的功為-4.0×10-7J。（1）A、B、C三點(diǎn)中，哪點(diǎn)電勢(shì)最高？哪點(diǎn)電勢(shì)最低？

電勢(shì)和電勢(shì)差的正負(fù)2、UAB>0表示A點(diǎn)電勢(shì)比B點(diǎn)高,

UAB<0表示A點(diǎn)電勢(shì)比B點(diǎn)低，

。

A＞

B

A＜

B1、電勢(shì)的正負(fù)是與零電勢(shì)點(diǎn)相比較而言。

，表示該點(diǎn)的電勢(shì)比零點(diǎn)高；,表示該點(diǎn)的電勢(shì)比零點(diǎn)低。>0<0三、電勢(shì)和電勢(shì)差的正負(fù)+A+BE請(qǐng)判斷A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)高低？F正電荷順著電場(chǎng)線走+A+BE請(qǐng)判斷A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)高低？F正電荷逆著電場(chǎng)線走-ABE請(qǐng)判斷A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)高低？F-負(fù)電荷順著電場(chǎng)線走-ABE請(qǐng)判斷A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)高低？F-負(fù)電荷逆著電場(chǎng)線走φA>φB

>φC沿著電場(chǎng)線方向,電勢(shì)逐漸降低法一：3、電勢(shì)高低的判斷方法法二：做功判斷法（1）電場(chǎng)中移動(dòng)正電荷電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，則電勢(shì)φ降低電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增大，則電勢(shì)φ升高（2）電場(chǎng)中移動(dòng)負(fù)電荷電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，則電勢(shì)φ升高電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增大，則電勢(shì)φ降低

+

－

法三：根據(jù)電勢(shì)計(jì)算公式:說明：由公式進(jìn)行計(jì)算，q、EP帶正負(fù)號(hào)計(jì)算法四：場(chǎng)源電荷判斷法離正電荷越近的地方電勢(shì)越高取無窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零正點(diǎn)電荷電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)大于零負(fù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)小于零離負(fù)電荷越近的地方電勢(shì)越低電勢(shì)

電場(chǎng)強(qiáng)度E物理意義決定因素矢/標(biāo)量反映電場(chǎng)能的性質(zhì)反映電場(chǎng)力的性質(zhì)由電場(chǎng)本身決定，與檢驗(yàn)電荷無關(guān)由電場(chǎng)本身決定，與檢驗(yàn)電荷無關(guān)標(biāo)量矢量練習(xí)1、(多選)如圖所示，a、b、c為電場(chǎng)中同一條電場(chǎng)線上的三點(diǎn)，其中c為a、b的中點(diǎn)．若一個(gè)運(yùn)動(dòng)的正電荷只在靜電力作用下先后經(jīng)過a、b兩點(diǎn)，a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為φa＝－3V，φb＝7V，則(

)A．a(chǎn)點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定小于b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)B．a(chǎn)點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)有可能等于b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)C．正電荷在a點(diǎn)的動(dòng)能小于在b點(diǎn)的動(dòng)能D．正電荷在a點(diǎn)的電勢(shì)能小于在b點(diǎn)的電勢(shì)能練習(xí)2、如圖所示，帶箭頭的線表示某一電場(chǎng)的電場(chǎng)線．在電場(chǎng)力作用下，一帶負(fù)電的粒子(不計(jì)重力)經(jīng)A點(diǎn)飛向B點(diǎn)，徑跡如圖中虛線所示，A、B兩點(diǎn)相比，下列說法正確的是()A．粒子在A點(diǎn)的加速度大B．B點(diǎn)電勢(shì)較高C．粒子在B點(diǎn)動(dòng)能大D．粒子在B點(diǎn)的電勢(shì)能較大D練習(xí)3、圖甲中AB是某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線．若將一負(fù)電荷從A點(diǎn)處由靜止釋放，負(fù)電荷僅在電場(chǎng)力作用下沿電場(chǎng)線從A到B運(yùn)動(dòng)過程中的速度圖象如圖乙所示．關(guān)于A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)高低和場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系，下列說法中正確的是(

)A．φA>φB，EA>EB B．φA>φB，EA<EBC．φA<φB，EA>EB D．φA<φB，EA<EBC等勢(shì)面

A在此面上移動(dòng)電荷時(shí)

B

B′W

=0E

B

B′

B

B′又

W

=qU此面上各點(diǎn)間電勢(shì)相等U=0V在電場(chǎng)中，電勢(shì)相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面叫作等勢(shì)面。尋找電勢(shì)相等的點(diǎn)1、電場(chǎng)中電勢(shì)相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面叫作等勢(shì)面。42四、等勢(shì)面2、等勢(shì)面的特點(diǎn)：（1）同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷，靜電力不做功；（2）電場(chǎng)線跟等勢(shì)面垂直；反證法:假如電場(chǎng)線與等勢(shì)面不垂直,電場(chǎng)強(qiáng)度就有一個(gè)沿著等勢(shì)面的分量,在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)靜電力就要做功,電荷的電勢(shì)能就要發(fā)生變化,這與這個(gè)面是等勢(shì)面相矛盾.在同一等勢(shì)面上穩(wěn)動(dòng)電荷時(shí),靜電力不做功.（3）兩個(gè)等勢(shì)面一定不相交。（4）等差等勢(shì)面的疏密反映電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，等勢(shì)面越密的

位置，電場(chǎng)強(qiáng)度越大。3、等差等勢(shì)面：電場(chǎng)中相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相同的一系列等勢(shì)面（1）相鄰等差等勢(shì)面間的電勢(shì)差相同:

U=φ2-φ1=φ3-φ2=φ4-φ3（2）電荷在相鄰等差等勢(shì)面間的電勢(shì)能變化相同：

ΔEP=EP2-EP1=EP3-EP2等差等勢(shì)面特點(diǎn)：等勢(shì)面與地理中的什么類似呢？在地圖中，常用等高線來表示地勢(shì)的高低4、常見電場(chǎng)等勢(shì)面分布圖，每幅圖中，兩個(gè)相鄰的等勢(shì)面間的

電勢(shì)之差是相等的。（等差等勢(shì)面）（1）點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的等勢(shì)面：以點(diǎn)電荷為球心的一簇球面，越

向外越稀疏。φ降低正點(diǎn)電荷的等勢(shì)面孤立正點(diǎn)電荷等差等勢(shì)面山峰的等高線深井的等高線孤立負(fù)點(diǎn)電荷等差等勢(shì)面不等間距同心球面BACφ降低負(fù)點(diǎn)電荷的等勢(shì)面（2）等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的等勢(shì)面：是兩簇對(duì)稱曲面。①等量異種電荷在連線上從正電荷到負(fù)電荷電勢(shì)逐漸降低，中

點(diǎn)的電勢(shì)為零。②等量異種電荷的中垂線是等勢(shì)面且電勢(shì)為零。（中垂線是等勢(shì)

面，以為可以無限延伸，故該等勢(shì)面電勢(shì)可以規(guī)定為φ

∞=0

）右側(cè)電勢(shì)小于零；左側(cè)電勢(shì)大于零等量異種電荷等差等勢(shì)面AoBCDφ降低高峰與深井的等高線等量異種電荷的等勢(shì)面（3）等量同種點(diǎn)電荷（正電荷）電場(chǎng)中的等勢(shì)面：是兩簇對(duì)稱曲面。①等量同種電荷（正電荷）在連線上電勢(shì)先降低后升高，中點(diǎn)的電勢(shì)最低。②等量同種電荷（正電荷）在中垂線上中點(diǎn)的電勢(shì)最高，越往兩邊越低。●各點(diǎn)的電勢(shì)大于零底部連在一起的兩座山峰等量同種電荷等差等勢(shì)面φ降低ABCoφ降低D等量同種電荷（正電荷）的等勢(shì)面--1.兩電荷連線上，由負(fù)電荷到連線中點(diǎn)O電勢(shì)逐漸升高，且關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱；O拓展：等量同種負(fù)點(diǎn)電荷2.兩電荷連線中垂線上，由中點(diǎn)O向兩側(cè)電勢(shì)到無限遠(yuǎn)電勢(shì)逐漸升高，且關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱。

--各點(diǎn)的電勢(shì)小于零(4)勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面：等勢(shì)面是垂直于電場(chǎng)線的一簇平行等間距的平面練習(xí)1、如圖所示，兩等量同種正點(diǎn)電荷固定在真空中。在它們連線的中垂線上有A、B兩點(diǎn)，O為連線中點(diǎn)，C為連線上一點(diǎn)，下列結(jié)論正確的是（）A．B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)一定大于A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)B．B點(diǎn)電勢(shì)一定高于A點(diǎn)電勢(shì)C．若電荷僅受電場(chǎng)力從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，電勢(shì)能一定減小D．若電荷僅受電場(chǎng)力從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，加速度不一定增大B練習(xí)2、(多選)如圖所示，a、b、c、d、e、f點(diǎn)是以O(shè)為球心的球面上的點(diǎn)，分別在a、c兩點(diǎn)處放上等量異種電荷+Q和-Q。則下列說法中正確的是()A.b、f兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向不同B.e、d兩點(diǎn)電勢(shì)不同C.b、f兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向相同D.e、d兩點(diǎn)電勢(shì)相同答案：CD5．等勢(shì)面的應(yīng)用（1）由等勢(shì)面可以判斷電場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)的高低。（2）由等勢(shì)面可以判斷電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)靜電力做功的情況。即：WAB=EPA-EPB=q(φ

A

—φ

B)（3）由等勢(shì)面可以判斷電荷在電場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)能大小的情況。（4）由于等勢(shì)面和電場(chǎng)線垂直，已知等勢(shì)面的形狀分布，可以

繪制電場(chǎng)線，從而確定電場(chǎng)的大體分布。1．真空中某點(diǎn)電荷的等勢(shì)面示意如圖，圖中相鄰等勢(shì)面間電勢(shì)差相等。下列說法正確的是（）A．該點(diǎn)電荷一定為正電荷 B．P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定比Q點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大C．P點(diǎn)的電勢(shì)一定比Q點(diǎn)的電勢(shì)高 D．正檢驗(yàn)電荷在P點(diǎn)比在Q點(diǎn)的電勢(shì)能大B2．某電場(chǎng)中的等勢(shì)面如圖所示，下列關(guān)于該電場(chǎng)的描述正確的是（）A．負(fù)電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能比在B點(diǎn)的電勢(shì)能大B．負(fù)