1.知道电势差的概念,知道电势差与电势零点的选择无关。
2.掌握两点间电势差的表达式,知道两点之间电势差的正、负与这两点电势高低之间的对应关系。
3.理解电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差的关联,能够运用静电力做功公式进行计算。
了解电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差的关系后,能够运用静电力做功的公式进行计算。
一、
1.电势差:
(1)定义:电场中两点间电势的差值叫作电势差,也叫电压。
电荷q在电场力作用下从A点移动到B点时,电场力所做的功W_{AB}与电荷量q的比值被称为A、B两点之间的电势差UAB。
(2)定义式:
(3)单位:伏特符号:V
(4)物理意义:
电势差的值即为电场力作用下两点间移动一库仑的正电荷电场力做的功。
例如:UAB=10V,移动1库仑正电荷电场力做功为10J,移动1库仑负电荷电场力做功-10J。
教师引导:
(1)由什么决定?跟、有关吗?
由电场本身的因素决;与、
(2)跟、有关吗?
跟、
注意:应用公式,时应注意各物理量都有符号。
3.电势与电势差的比较:
(2)电势的大小依赖于参考点的选择,而电势差则不受参考点影响。
(3)电势和电势差都是标量,单位都是伏特,都有正负值:
电势差的正负表示两点的电势的高低。
在匀强电场中,将电荷量为2.0×10??库仑的点电荷从A点移至B点,静电力做功1.6×10??焦耳。再把这个电荷从B点移动到C点,静电力做的功为-4.0×10-7J。
(1)A、B、C三点中,哪点电势最高?哪点电势最低?
(2)A、B间,B、C间,A、C间的电势差各是多大?
(3)计算将电荷量为-1.5×10??库仑的点电荷从A点移动至C点时,静电力所做的功。
(4)根据以上结果,定性地画出电场分布的示意图,标出A、B、C三点可能的位置。
说明:应用计算时,注意各物理量用正负值代入。
一个电荷量为1×10??库仑的电荷,从电场外某点移到电场内的一点A时,克服电场力做功0.006焦耳,则A点的电势为600如果一个电荷从电场外部移动到电场内部的另一点B,电场力做功0.002焦耳,则B点的电势为200V,UAB=400V;若有另一电荷量为0.2C的负电荷从A移到B点,电场力做正功,大小为80J。
定义:电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面。
教师引导:
(1)观察等势面与电场线的疏密情况有什么特点?说明什么问题?
(2)观察等势面与电场线的的方向有什么特点?
(3)思考:在等势面上移动电荷,静电力做功有什么特点?
总结等势面的特点:
(1)等势面越密的位置,电场强度越大。
(2)等势面与电场线垂直,并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。
(3)在等势面上移动电荷静电力不做功。
【练习1】如图所示,虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面,它们的电势分别为、和,一带正电粒子射入电场中,其运动轨迹如实线KLMN所示。由图可知(
【练习2】如图所示,三个等差等势面上有a、b、c、在四点中,若将一个正电荷从c经a移动到d,电场力做功W1;若从c经b移动到d,电场力做功W2,则(
二、
1.电势差:两点的电势之差,也叫电压。
2.电势差的单位:伏特符号V
3.电势差是标量。
4.静电力做功与电势差的关系:
5.电势差UAB与q、WAB均无关,仅与电场中A、B两位置有关。故电势差反映了电场本身的性质。
6.电势的高低与参考点的选取有关,但电势差与参考点的选取无关。