第三节电势差课件.ppt

1、巩固训练巩固训练 1.1.如图虚线为一匀强电场的等势面如图虚线为一匀强电场的等势面.一带负一带负电粒子从电粒子从A A点沿图中直线在竖直平面内自下点沿图中直线在竖直平面内自下而上运动到而上运动到B B，不计空气阻力，此过程中粒，不计空气阻力，此过程中粒子能量的变化情况是子能量的变化情况是:动能动能_，重力势，重力势能能_，电势能，电势能_(_(填填“变大变大”、“不变不变”或或“变少变少”)小结：对于等势面问题，首先画出小结：对于等势面问题，首先画出电场线，然后判断电场力变化情况电场线，然后判断电场力变化情况和电场力做功情况。和电场力做功情况。变试训练变试训练 2.如图所示，三条虚线表示某电场

2、的三个等如图所示，三条虚线表示某电场的三个等势面，其中势面，其中1 1=30V=30V，2 2=20V=20V，3 3=10V=10V一个一个带电粒子只受电场力作用，按图中实线轨迹带电粒子只受电场力作用，按图中实线轨迹从从B B点运动到点运动到A A点，由此可知点，由此可知()A.A.粒子带负电粒子带负电B.B.粒子的速度变大粒子的速度变大 C.C.粒子的加速度变大粒子的加速度变大D.D.粒子的电势能变大粒子的电势能变大 C C点评：1.1.等势面一定跟电场线垂直，先画出电场线。等势面一定跟电场线垂直，先画出电场线。2.2.电场线由电势较高的等势面指向电势较低的等势面。电场线由电势较高的等势面

3、指向电势较低的等势面。标出电场线方向。标出电场线方向。3.3.等势面越密，电场强度越大，反之越小。等势面越密，电场强度越大，反之越小。4.4.判断电场力的大小变化，和电场力做功情况。判断电场力的大小变化，和电场力做功情况。3 3、一个点电荷，从静电场中的、一个点电荷，从静电场中的a a点移至点移至b b点，其电势能的变化为零，则（）点，其电势能的变化为零，则（）A Aa a、b b两点的场强一定相等两点的场强一定相等B B该电荷一定沿等势面移动该电荷一定沿等势面移动C C作用于该点电荷的电场力与其作用于该点电荷的电场力与其 移动方向总是垂直的移动方向总是垂直的 D Da a、b b两点的电势相

4、等两点的电势相等 D D 1.1.电势差电势差 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，电场力做功跟电荷的电荷量的比值，电场力做功跟电荷的电荷量的比值，qWUABBA 电场中两点间电势的差值，也叫电场中两点间电势的差值，也叫电压电压BAABUABBAUABABUU则有则有或者表示成或者表示成显然显然BA设电场中设电场中A A点的电势为点的电势为，B B点的电势为点的电势为1 1、电势差可以是正值也可以是负值，电、电势差可以是正值也可以是负值，电势差的正负表示什么意义？势差的正负表示什么意义？2 2、电势的数值与零电势点的选取有关，、电势的数值与零电势点的选取有关，电势差的数

5、值与零电势点的选取有关吗？电势差的数值与零电势点的选取有关吗？这与力学中学过的哪个概念相似？这与力学中学过的哪个概念相似？无关无关 与高度相似与高度相似表示两点电势高低表示两点电势高低)(BAqBAqqJVCev1919106.111060.11 电荷电荷q q从电场中从电场中A A点移到点移到B B点，点，PBPAABEEW；BAABqUWqWUABBA即即或或功的单位：功的单位：焦耳（焦耳（J J）或电子伏特（或电子伏特（evev）1 1、U UABAB由什么决定？跟由什么决定？跟W WABAB、q q有关吗？有关吗？由电场本身的因素决定由电场本身的因素决定 与与W WABAB、q q无无

6、关关2 2、W WAB AB 跟跟q q、U UABAB有关吗？有关吗？跟跟q q、U UABAB都有关都有关 注意：电场中注意：电场中A A、B B两两点间的电势差跟移动点间的电势差跟移动电荷的路径无关，只电荷的路径无关，只与与ABAB位置有关位置有关电势差的理解电势差的理解1.1.电势差反映电场能的性质的物理量。电势差反映电场能的性质的物理量。2.2.电势差由本身性质决定，与引入电荷无关。电势差由本身性质决定，与引入电荷无关。3.3.电势差与零势面选取无关。电势差与零势面选取无关。4.4.电势差是标量，有正负之分。电势差是标量，有正负之分。【例【例1】电场中电场中A A、B B两点的电势是

7、两点的电势是A A=800 V800 V，B B=-200 V-200 V，把，把电荷电荷q q=-1.5=-1.51010-8-8C C由由A A点移到点移到B B点，电场力做了多少功？电势点，电场力做了多少功？电势能是增加还是减少，增加或者能是增加还是减少，增加或者减少多少？减少多少？W WABAB=-1.5=-1.51010-5-5 J J 电势能增加，增加电势能增加，增加1.51.51010-5-5J J【例【例2 2】如图所示，在场强为】如图所示，在场强为E E的匀强电场中，的匀强电场中，一电子（电量为一电子（电量为e e，质量为，质量为m m）从电场中的）从电场中的A A点点沿电场

8、线方向以速度沿电场线方向以速度v v0 0运动，到达运动，到达B B点是时速点是时速度为零，求：度为零，求：A A、B B两点间电势差两点间电势差U UABAB为多少？哪点电势高？为多少？哪点电势高？电子从电子从A A点运动到点运动到B B点所用时间为多少？点所用时间为多少？A A、B B两点间距离为多大？两点间距离为多大？例例3 3、一个质量为一个质量为m m、带有电荷、带有电荷-q-q的小物体距的小物体距O O点为点为x x0 0，可在水平轨道，可在水平轨道OxOx上运动，上运动，O O端有一与轨端有一与轨道垂直的固定墙。轨道处于匀强电场中，场强道垂直的固定墙。轨道处于匀强电场中，场强大小

9、为大小为E E，方向沿，方向沿OxOx正方向，如图所示，小物正方向，如图所示，小物体以初速度体以初速度v vo o沿沿OxOx轴正方向运动，运动时受到轴正方向运动，运动时受到大小不变的摩擦力大小不变的摩擦力f f的作用，且的作用，且f fqEqE，设小物，设小物体与墙碰撞时不损失机械能，且电荷量保持不体与墙碰撞时不损失机械能，且电荷量保持不变，求它停止运动前所通过的路程？变，求它停止运动前所通过的路程？fmvqEx20021二、电势差与电场强度的关系二、电势差与电场强度的关系 A.BE.BB 若用若用d d表示表示A A、B B沿场强方向上的距离沿场强方向上的距离 ABU则说明：说明：只适用于

10、匀强电场只适用于匀强电场 d d：沿场强方向的距离：沿场强方向的距离 匀强电场中两点间的电势差等于场强匀强电场中两点间的电势差等于场强与这与这两点间沿电场力方向两点间沿电场力方向距离的乘积距离的乘积Ed思考思考，这个式子，这个式子dUEEdU由由表示什么含义？从式子中可看出表示什么含义？从式子中可看出E E的单位是什么？的单位是什么？在在匀强电场匀强电场中，场强在数值上等于中，场强在数值上等于沿场沿场强方向强方向每单位距离上的电势差每单位距离上的电势差.E E的单位为的单位为V/m V/m（1 V/m=1 N/C 1 V/m=1 N/C）.NN 60 例例4 4：如图，在匀强电场中的：如图，在

11、匀强电场中的M M、N N两点距两点距离为离为2 cm2 cm，两点间的电势差为，两点间的电势差为5 V,5 V,M M、N N连连线与场强方向成线与场强方向成6060角，则此电场的电场角，则此电场的电场强度多大？强度多大？EM.N解：解：根据根据 ，得：，得：dUE 060cosMNUE2110252）（mV/500 1.1.如图所示，匀强电场场强为如图所示，匀强电场场强为E E，A A与与B B两点间的距离为两点间的距离为d d，ABAB与电场线与电场线夹角为夹角为,则则A A与与B B两点间的电势差两点间的电势差为为()A.Ed A.Ed B.Edcos B.Edcos C.Edsin

12、C.Edsin D.EdtanD.EdtanB点评：由电势差的定义式进行推点评：由电势差的定义式进行推导计算，找好数据的数学关系导计算，找好数据的数学关系2 2、如图，、如图，a a、b b、c c是一条电场线上的三个点，是一条电场线上的三个点，电场线的方向由电场线的方向由a a到到c c,a a、b b间的距离等于间的距离等于b b、c c间的距离。用间的距离。用a a、b b、c c和和EaEa、EbEb、EcEc分别表示分别表示a a、b b、c c三点的电势和场强。下列三点的电势和场强。下列哪个正确？哪个正确？A A.a b c B.B.EaEaEbEbEcEc C C.a a b b

13、=b b c c D.D.EaEa=E=Eb b=E=Ec c a b c E 8.B如图所示，a、b是匀强电场中的两点已知两点间的距离为0.4m，两点的连线与电场线成37角，两点间的电势差Uab=2.4103V，则匀强电场的场强大小为E=_V/m，把电子从a点移到b点电场力做功W=_J，电子的电势能将_(填“增大”、“减少”或“不变”)答案:7.5103；-3.8410-16；增加EL例例7：如图为有界的匀强电场，电场的宽度为：如图为有界的匀强电场，电场的宽度为L电场强度为电场强度为E，现有一个质量为，现有一个质量为m，电荷量为，电荷量为q的的带正粒子，以初速度为带正粒子，以初速度为V0垂直

14、进入电场，求：垂直进入电场，求：电荷射出电场的速度是多少？（不计重力）电荷射出电场的速度是多少？（不计重力）三、带电粒子在电场中的偏转三、带电粒子在电场中的偏转 做曲线运动处理方法：运动的分解与合成即：分解为与电场平行和垂直两个方向的运动垂直两个方向的运动平行电场方向做匀速真线运动平行电场方向做匀速真线运动垂直电场方向做匀变速直线运动垂直电场方向做匀变速直线运动一、电势与电场强度的关系一、电势与电场强度的关系E E大处大处不一定高；不一定高；高处高处E E也不一定大也不一定大 无直接关系无直接关系 E E为零处为零处不一定为零，不一定为零，为零处为零处E E不一定为零不一定为零 二、电势差与电

15、场强度的关系二、电势差与电场强度的关系 dEU 说明：说明：只适用于匀强电场只适用于匀强电场 d d：沿：沿场强方向的场强方向的距离距离 小小 结结dUE 或或三、电场的两大性质：三、电场的两大性质：力的性质：力的性质：能的性质：能的性质：由由电场强度电场强度描述描述 可用电场线形象表示可用电场线形象表示 由电势、电势差描述由电势、电势差描述 可用等势面形象表示可用等势面形象表示 三、带电粒子在电场中的偏转三、带电粒子在电场中的偏转 做曲线运动处理方法：运动的分解与合成即：分解为与电场平行和垂直两个方向的运动垂直两个方向的运动平行电场方向做匀速真线运动平行电场方向做匀速真线运动垂直电场方向做匀变速直线运动垂直电场方向做匀变速直线运动 6.如图为某一电场的电场线和等势面分布，其中图中实线表示电场线，虚线表示等势面过a、b两点的等势面电势分别为a=5V，C=3V那么a、c连线的中点B的电势b为()A.b=4VB.b4V C.b4vD.上述情况都有可能 答案:C点评：点评：1.先标出电场线方向先标出电场线方向2.电场强度越大的地方等势面越密电场强度越大的地方等势面越密