電勢差教學(xué)課件

§2.3電勢差電勢差一、電勢差與電場力做功1、電勢差：電場中兩點間電勢的差值，也叫電壓則有或者表示成顯然設(shè)電場中A點的電勢為，B點的電勢為電勢差思考（1）電勢差可以是正值也可以是負(fù)值，電勢差的正負(fù)表示什么意義？（2）電勢的數(shù)值與零電勢點的選取有關(guān)，電勢差的數(shù)值與零電勢點的選取有關(guān)嗎？這與力學(xué)中學(xué)過的哪個概念相似？表示兩點電勢高低

無關(guān)

與重力勢能相似電勢差2.靜電力做功與電勢差的關(guān)系

電荷q從電場中A點移到B點，即或電勢差思考（1）UAB由什么決定？跟WAB、q有關(guān)嗎？（2）WAB跟q、UAB有關(guān)嗎？

由電場本身的因素決定

與WAB、q無關(guān)跟q、UAB都有關(guān)

電勢差應(yīng)用公式,時應(yīng)注意各物理量都有符號計算時可代入符號進(jìn)行運算,結(jié)果的正負(fù)就說明所求物理量的大小高低和正負(fù),也可將各物理量均取絕對值代入,然后再由題意分析判斷兩點間的電勢高低關(guān)系或其他問題.電勢差1、如圖所示的電場中,將2C的正電荷分別由A、C兩點移到B點時,電場力所做的功分別是30J、-6J,如果取B點為零電勢點,A、C兩點的電勢分別是=

,=

,A、C兩點的電勢能分別是EPA=

,EPC=

,AC間電勢差UAC=.如果取A為零電勢點，那么AC間電勢差UAC=

15V015J-6J18V18V電勢差2、如圖所示,勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E=100V/m,A、B兩點相距10cm,A、B連線與電場線夾角為60o,則UBA為()A.-10VB.10VC.-5VD.5VDAB60o那么勻強(qiáng)電場中兩點電壓如何算法？電勢差二、電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系如圖所示,在勻強(qiáng)電場中,把電荷q從A移到B,電場力做功即AB兩點間的電勢差為ABEC

θSAC為A、B沿場強(qiáng)方向上的距離,用d表示得電勢差二、電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系說明：①只適用于勻強(qiáng)電場

②d：沿場強(qiáng)方向的距離

勻強(qiáng)電場中兩點間的電勢差等于場強(qiáng)與這兩點間沿電場力方向距離的乘積對于非勻強(qiáng)電場，可做定性判斷電勢差計算電場強(qiáng)度三條式子的區(qū)別物理意義適用范圍是電場強(qiáng)度大小的定義式是真空中點電荷場強(qiáng)的決定式是勻強(qiáng)電場中場強(qiáng)的決定式適用于一切電場在真空中,場電荷Q是點電荷勻強(qiáng)電場公式區(qū)別電勢差3、在如圖所示的電場中，把點電荷q=+2×10-11C，由A點移到B點，電場力做功WAB=4×10-10J。A、B兩點間的電勢差UAB等于多少？B、A兩點間的電勢差UBA等于多少？20V-20V電勢差N′

60°3、如圖，在勻強(qiáng)電場中的M、N兩點距離為2cm，兩點間的電勢差為5V,M、N連線與場強(qiáng)方向成60°角，則此電場的電場強(qiáng)度多大？若Ｏ點為M、N連線的中點,則M、O兩點的電勢差UMO

為多少？EMN解：根據(jù)可得：因為Ｏ點為M、N連線的中點所以Ｏ電勢差4、如圖所示，P、Q兩金屬板間的電勢差為50V，板間存在勻強(qiáng)電場，方向水平向左，板間的距離d=10cm，其中Q板接地，兩板間的A點距P板4cm。求（1）P板及A點的電勢（2）保持兩板間的電勢差不變，而將Q板向左平移5cm，則A點的電勢將變?yōu)槎嗌伲縋QAQ-30V-10V電勢差5、如圖所示，一個動能為EK的電子垂直于A板從小孔C進(jìn)入勻強(qiáng)電場，能達(dá)到的最大深度為2d/3，設(shè)電子電荷量為e，A板接地，則B板電勢為

VABd電勢差WAB=-1.5×10-5J6、電場中A、B兩點的電勢A=800V，

B=-200V，把電荷q=-1.5×10-8C由A點移到B點，電場力做了多少功？電勢能改變多少？電勢能增加，增加1.5×10-5J電勢差如圖所示，在真空中有一對平行金屬板，兩板間加以電壓U。兩板間有一帶正電荷q的帶電粒子。它在電場力的作用下，由靜止開始從正極板向負(fù)極板運動，到達(dá)負(fù)板時的速度有多大？(不考慮粒子的重力）qUm+_帶電粒子的加速d三、帶電粒子的加速1、受力分析:

水平向右的電場力

F=Eq=qU/d2、運動分析:初速度為零，加速度為a=qU/md的向右勻加速直線運動。F電勢差如圖所示，在真空中有一對平行金屬板，兩板間加以電壓U。兩板間有一帶正電荷q的帶電粒子。它在電場力的作用下，由靜止開始從正極板向負(fù)極板運動，到達(dá)負(fù)板時的速度有多大？(不考慮粒子的重力）qUm+_帶電粒子的加速d三、帶電粒子的加速F解法一運用運動學(xué)知識求解電勢差如圖所示，在真空中有一對平行金屬板，兩板間加以電壓U。兩板間有一帶正電荷q的帶電粒子。它在電場力的作用下，由靜止開始從正極板向負(fù)極板運動，到達(dá)負(fù)板時的速度有多大？(不考慮粒子的重力）qUm+_帶電粒子的加速d三、帶電粒子的加速F解法二運用能量知識求解電勢差

如兩極板間不是勻強(qiáng)電場該用何種方法求解？

由于電場力做功與場強(qiáng)是否勻強(qiáng)無關(guān)，與運動路徑也無關(guān)，第二種方法仍適用！思考:若粒子的初速度為零,則:若粒子的初速度不為零,則:電勢差7、熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子。在金屬絲和金屬板間加以電壓U=2500V，發(fā)射出的電子在真空中被加速后，從金屬板的小孔穿出。電子射出后的速度有多大？設(shè)電子剛從金屬絲射出時的速度為零。已知電子電荷量和質(zhì)量解:電子電荷量為e,根據(jù)動能定理可得電勢差所以8、如圖所示,從燈絲逸出的電子,其速度可以認(rèn)為是零,那么電子通過A板小孔時的動能為

,通過B板小孔時的動能為

,打到C板時的動能為

.OABC45V30V45eV45eV15eV加速勻速減速請思考什么是eV？電勢差9、兩塊平行的金屬板A、B之間的電壓是80V，一個電子以100eV的動能從小孔C垂直A板進(jìn)入電場，該電子能打在B板上嗎？如果能打在B板上，它到達(dá)B板時的動能有多大？如果要使電子打在B板上時的速度為零,電源電壓應(yīng)變?yōu)槎嗌賄？電勢差如圖所示，在真空中水平放置一對金屬板Y和Y’，板間距離為d。在兩板間加以電壓U，一電荷量為q質(zhì)量為m的帶電粒子從極板中央以水平速度v0射入電場。試分析帶電粒子在電場中的運動情況。(不計粒子的重力)四、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)1、受力分析：2、運動規(guī)律分析:粒子受到豎直向下的電場力F＝Eq=qU/d粒子作類平拋運動。UL++++++------Y

dY′

v0q電勢差UL++++++------Y

dY′

v0qx方向：勻速直線運動Y方向：初速度為零的勻加速直線運動v0y離開電場時的偏轉(zhuǎn)角：離開電場時偏轉(zhuǎn)量：推論:粒子從偏轉(zhuǎn)電場中射出時,其速度反向延長線與初速度方向交一點,此點平分沿初速度方向的位移vvyΦ

電勢差粒子在與電場平行的方向上做

初速為零的勻加速運動結(jié)論：帶電粒子初速度垂直于電場方向飛入勻強(qiáng)電場的問題就是一個類平拋的問題粒子在與電場垂直的方向上做

勻速直線運動請認(rèn)真學(xué)習(xí)書中P38例題電勢差10、如圖所示,兩極板與電源相連接,電子從負(fù)極板邊緣垂直電場方向射入勻強(qiáng)電場,且恰好從正極板邊緣飛出,現(xiàn)在使電子射入速度變?yōu)樵瓉淼膬杀?而電子仍從原來位置射入,且仍從正極板邊緣飛出,則兩極板間電壓變?yōu)樵瓉淼?)A.2倍B.4倍C.倍D.倍BUVo電勢差加速和偏轉(zhuǎn)一體++++++------+_U1U2v-qmLv0加速偏轉(zhuǎn)電荷經(jīng)加速電場加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場通過加速電場的末速度為進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場的初速度電勢差11、如圖所示,初速度為零的電子在電勢差為U1的電場中加速后,垂直進(jìn)入電勢差為U2的偏轉(zhuǎn)電場,在滿足電子能射出偏轉(zhuǎn)電場的條件下,下列四種情況中,一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角度變大的是()A.U1變大,U2變大

B.U1變小,U2變大

C.U1變大,U2變小

D.U1變小,U2變小BU2U1電勢差

一束電子流在經(jīng)U=5000V的加速電壓加速后,在距兩極板等距處垂直進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場,如圖所示,若兩板間距d=1.0cm,板長L=5.0cm,那么,要使電子能從平行板間飛出,兩個極板上最多能加多大電壓.Udl偏轉(zhuǎn)電壓越高,偏轉(zhuǎn)量就越大.設(shè)電子剛好能從極板邊緣飛出.即這時偏轉(zhuǎn)量最大等于d/2,所加電壓為最大值.電勢差五、示波器

1、作用：觀察電信號隨時間變化的情況2、組成：示波管（內(nèi)部是真空的）、電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成。電子槍偏轉(zhuǎn)電極-+熒光屏YY’XX’YY’XX’電勢差電子槍偏轉(zhuǎn)電極-+熒光屏YY’XX’YY’XX’1.如果在電極XX’之間不加電壓,但在YY’之間加不變的電壓,使Y的電勢比Y’高(有時說這種情況是”Y正、Y’負(fù)”),電子束運動過程中受哪個方向的力?電子將打在熒光屏的什么位置?電勢差電子槍偏轉(zhuǎn)電極-+熒光屏YY’XX’YY’XX’1.如果在YY’

之間不加電壓,而在XX’之間加不變的電壓,(X正、X’負(fù)),電子將打在熒光屏的什么位置?電勢差電子槍偏轉(zhuǎn)電極-+熒光屏YY’XX’YY’XX’2.如果在XX’

之間不加電壓,而在YY’之間所加的電壓按圖所示的規(guī)律隨時間變化，在熒光屏?xí)吹绞裁磮D形？Uyt電勢差電子槍偏轉(zhuǎn)電極-+熒光屏YY’XX’YY’XX’3.如果YY’之間的電壓仍然如圖所示，而在XX’

之間加不變的電壓(X正、X’負(fù)”),在熒光屏?xí)吹绞裁磮D形？Uyt電勢差電子槍偏轉(zhuǎn)電極-+熒光屏YY’XX’YY’XX’3.如果YY’之間的電壓仍然如圖所示，而在XX’

之間加不變的電壓(X負(fù)、X’正),在熒光屏?xí)吹绞裁磮D形？Uyt電勢差§2.4電容電勢差電容器和電容一、電容器１.定義：任何兩個彼此絕緣又相隔很近的導(dǎo)體,組成一個電容器。２.電容器的充、放電充電：電容器兩板分別接在電池兩端,兩板帶上等量異種電荷的過程放電：電源能量→電場能充了電的電容器的兩板用導(dǎo)線相連,使兩板上正、負(fù)電荷中和的過程電場能→其他形式能+++++++++---------

電勢差

電容器充電后，任意一個極板帶電量的絕對值叫電容器的帶電量，用“Q”表示。3、電容器的作用：那電容器儲存電荷的規(guī)律：U變化，Q隨之變化。+++++++++---------

容納儲存電荷電勢差二、電容C1.定義:把電容器帶電量Q與兩極板間的電壓U的比值叫這個電容器的電容，用C表示2.定義式：3.單位：法拉（F）1F=1C/V其它單位：1F=106μF=1012pF意義：“C=1F”表示當(dāng)U=1V時，Q=1C

“C=10F”表示當(dāng)U=1V時，Q=10C4.物理意義：

描述電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量電勢差甲同學(xué)說:“電容器帶電越多,電容越大,不帶電時,電容為零”。此說法對嗎?為什么?思考:乙同學(xué)說:“若A電容器帶電比B電容器帶電量多，則A的電容就比B的電容大”。此說法對嗎?為什么?5.電容的符號：

電勢差電容器的Q—U圖象U/VQ/CC1C2C1>C20電勢差

研究平行板電容器的電容和哪些因素有關(guān)電勢差三.決定電容大小的因素電勢差C和d成反比C與S成正比

C與ε成正比相對介電常數(shù)正對面積靜電力常量兩極板間的距離（平行板電容器）三.決定電容大小的因素電容器的電容是電容器本身的結(jié)構(gòu)決定，與是否帶電或與帶電量的多少無關(guān)。電勢差四、電容器的分類電容器固定電容器可變電容器聚苯乙烯電容器陶瓷電容器電解電容器紙質(zhì)電容器+-電勢差從電容器的