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1、8.3 8.3 电势电势电势差电势差电电 势势 能能电电 势势 差差问问 题题 引引 入入电势差与电场力电势差与电场力做功的关系做功的关系电电 势势 问题引入问题引入 我们居住的地球周围空间我们居住的地球周围空间就是一个巨大的电场，地球上就是一个巨大的电场，地球上空的电离层带正电荷，地面带空的电离层带正电荷，地面带负电荷；闪电是大气中激烈的负电荷；闪电是大气中激烈的放电现象，一次闪电要释放出放电现象，一次闪电要释放出巨大的能量。怎样描述电场具巨大的能量。怎样描述电场具有的能量呢？有的能量呢？雷雷 电电 如如图图所所示示，带带正正电电的的小小球球 q ，放放入入正正电电荷荷Q 产产生生的的电电场
2、场中中，q 从从位位置置 B 移移到到位位置置 A ，说说明明电电场场力力对对q 做做了了功功，表表明电场具有能量。明电场具有能量。 一、电势能一、电势能 电场中的电荷由于受到电场力的作用而电场中的电荷由于受到电场力的作用而具有的能量叫做电势能具有的能量叫做电势能，用用E p 表示。表示。 1. 电势能电势能 电势能与重力势能类似，具有相对性电势能与重力势能类似，具有相对性。 电势能是标量，单位是焦电势能是标量，单位是焦 （ J ）。）。 在重力场中，物体上升时，克服重力在重力场中，物体上升时，克服重力做了多少功（重力做负功），物体的重力做了多少功（重力做负功），物体的重力势能就增加多少；物体
3、下落时，重力做了势能就增加多少；物体下落时，重力做了多少正功多少正功, 物体的重力势能就减小多少。物体的重力势能就减小多少。 2. 电场力做功与电势能的变化电场力做功与电势能的变化 电场力做了多少正功，电荷的电势能就减少多少电场力做了多少正功，电荷的电势能就减少多少； 电场力做了多少负功（电荷克服电场力做了多少功）电场力做了多少负功（电荷克服电场力做了多少功）, , 电荷的电势能就增加多少。电荷的电势能就增加多少。h 与此相似，电场力做功与电势能变化的关系是：与此相似，电场力做功与电势能变化的关系是：ABE 二、电二、电 势势 电场中某点，电荷的电势能电场中某点，电荷的电势能E p 与它所带电
4、与它所带电荷量荷量 q 的比值叫做该点的电势。的比值叫做该点的电势。 电势是标量，没有方向。单位为伏（电势是标量，没有方向。单位为伏（V） 电电势势反反映映了了电电场场能能的的性性质质，电电场场中中某某点点的的电电势势与与试试探电荷无关。探电荷无关。 1. 定义定义+E+EpqQ 2. 电势高低的判断电势高低的判断 （1）沿着电场线的方向，电势逐点降低沿着电场线的方向，电势逐点降低。 （2）对对正正电电荷荷来来说说，电电势势能能大大的的地地方方电电势势高高，电电势势能能小小的的地地方方电电势势低低；对对负负电电荷荷来来说说, ,电电势势能能大大的的地地方方电势低，电势能小的地方电势高电势低，电
5、势能小的地方电势高。 电电势势和和电电势势能能一一样样具具有有相相对对性性。只只有有当当零零电电势势点点选选定定之之后后, ,各各点点的的电电势势才才有有确确定定的的值值。在在同同一一问问题题中中，零零电电势势点点和和零零电电势势能能的的选选取取必必须须一一致致。实实用用中中常常常常选选取取大大地或仪器的公共地线的电势为零。地或仪器的公共地线的电势为零。 3. 电势的相对性电势的相对性 1. 定义定义 电场中两点之间电势的差值，叫做这两点的电场中两点之间电势的差值，叫做这两点的电势差电势差。 如如图图所所示示， 设设电电场场中中A、B 两两点点的的电电势势分分别别为为 A 和和 B ，则则 A
6、、B 两点的电势差为两点的电势差为BEA 三三、电势差电势差 用符号用符号U 表示，电势差就是人们常说的电压。表示，电势差就是人们常说的电压。 2. 说明说明 （1）电电场场中中某某点点电电势势的的大大小小与与零零电电势势点点的的选选取取有有关关，其其值值是是相相对对的的。而而任任意意两两点点的的电电势势差差却却与与零零电电势势点点的的选选取取无关。无关。 （2）两点间的电势差可以是正值或负值。两点间的电势差可以是正值或负值。 电荷在电场中两点间移动时，电场力所做的功等于电电荷在电场中两点间移动时，电场力所做的功等于电荷量与这两点间电势差的荷量与这两点间电势差的乘积。乘积。 四、电势差与电场力
7、做功的关系四、电势差与电场力做功的关系 A BE 例例1 如如图图所所示示，在在电电场场强强度度为为6.0103 N/C的的匀匀强强电电场场中中，A、B 两两点点相相距距 2.0 cm，求求把把电电荷荷量量为为1.0105 C 的的正正点点电电荷荷从从 A 移移到到 B 时时, ,电电场场力力所所做做的的功功WAB 及及 A、B 间间的的电电势势差差UAB 。ABE 解：解：正点电荷从正点电荷从 A 移到移到 B 时，时，电场力所做的功为电场力所做的功为 A、B 间的电势差为间的电势差为 解解: （1）把把正正点点电电荷荷由由 A 点点移移到到 B 点点，电电场场力力所所做做的的功为功为 根据
8、电场力做功与电势能的关系根据电场力做功与电势能的关系，正电荷从正电荷从 A 到到B ，它的电势能减少了它的电势能减少了 4 107 J。 例例2 在在如如图图所所示示的的电电场场中中，已已知知 A 、B 两两点点间间的的电电势势差差 UAB = 10 V，把把电电荷荷量量为为q = 4.0 108C 的的负负点点电电荷荷由由A 点点移移到到B 点点，电电场场力力所所做做的的功功是是多多少少? 电电势势能能是是增增加加还还是减少？是减少？AB 解：解：检验电荷从检验电荷从 A 移到移到 B ，电场力做的功为电场力做的功为 1. 如如图图表表示示一一个个正正电电荷荷的的电电场场。已已知知A、B 间间的的电电势势差差是是 200 V，把把一一电电荷荷量量为为6108 C的的检检验验电电荷荷从从 A 点点移移到到 B 点点, 电场力做了多少功电场力做了多少功? 电势能是增加还是减少？电势能是增加还是减少？Q+AB 根据电场力做功与电势能的关系，检验电荷从根据电场力做功与电势能的关系，检验电荷从 A 到到B，它的电势能增加它的电势能增加了了 1. 2 105 J。 练练 习习
