广东省佛山市顺德大良实验中学高中物理1.4电势和电势差 8页

‎1.4电势和电势差 ‎ ‎【本节知识引入】‎ 如左图，描述空间位置时，我们说B点高过 点；‎ 且A、B、C各点高度 ‎ ‎（填“相同”或“不同”），‎ 一般认为地面的高度为 ‎ ‎1．如上图，在电场中，也有类似的“高度”，它称为电势，其中A、B、C各点电势 （填“相同”或“不同”）； 点最高， 点最低。‎ ‎【知识点】沿电场线箭头方向，电势逐渐降低。‎ ‎2．如果C点接地，则C点电势为 ；A点电势为正，B点电势为 ； ‎ 零电势可以任意选择，若让A点接地，则A点电势为 ；B点和C点电势都为 ； ‎ ‎ ‎ 一．电势φ概念引入 C B 地面 A ‎3．电势定义：如果在电场中选定一个参考点P，规定该点电势为零，则电场中任意一点A的电势，数值上等于把单位正电荷从A点移到参考点P时电场力所做的功．用φA表示A点的电势，‎ 定义式：φA＝______，电势的单位是________．‎ 二．电势差UAB概念引入 ‎1．在左上图中，选地面为零高度，若A点高度hA=‎80米，B点高度hB=‎55米，则AB高度差hAB= 米；若选C点为零高度，A和B的高度当然改变了，但AB之间高度差 ‎ （填“不变”或“变化”），仍为hAB= 米；‎ ‎【知识点】空间中，零高度选择不同，各点的高度变化，但空间任意两点间的高度差不变。‎ ‎2．在右上图所示的电场中，选C点为零电势（即接地），若A点电势φA=80伏，B点电势φB=-50伏，则AB间电势差UAB= 伏；‎ 若选B点为零电势（即接地），若A点电势φA= 伏，C点电势φC= 伏，但AB间电势差UAB （填“不变”或“变化”），仍为UAB= 伏；‎ ‎【知识点】在电场中，零电势选择不同，各点的电势变化，但任意两点间的电势差不变。‎ ‎3．电势差定义：将电荷从A点移到B点的过程中，电场力做的________与所移动的电荷的__________的比值为电场中A、B两点间电势差UAB，‎ 电势差定义式为：UAB＝________，其单位为________．电势差又称________．‎ ‎4．电势与电势差的关系：电势差U还可以根据电势φ求解，UAB＝_____ ___，‎ 若UAB为正值，表示A点的电势比B点的电势______．若UAB为负值，表示A点的电势比B点电势________，电势只有大小，没有方向，是________．‎ 三．电场力做功：电荷在电场中移动时，由于受到电场力，所以电场力可能对电荷做功。‎ ‎1．电场力做功的特点：电场力的功跟电荷移动的路径__________，只由电荷的________决定．（与重做功相似）‎ 例1.如图所示，在场强为E的匀强电场中有相距为L的A、B两点，连线AB与电场线的夹角为θ，将一带电量为q的正电荷从A点移到B点，若沿直线AB移动该电荷，电场力做的功W1= ；沿路径ACB移动该电荷，电场力做的功W2= ；若沿曲线ADB移动该电荷，电场力做的功W3= 。由此可知，电荷在电场中移动时，电场力做 功与电荷移动的路径 （填“有关”或“无关”）。‎ ‎2．【高一己学】重力做了功，重力势能就会变化：‎ ‎①重力做正功，高度下降，重力势能 ；（填“增大”或“减少”）；‎ ‎②重力做负功，高度 ，重力势能 ；（填“增大”或“减少”）；‎ ‎3．电场力做了功，与之相对应的能也会变化，这种能称为电势能Ep，电场力做了功与电势能变化的关系：‎ ‎①电场力做正功，电势能 ；（填“增大”或“减少”）；‎ ‎②电场力做负功，电势能 ；（填“增大”或“减少”）；‎ 电场力所做的功等于电势能的____________，即WAB＝________－________.‎ 例2.（单）右图中MN为电场中某一条电场线方向向右，在线取两点a、b 今将一电荷＋q从a移到b则（ ）‎ A.电场力做正功，＋q的电势能增加； ‎ B.电场力做负功，＋q的电势能增加；‎ C.电场力做正功，＋q的电势能减少；‎ D.电场力做负功，＋q的电势能减少。‎ 例3.A和B为电场中某条电场线上的点，如图：将q=4×10-9的正电荷从A点移到B点需克服电场力做功5×10-7J，则 ‎ ⑴电场方向由A→B还是B→A？‎ ‎ ⑵电荷在哪点时电势能大？大多少？‎ ‎ [要点提炼一]‎ ‎1．电场力做功的特点：电场力的功跟电荷移动的路径无关，只由电荷的______决定．‎ ‎2．电势能：指电荷在电场中具有的势能，用Ep表示．‎ ‎3．电场力做功与电势能变化的关系：电场力所做的功等于________的减少量．‎ 即WAB＝______－________.‎ 若电场力做正功，电势能__________；电场力做负功，电势能__________．‎ ‎4．电势差：电场力的________与所移动电荷的__________的比值，我们定义为电场中A、B两点间的电势差，即UAB＝________.‎ 在国际单位制中，电势差的单位为________，简称____，符号____．‎ ‎ [要点提炼二]‎ ‎1．电势：电场中某点的电势等于把单位正电荷从该点移到___ _____时电场力所做的功，用字母________表示．‎ ‎2．电势与电势差的关系：UAB＝________，若UAB为正值，表示A点电势比B点电势________，若UAB为负值，表示A点电势比B点电势________．UBA＝φB－φA，‎ UAB＝________UBA.‎ ‎3．电势的单位是________，电势________大小，__________方向，是______量．‎ 四、等势面：电场中电势相等的点构成的______面 ‎ ‎ ‎1. 电场中电势相等的点构成的曲面．‎ ‎2．为了使等势面能够反映电场的强弱，通常使相邻等势面之间的电势差相等，这样的等势面称为等差等势面．‎ ‎3．等势面密集处，电场较强；等势面稀疏处，电场较弱．‎ ‎ ‎ 五．巩固训练 ‎1．（双）对于电场中的A、B两点，下列说法正确的是( )‎ A．电势差的定义式UAB＝，说明两点间的电势差UAB与电场力做功WAB成正比，与移动电荷的电荷量q成反比 B．A、B两点间的电势差在数值上等于将正电荷从A点移到B点电场力所做的功 C．若将‎1 C正电荷从A点移到B点，电场力做1 J的功，则两点间的电势差为1 V D．若电荷由A点移到B点的过程中，除受电场力外，还受其他力的作用，则电荷电势能的变化就不再等于电场力所做的功 ‎2．（单）在电场中，A、B两点间的电势差UAB＝75 V，B、C两点间的电势差UBC＝－200 V，则A、B、C三点电势高低关系是( )‎ A．φA＞φB＞φC B．φA＜φC＜φB C．φC＞φA＞φB D．φC＞φB＞φA ‎3、（双）在正的点电荷的电场中，以下有关场强E和电势φ的说法，哪些是正确的？ （ ） ‎ ‎（A）场强E大的地方，电势φ一定比场强小的地方高 ‎ ‎（B）场强E大的地方，电势φ一定比场强小的地方低 ‎ ‎（C）因为选无限远处电势为零，所以各点电势φ均为正值，距此正电荷越远处电势φ越低， ‎ ‎（D）因为选无限远处电势为零，所以各点电势φ均为负值，距此正电荷越远处电势φ越低 ‎ ‎ ‎ ‎4、（双）在负的点电荷的电场中，以下有关场强E和电势φ的说法，哪些是正确的？ （ ） ‎ ‎（A）场强E大的地方，电势φ一定比场强小的地方高 ‎ ‎（B）场强E大的地方，电势φ一定比场强小的地方低 ‎ ‎（C）因为选无限远处电势为零，所以各点电势φ均为正值，距此负电荷越远处电势φ越高 ‎ ‎（D）因为选无限远处电势为零，所以各点电势φ均为负值，距此负电荷越远处电势φ越高 ‎5、（双）在匀强电场中，以下有关场强E和电势φ的说法，哪些是正确的？ （ ） ‎ ‎（A）各点场强E一样大 ‎ ‎（B）各点场强E不同； ‎ ‎（C）同一条电场线上，各点电势φ一样大 ‎ ‎（D）同一条电场线上，各点电势φ不同 ‎6. （双）如图所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条电场线上有A、B两点，用EA、EB表示A、B两点的场强，用φA、φB表示A、B两点的电势，则( )‎ A.A、B两点的场强方向相同 B.因为电场线从A指向B，所以EA>EB C. 电势φA＜φB D.不知A、B附近的电场线分布状况，EA、EB的大小关系不能确定 ‎7．（单） 如图4所示，A、B、C为电场中同一电场线上的三点．设电荷在电场中只受电场力作用，则下列说法中正确的是 ( )‎ A．若在C点无初速地释放正电荷，则正电荷向B运动，电势能减少 B．若在C点无初速地释放正电荷，则正电荷向B运动，电势能增加 C．若在C点无初速地释放负电荷，则负电荷向A运动，电势能增加 D．若在C点无初速地释放负电荷，则负电荷向A运动，电势能不变 ‎8． 有一个带电荷量q＝－3×10－‎6C的点电荷从某电场中的A点移到B点，电荷克服静电力做6×10－4J的功，从B点移到C点，静电力对电荷做9×10－4 J的功，求：A、C两点的电势差，并说明A、C两点哪点的电势较高．‎ ‎9．带电荷量为q＝＋5.0×10－‎8 C的点电荷从A点移到B点时，克服电场力做功3.0×10－6 J．已知B点的电势为φB＝20 V．求：‎ ‎(1)A、B间的电势差 ‎(2)A点的电势 ‎(3)q从A到B的电势能变化 ‎(4)将q＝－5.0×10－‎8C的点电荷放在A点时它的电势能．‎