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1、第六节第六节 电势能、电势差和电势电势能、电势差和电势复习回顾复习回顾: : 重力做功重力做功ABC123mgW=mgLsin =mghL重力做功与路径无重力做功与路径无关，只与高度差有关，只与高度差有关。关。g的方向的方向一、电场力做功的特点一、电场力做功的特点 正电荷正电荷q q在电场在电场强度为强度为E E的匀强的匀强电场中由电场中由A A运动运动到到M M电场力做功电场力做功吗？做了多少功吗？做了多少功？Eqq受力吗？多大？AMW=qEAMqE 求试探电荷求试探电荷q q沿直线沿直线ABAB移动到移动到B B时电场力做时电场力做的功：的功：E+q ABME+q ABM结论：结论： 在在
2、匀强电场匀强电场中移动电荷时，电场力做中移动电荷时，电场力做的功只与电荷的的功只与电荷的起始位置和终止位置起始位置和终止位置有关，有关，与电荷经过的与电荷经过的路径路径无关。无关。 ( (对于非匀强电场也适用对于非匀强电场也适用) )n 做功的过程是一个能量做功的过程是一个能量转化的过程，那么电场力转化的过程，那么电场力做功的过程是什么能转化做功的过程是什么能转化为什么能呢？为什么能呢？二、电场力做功与电势能变化的关系二、电场力做功与电势能变化的关系 电场力做功与电势能有什么关系？电场力做功与电势能有什么关系？（联系重力做功与重力势能的关系）（联系重力做功与重力势能的关系）1 1、电势能、电势
3、能（） 电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能，电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能，叫叫电势能电势能。重力势能和电势能类比重力势能和电势能类比 重力做负功，重力势能就增加重力做负功，重力势能就增加 电场力做正功，电势能就减少电场力做正功，电势能就减少电场力做负功，电势能就增加电场力做负功，电势能就增加W电电= - W WG G= -E= -EP P2 2、电场力做功与电势能变化的关系、电场力做功与电势能变化的关系重力做正功，重力势能就减少重力做正功，重力势能就减少 尽管重力做功与电场力做功很相似，尽管重力做功与电场力做功很相似，但还存在很大差异但还存在很大差异-存在两种电荷存在两种电荷n正电荷
4、顺电场线移动，正电荷顺电场线移动，n电场力做正功，电势能减少电场力做正功，电势能减少n 负电荷顺电场线移动，负电荷顺电场线移动，n电场力做负功，电势能增加电场力做负功，电势能增加n 正电荷逆电场线移动，正电荷逆电场线移动，n电场力做负功，电势能增加电场力做负功，电势能增加n 负电荷逆电场线移动，负电荷逆电场线移动，n电场力做正功，电势能减少电场力做正功，电势能减少3 3、电势能是相对的，与零电势能面有关。、电势能是相对的，与零电势能面有关。 通常把电荷在离场源电荷通常把电荷在离场源电荷无限远处无限远处的的电势能规定为零，或把电荷在电势能规定为零，或把电荷在大地表面上大地表面上电势能规定为零。电
5、势能规定为零。重力势能是物体和地球所共有的，具有系统性重力势能是物体和地球所共有的，具有系统性 4 4、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性。、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性。5 5、电势能是、电势能是标量标量，但有，但有正负正负。1 1、定义：电荷在电场中两点移动时，、定义：电荷在电场中两点移动时，电势能的改变电势能的改变量量跟电荷跟电荷电量电量的比值，叫做这两点间的的比值，叫做这两点间的电势差或电电势差或电压。压。3 3、单位：伏特（、单位：伏特（V V） 1V=1J/C1V=1J/C4 4、电势差是标量，但有正有负。、电势差是标量，但有正有负。注意：电场力做的功注意：电场力做的
6、功W WABAB= =qUqUABAB， = =qUqUABAB三、三、 电势差（电压）（电势差（电压）（U U）2 2、定义式：、定义式：四、电势四、电势1 1、定义：、定义： 电场中某点的电势等于单位正电荷由该点移电场中某点的电势等于单位正电荷由该点移到参考点（零电势点）时电场力所做的功。到参考点（零电势点）时电场力所做的功。2 2、定义式：、定义式：3、说明：、说明： （1 1）某点电势等于该点与参考点（及零电势点）某点电势等于该点与参考点（及零电势点）的电势差。的电势差。（2 2）电势是标量无方向但有正负。电势是标量无方向但有正负。（3 3）电势具有相对性电势的大小与零电势点）电势具有
7、相对性电势的大小与零电势点的选择有关。一般取大地或无穷远处为零电势点。的选择有关。一般取大地或无穷远处为零电势点。4 4、单位：伏特（、单位：伏特（V V）ABCDE0V0V15V15V5V5V3V3V0V0V18V18V8V8V3V3V 零电势点的选择可以是任意的。零电势点的选择可以是任意的。零电势点的选择可以是任意的。零电势点的选择可以是任意的。 电势的高低是相对的，两点之间的电电势的高低是相对的，两点之间的电电势的高低是相对的，两点之间的电电势的高低是相对的，两点之间的电 势差是一定的，与零电势点的选取无关。势差是一定的，与零电势点的选取无关。势差是一定的，与零电势点的选取无关。势差是一
8、定的，与零电势点的选取无关。 电势的正负表示与零电势点的电势相比电势的正负表示与零电势点的电势相比电势的正负表示与零电势点的电势相比电势的正负表示与零电势点的电势相比是高还是低。是高还是低。是高还是低。是高还是低。5 5 5 5、沿电场线的方向，电势越来越低。、沿电场线的方向，电势越来越低。、沿电场线的方向，电势越来越低。、沿电场线的方向，电势越来越低。五、解题方法指导n1、用绝对值代入公式求解（也可以用正负号代入公式求解）n2、判断电势能增加或减少的方法n (1)电场力方向n (2)位移方向 n (3)电场力如何做功例题例题. A层教材层教材 例题图例题图11-4-711-4-7表示一个正电
9、荷的电场。已知表示一个正电荷的电场。已知A A、B B间的电间的电势差是势差是200200伏，有一电量为伏，有一电量为6 610-8 10-8 库的电荷从库的电荷从B B移到移到A A，它的电势能改变了多少？是增加还是减少？它的电势能改变了多少？是增加还是减少？求电势能的改变量，可以将求电势能的改变量，可以将U U和和q q的绝对值代入下式：的绝对值代入下式：= =qUqU=6=610-8 10-8 200200焦焦=1.2=1.210-5 10-5 焦图焦图11-4-711-4-7电势能是增加还是减少了可以分三步来判定：（电势能是增加还是减少了可以分三步来判定：（1 1）电场力）电场力是什么
10、方向是什么方向由于移动的是负电荷，它受到的电场力方由于移动的是负电荷，它受到的电场力方向跟场强方向相反，由向跟场强方向相反，由B B指向指向A A；（；（2 2）电荷移动方向与电场）电荷移动方向与电场力方向的关系力方向的关系电荷由电荷由B B向向A A移动，与受到的电场力方向移动，与受到的电场力方向相同；（相同；（3 3）是克服电场力做功还是电场力做功）是克服电场力做功还是电场力做功是电场是电场力做了功，因而电势能减少，所以，本题的答案是电势能力做了功，因而电势能减少，所以，本题的答案是电势能减少了减少了1.21.210-5 10-5 焦。焦。说明：用说明：用U=U=时，也可以直接将时，也可以
11、直接将U U和和q q的正负号代入公式来求的正负号代入公式来求解。解。例题例题例题例题. .在电场中一条电场线上有在电场中一条电场线上有在电场中一条电场线上有在电场中一条电场线上有A,BA,B两点两点两点两点, ,如图所示如图所示如图所示如图所示, ,若若若若将一电荷将一电荷将一电荷将一电荷q=-2.010q=-2.010-7-7C C从从从从A A点移到点移到点移到点移到B B点点点点, ,电荷克服电场电荷克服电场电荷克服电场电荷克服电场力做了力做了力做了力做了4.0104.010-4-4J J。 (1)U(1)UABAB等于多大等于多大等于多大等于多大? ? (2)(2)电场线的方向如何电
12、场线的方向如何电场线的方向如何电场线的方向如何? ? (3)(3)如在电场中有另一点如在电场中有另一点如在电场中有另一点如在电场中有另一点C,C,已知已知已知已知U UACAC=500V,=500V,若把这若把这若把这若把这一负电荷从一负电荷从一负电荷从一负电荷从B B移到移到移到移到C C点点点点, ,电场力做功多大电场力做功多大电场力做功多大电场力做功多大? ?A AB B例题、一带电油滴在匀强电场例题、一带电油滴在匀强电场E E中的运动轨迹如图中的运动轨迹如图中虚线所示，电场方向竖直向下。若不计空气阻中虚线所示，电场方向竖直向下。若不计空气阻力，则此带电油滴从力，则此带电油滴从a a运动
13、到运动到b b的过程中，能量变的过程中，能量变化情况为化情况为 ( ) ( ) A A动能减少动能减少 B B电势能增加电势能增加 C C动能和电势能之和减少动能和电势能之和减少 D D重力势能和电势能之和增加重力势能和电势能之和增加C解题方法指导3 3、判断电势高低的方法、判断电势高低的方法看电看电场线的方向场线的方向例题例题. .如图所示，电子在一条电场线上从如图所示，电子在一条电场线上从a a点运点运动到动到 b b点，电势能增加，试判定点，电势能增加，试判定a,ba,b两点的电两点的电势高低。势高低。a ab b 小小小小 结结结结 一、一、UAB=二、二、 WAB=qUAB四、四、A=UAO = WAO/q三、三、U UABAB= =A A- - B B U UABAB= - U= - UABAB（两种处理方法）（两种处理方法）1、将、将UAB和和q正、负号一同代入；正、负号一同代入；2、将、将UAB和和q的绝对值代入，根据力和位移的绝对值代入，根据力和位移 （或运（或运动）方向来判断功的正、负。动）方向来判断功的正、负。一般取绝对值一般取绝对值相对于零电势点的电势差相对于零电势点的电势差WABq
