1、興化市文正實驗學校興化市文正實驗學校尤能斌尤能斌20052005年年9 9月月五五 電勢差電勢差 電勢電勢第五節第五節 電勢差電勢差 電勢電勢一、電場的性質：一、電場的性質：電場力的性質（場電場力的性質（場強強E描述）描述）電場能的性質（電勢差、電勢描電場能的性質（電勢差、電勢描述）述）例題例題1 如圖中在場強為如圖中在場強為E E的勻的勻強電場中，沿電場方向上有強電場中，沿電場方向上有A A、B B兩點，兩點，將一個帶電量為將一個帶電量為q q的正的點電荷放置在的正的點電荷放置在A A點，求：點，求：1 1）將）將q q從從A A點沿電場線移動到點沿電場線移動到B B點，點，電場力所做的功電

2、場力所做的功W W1 1為多少？為多少？2 2）將）將q q從從A A點沿折線點沿折線ACBACB移到移到B B點，點，電場力所做的功電場力所做的功W W2 2為多少？為多少？3 3）將）將q q從從A A點沿曲線移動到點沿曲線移動到B B點，點，電場力所做的功電場力所做的功W W3 3為多少？為多少？AB+q甲甲乙乙AB+qCAB+q丙丙l1解：解：1）W1=F d=qE dAB2）W2=WAC+WCB =qE AC cos+ qE CB cos = qE dAB3）W3=W1+ W2 + W3 + = qE ( l1+ l2+ l3+) = qE dAB分析分析：1）電場力對電荷有做功的本

3、領，）電場力對電荷有做功的本領，表明表明電場有能的性質電場有能的性質2）電場力做功與路徑無關電場力做功與路徑無關，只，只和電場本身性質有關和電場本身性質有關AB+q甲甲乙乙AB+qCAB+q丙丙l13 3）電場力所做的功電場力所做的功W WABAB與與q q成正比，成正比，W WABAB/q/q跟跟A A、B B兩兩點間的路徑與點間的路徑與q q無關，無關，只和電場自身性質有關只和電場自身性質有關4 4）如圖所示，在正點電荷電場中的電場線上有三）如圖所示，在正點電荷電場中的電場線上有三個點個點A A、B B、C C，間距相同。將正電荷，間距相同。將正電荷q q由由A A移到移到B B，電場力功

4、電場力功W WABAB；將同一電荷由；將同一電荷由B B移到移到C C，電場力做，電場力做功功W WBCBC； 可知可知W WABAB W WBCBC，但，但W WABAB/q/q和和W WBCBC/q/q為定值，為定值， 表明比值表明比值W/qW/q可以恰當地去描述電場中任意兩點可以恰當地去描述電場中任意兩點間能的性質間能的性質。EABCdd+二、電勢差二、電勢差1 1、定義：電荷、定義：電荷q q在電場中由一點在電場中由一點A A移動到另一點時，移動到另一點時，電場力所做的功電場力所做的功W WABAB與電荷量與電荷量q q的比值的比值W WABAB/q/q，叫做，叫做ABAB兩點間的電勢

5、差，用兩點間的電勢差，用U UABAB表示。也稱作表示。也稱作ABAB兩點兩點的電壓的電壓2 2、定義式：、定義式：U UABAB=W=WABAB/q/q，導出式：，導出式：W WABAB=q=qU UABAB3 3、U UABAB在數值上的含義：等于單位正電荷由在數值上的含義：等于單位正電荷由A A點移點移動到動到B B點時電場力所做的功點時電場力所做的功4 4、單位：、單位：1V1V（伏特）（伏特）=1 J/C=1 J/C例題例題 將一個電量為將一個電量為-2-21010-9-9c c的點電荷從電場中的的點電荷從電場中的N N點移到點移到M M點，需克服電場力做功點，需克服電場力做功141

6、41010-9-9J J，N N、M M兩點間的電勢差兩點間的電勢差U UNMNM為多少？若將該電荷從為多少？若將該電荷從M M和到和到N N，電場力做什么功？，電場力做什么功？U UNMNM為多少？為多少？ 解：解：1 1）W WNM NM = -14= -141010-9-9J J，U UNMNM=W=WNMNM/q=7V/q=7V2 2）W WMNMN=14=141010-9-9J J，U UMNMN=W=WMNMN/q=-7V/q=-7V可以看出：可以看出：U UMN MN = -U= -UNMNM 問題問題 電勢差是描述電場中任意兩點間能的性質，電勢差是描述電場中任意兩點間能的性質，

7、那么電場中某點能的性質又如何描述呢？那么電場中某點能的性質又如何描述呢？（與重力場中的知識類比）（與重力場中的知識類比） 對比物體高度的確定，采用選取參考點的對比物體高度的確定，采用選取參考點的方法方法 可用將單位正電荷從電場中某點移到參考可用將單位正電荷從電場中某點移到參考點，電場力所做功的多少來描述，即該點點，電場力所做功的多少來描述，即該點到參考點的電勢差來描述到參考點的電勢差來描述三、三、電勢電勢1 1、定義：電場中某點的電勢等于該點與參考點之、定義：電場中某點的電勢等于該點與參考點之間的電勢差，用間的電勢差，用來表示。來表示。2 2、在數值上等于單位正電荷由該點移動到參考點、在數值上

8、等于單位正電荷由該點移動到參考點（零電勢）時電場力所做的功。（零電勢）時電場力所做的功。3 3、一般取無窮遠處或電場中的接地點為參考點。、一般取無窮遠處或電場中的接地點為參考點。4 4、沿電場線方向，電勢逐漸降低。、沿電場線方向，電勢逐漸降低。0 V-10 V10 VBACE 例題：如圖所示，在電場線上有例題：如圖所示，在電場線上有A A、B B、C C三點，三點，設設C C點接地，將點接地，將1C1C的正電荷由的正電荷由A A移到移到C C點，電場力點，電場力做功為做功為5J5J；再將該電荷由；再將該電荷由B B移到移到C C點，電場力做功點，電場力做功為為-5J-5J；求；求 A A 、

9、B B分別為多大？分別為多大？解：解： A A =W =WACAC/q=5V/q=5V， B B =W =WACAC/q=-5V/q=-5V 1 1、 A A B B ， A A- - B B=10=10 U UABAB=W=WABAB/q=10V/q=10V，故：，故：U UABAB= = A A- - B B 2 2、沿電場線方向，電勢逐漸降低。、沿電場線方向，電勢逐漸降低。EABC+四、電勢能四、電勢能1 1、電荷在電場中具有電勢能（、電荷在電場中具有電勢能（ ）2 2、對比重力做功理解電場力做功，電勢能變化、對比重力做功理解電場力做功，電勢能變化在重力場中在重力場中：W WG G=E=

10、EP1P1-E-EP2P2，W WG G0 0時，時，E EP1P1E EP2P2（重（重力勢能減少），力勢能減少），W WG G0 0時，時， E EP1P1E EP2P2（重力勢能（重力勢能增加）。增加）。在靜電場中在靜電場中：若：若電荷的電勢能用電荷的電勢能用表示表示，W WABAB= =A A- -B B，W WABAB0 0時，時，A AB B （電荷電勢能減少），（電荷電勢能減少），W WABAB0 0時，時，A AB B （電荷電勢能增加）。（電荷電勢能增加）。由由U UABAB=W=WABAB/q=/q=（A A- -B B）/q= /q= A B，可以得出，可以得出= /q，

11、電荷在電場中的電勢能電荷在電場中的電勢能= =q q。3 3、在電場力作用下，正電荷沿電場線移動，從電、在電場力作用下，正電荷沿電場線移動，從電勢高移向電勢低，電場力做正功，電勢能減??；勢高移向電勢低，電場力做正功，電勢能減?。辉陔妶隽ψ饔孟?，負電荷逆電場線移動，從電勢在電場力作用下，負電荷逆電場線移動，從電勢低移向電勢高，電場力做正功，電勢能減少。低移向電勢高，電場力做正功，電勢能減少。4 4、小結：、小結：1 1）W=qUW=qU計算時，全部帶符號運算。計算時，全部帶符號運算。2 2）電場中任意兩點間的電勢差與零電勢點的選）電場中任意兩點間的電勢差與零電勢點的選取無關取無關例題：如圖所示，

12、在同一條電場線上有例題：如圖所示，在同一條電場線上有A、B、C三點，將三點，將q=-610-6C的點電荷從的點電荷從A點移到點移到B點，點，電場力做什么功？做多少功？電勢能變化了多電場力做什么功？做多少功？電勢能變化了多少？若將該電荷從少？若將該電荷從B點移到點移到C點，電場力做什么點，電場力做什么功？做多少功？電勢能變化了多少？功？做多少功？電勢能變化了多少？解：解：1）從）從A移到移到B，UAB= A B=5V，WAB= qUAB= -310-5J,即電場力做負功，電荷即電場力做負功，電荷的電勢能增加了的電勢能增加了310-5J。2）從）從B移到移到C時，時， UBC= B C=-2V，

13、WBC= qUBC= 1.210-5J,即電場力做正功，電即電場力做正功，電荷的電勢能減少了荷的電勢能減少了1.210-5J。ACBA=5VC=2VB=0V本節小結本節小結電場電場能的能的性質性質電勢差電勢差U=W/q電勢電勢 取定位置的電勢差取定位置的電勢差電勢能電勢能 =q 具有對外做功的本領具有對外做功的本領電場力做功五、課堂練習：五、課堂練習：1 1、在電場中將、在電場中將q=1q=11010-10-10C C的正電荷從的正電荷從A A點移到點移到B B點點電勢能減少了電勢能減少了1 11010-8-8J J，U UABAB= = ，若是負電，若是負電荷其電勢能將荷其電勢能將 ，U U

14、ABAB= = 。答案：答案：100V100V，增加，增加1 11010-8-8J J，100V100V2 2、將將q=1q=11010-5-5C C的正電荷在電場中從參考點的正電荷在電場中從參考點C C移到移到A A點，需克服電場力做功點，需克服電場力做功6 61010-3-3J J，則，則A= V V，若將該電荷從若將該電荷從C C點移到點移到B B點電場力做功點電場力做功2 21010-3-3J J，則則B= V V，U UABAB= = V V；若將該電荷從；若將該電荷從A A點移點移到到B B點，電場力做功點，電場力做功W=W= J J。答案：答案：-600-600，200200，-

15、800-800，- - 8 81010-3-3J J 3 3、將電量為、將電量為-4-41010-10-10C C的電荷沿一條電場線由的電荷沿一條電場線由A A點點移到移到B B點克服電場力做功點克服電場力做功2.42.41010-5-5J J。再由。再由B B點移點移到到C C點電場力做功點電場力做功1.21.21010-5-5J J，求：，求：1 1）電荷從）電荷從A A點到點到B B點電勢能變化了多少？點電勢能變化了多少？U UABAB= =？2 2）電荷從）電荷從B B點到點到C C點電勢能變化了多少？點電勢能變化了多少？U UBCBC= =？3 3）若電荷從）若電荷從A A點到點到C C點，電勢能變化了多少？點，電勢能變化了多少？U UACAC= =？4 4）若）若B B=0=0，則，則A A= =？C C= =？答案：答案：1 1）電勢能）電勢能增加增加2.42.41010-5-5J J， U UABAB=6=610104 4 V V2 2）電勢能）電勢能減少減少1.21